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文檔簡介
高一物理選修3-1教案第一章靜電場1.1電荷及其守恒定律一、教學(xué)三維目標(biāo)(一)知識(shí)與技能1知道兩種電荷及其相互作用知道電量的概念2知道摩擦起電,知道摩擦起電不是創(chuàng)造了電荷,而是使物體中的正負(fù)電荷分開3知道靜電感應(yīng)現(xiàn)象,知道靜電感應(yīng)起電不是創(chuàng)造了電荷,而是使物體中的電荷分開4知道電荷守恒定律5知道什么是元電荷(二)過程與方法1、通過對(duì)初中知識(shí)的復(fù)習(xí)使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)自然界中的兩種電荷2、通過對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)使學(xué)生明確摩擦起電和感應(yīng)起電不是創(chuàng)造了電荷,而是使物體中的電荷分開但對(duì)一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和不變。(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀通過對(duì)本節(jié)的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生從微觀的角度認(rèn)識(shí)物體帶電的本質(zhì)二、教學(xué)重點(diǎn):電荷守恒定律三、教學(xué)難點(diǎn):利用電荷守恒定律分析解決摩擦起電和感應(yīng)起電的相關(guān)問題。四、教學(xué)具體過程:(一)引入新課:新的知識(shí)內(nèi)容,新的學(xué)習(xí)起點(diǎn)本章將學(xué)習(xí)靜電學(xué)將從物質(zhì)的微觀的角度認(rèn)識(shí)物體帶電的本質(zhì),電荷相互作用的基本規(guī)律,以及與靜止電荷相聯(lián)系的靜電場的基本性質(zhì)。【板書】第一章 靜電場復(fù)習(xí)初中知識(shí):【演示】摩擦過的物體具有了吸引輕小物體的性質(zhì),這種現(xiàn)象叫摩擦起電,這樣的物體就帶了電【演示】用絲綢摩擦過的玻璃棒之間相互排斥,用毛皮摩擦過的硬橡膠棒之間也相互排斥,而玻璃棒和硬橡膠棒之間卻相互吸引,所以自然界存在兩種電荷同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引【板書】自然界中的兩種電荷正電荷和負(fù)電荷:把用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷稱為正電荷,把用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷稱為負(fù)電荷,用負(fù)數(shù)表示電荷及其相互作用:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引(二)進(jìn)行新課:第1節(jié)、電荷及其守恒定律【板書】一、電荷1、 使物體帶點(diǎn)的三種方式摩擦起電(1)原子的核式結(jié)構(gòu)及摩擦起電的微觀解釋原子:包括原子核(質(zhì)子和中子)和核外電子(2)摩擦起電的原因:不同物質(zhì)的原子核束縛電子的能力不同(3)實(shí)質(zhì):電子的轉(zhuǎn)移(電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體)(4)結(jié)果:兩個(gè)相互摩擦的物體帶上了等量異種電荷接觸帶電(1) 接觸帶電的原因:一個(gè)物體帶電時(shí),電荷之間會(huì)相互排斥,如果接觸另一個(gè)導(dǎo)體電 荷會(huì)轉(zhuǎn)移到這個(gè)導(dǎo)體上,使物體帶電(2) 實(shí)質(zhì):電子的轉(zhuǎn)移(電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體)(3) 結(jié)果:接觸帶電兩個(gè)物體最終的電量分配很復(fù)雜,但有一種情況能確定電荷量的分配:兩個(gè)完全相同的導(dǎo)體球相互接觸后把剩余電荷量平分例:1甲、乙兩完全相同的金屬球分別帶+10C和-6C的電荷量,接觸后均帶+2C電荷量 2若兩球分別帶+10C和-10C電荷量,接觸后都不帶電,這種現(xiàn)象叫電荷的中和感應(yīng)起電【演示】:把帶正電荷的球C移近彼此接觸的異體A,B(參見課本圖1.11)可以看到A,B上的金屬箔都張開了,表示A,B都帶上了電荷如果先把C移走,A和B上的金屬箔就會(huì)閉合如果先把A和B分開,然后移開C,可以看到A和B仍帶有電荷;如果再讓A和B接觸,他們就不再帶電這說明A和B分開后所帶的是異種等量的電荷,重新接觸后等量異種電荷發(fā)生中和(1)感應(yīng)起電的原因:當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí),由于電荷間相互吸引或排斥,導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)趨向或遠(yuǎn)離帶電體,使靠近帶電體的一端帶上異號(hào)電荷,遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同號(hào)電荷,這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng),利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程叫感應(yīng)起電(2)實(shí)質(zhì):電子的轉(zhuǎn)移(電子從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分)練習(xí): 二、電荷守恒定律內(nèi)容:電荷守恒定律:電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分;在轉(zhuǎn)移過程中,電荷的總量保持不變另一種表述:一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和總是保持不變。三、元電荷電荷的多少叫做電荷量符號(hào):Q或q 單位:庫侖 符號(hào):C元電荷:電子所帶的電荷量(最小的電荷量),用e表示.注意:所有帶電體的電荷量或者等于e,或者等于e的整數(shù)倍。就是說,電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。電荷量e的值:e=1.6010-19C比荷(荷質(zhì)比):電子的電荷量e和電子的質(zhì)量me的比值,為C/五、板書設(shè)計(jì): 第一節(jié) 電荷和電荷守恒定律一、 電荷: 正 負(fù)電荷及其相互作用:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引使物體帶點(diǎn)的三種方式:摩擦起電 接觸帶電 感應(yīng)起電二、電荷守恒定律內(nèi)容:電荷守恒定律:電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分;在轉(zhuǎn)移過程中,電荷的總量保持不變另一種表述:一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和總是保持不變。三、元電荷電荷的多少叫做電荷量符號(hào):Q或q 單位:庫侖 符號(hào):C元電荷:電子所帶的電荷量(最小的電荷量),用e表示.電荷量e的值:e=1.6010-19C六、課后作業(yè):課后習(xí)題七、教學(xué)輔助手段:演示實(shí)驗(yàn)八、課后反思:1.2庫侖定律一、教學(xué)目標(biāo)(一)知識(shí)與技能1掌握庫侖定律,要求知道點(diǎn)電荷的概念,理解庫侖定律的含義及其公式表達(dá),知道靜電力常量2會(huì)用庫侖定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算3知道庫侖扭秤的實(shí)驗(yàn)原理(二)過程與方法通過演示讓學(xué)生探究影響電荷間相互作用力的因素,再得出庫侖定律(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀培養(yǎng)學(xué)生的觀察和探索能力二、教學(xué)重點(diǎn):庫侖定律的理解三、教學(xué)難點(diǎn):應(yīng)用庫侖定律公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算四、教學(xué)具體過程:(一)復(fù)習(xí)上節(jié)課知識(shí)(二)新課教學(xué)提出問題:電荷之間的相互作用力跟什么因素有關(guān)?【演示】:帶正電的物體和帶正電的小球之間的相互作用力的大小和方向使同學(xué)通過觀察分析出結(jié)論(參見課本圖1.21)影響兩電荷之間相互作用力的因素:(1)距離 (2)電量一、庫侖定律1、內(nèi)容:真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力,與他們的電荷量的乘積成正比,與它們的距離的二次方成反比作用力的方向在兩個(gè)點(diǎn)電荷的連線上2、表達(dá)式: 靜電力常量k = 9.0109Nm2/C2 k的大小用實(shí)驗(yàn)方法測定 3、適用條件:真空中,點(diǎn)電荷理想化模型【介紹】:(1)關(guān)于“點(diǎn)電荷”,應(yīng)讓學(xué)生理解這是相對(duì)而言的,只要帶電體本身的大小跟它們之間的距離相比可以忽略,帶電體就可以看作點(diǎn)電荷嚴(yán)格地說點(diǎn)電荷是一個(gè)理想模型,實(shí)際上是不存在的(2)要強(qiáng)調(diào)說明課本中表述的庫侖定律只適用于真空,也可近似地用于氣體介質(zhì)二、庫侖的實(shí)驗(yàn)庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)(1785年,法國物理學(xué)家?guī)靵觯靵雠こ?模型或掛圖)介紹:物理簡史及庫侖的實(shí)驗(yàn)技巧實(shí)驗(yàn)技巧:(1)小量放大(2)電量的確定【例題1】:試比較電子和質(zhì)子間的靜電引力和萬有引力已知電子的質(zhì)量m1=9.110-31kg,質(zhì)子的質(zhì)量m2=1.6710-27kg電子和質(zhì)子的電荷量都是1.6010-19C分析:這個(gè)問題不用分別計(jì)算電子和質(zhì)子間的靜電引力和萬有引力,而是列公式,化簡之后,再求解解:電子和質(zhì)子間的靜電引力和萬有引力分別是可以看出,萬有引力公式和庫侖定律公式在表面上很相似,表述的都是力,這是相同之處;它們的實(shí)質(zhì)區(qū)別是:首先萬有引力公式計(jì)算出的力只能是相互吸引的力,絕沒有相排斥的力其次,由計(jì)算結(jié)果看出,電子和質(zhì)子間的萬有引力比它們之間的靜電引力小的很多,因此在研究微觀帶電粒子間的相互作用時(shí),主要考慮靜電力,萬有引力雖然存在,但相比之下非常小,所以可忽略不計(jì)【例題2】:詳見課本P9五、板書設(shè)計(jì): 第二節(jié) 庫侖定律一、庫侖定律1、內(nèi)容:真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力,與他們的電荷量的乘積成正比,與它們的距離的二次方成反比作用力的方向在兩個(gè)點(diǎn)電荷的連線上2、表達(dá)式: 靜電力常量k = 9.0109Nm2/C2 k的大小用實(shí)驗(yàn)方法測定 3、 適用條件:真空中,點(diǎn)電荷理想化模型二、庫侖的實(shí)驗(yàn)庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)(1785年,法國物理學(xué)家?guī)靵觯┝?、課后作業(yè):第9頁1、2、3、4、5七、教學(xué)輔助手段:演示實(shí)驗(yàn)八、教學(xué)反思:1.3電場強(qiáng)度一、教學(xué)目標(biāo)(一)知識(shí)與技能1知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的,知道電場是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài)2理解電場強(qiáng)度的概念及其定義式,會(huì)根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算,知道電場強(qiáng)度是矢量,知道電場強(qiáng)度的方向是怎樣規(guī)定的3能根據(jù)庫侖定律和電場強(qiáng)度的定義式推導(dǎo)點(diǎn)電荷場強(qiáng)的計(jì)算式,并能用此公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算,知道電場的疊加原理,并應(yīng)用這個(gè)原理進(jìn)行簡單的計(jì)算4知道電場線的定義和特點(diǎn),會(huì)用電場線描述電場強(qiáng)度的大小和方向 (二)過程與方法1.體會(huì)研究電場性質(zhì)的方法,這一思想方法在以后學(xué)習(xí)磁場時(shí)也有重要應(yīng)用2.了解用電場線表示電場的方法(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀 1.理解電場的物質(zhì)性,加深對(duì)世界物質(zhì)性的認(rèn)識(shí)2.探究各種電場線的分布,認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的多樣性二、教學(xué)重點(diǎn):電場強(qiáng)度的概念及其定義式三、教學(xué)難點(diǎn):對(duì)電場概念的理解、應(yīng)用電場的疊加原理進(jìn)行簡單的計(jì)算四、教學(xué)具體過程(一)引入新課問題引入:電荷間的相互作用力是怎樣產(chǎn)生的?(二)新課教學(xué)一、電場: 利用課本圖145說明:電荷A對(duì)電荷B的作用,實(shí)際上是電荷A的電場對(duì)電荷B的作用;電荷B對(duì)電荷A的作用,實(shí)際上是電荷B的電場對(duì)電荷A的作用1、產(chǎn)生:電荷的周圍都存在電場電荷之間的相互作用是通過特殊形式的物質(zhì)電場發(fā)生的特殊性:不同于生活中常見的物質(zhì),看不見,摸不著,無法稱量,可以疊加.物質(zhì)性:是客觀存在的2、基本性質(zhì):對(duì)放入其中的電荷有力的作用引入電場中的任何帶電體都將受到電場力的作用,且同一點(diǎn)電荷在電場中不同點(diǎn)處受到的電場力的大小或方向都可能不一樣.有能的性質(zhì)當(dāng)帶電體在電場中移動(dòng)時(shí),電場力將對(duì)帶電體做功,這表示電場具有能量.可見,電場具有力和能的特征把電荷量為q的電荷放在電場中靜電力為F把電荷量為2q的電荷放在電場中靜電力為2F (放在同一位置)把電荷量為3q的電荷放在電場中靜電力為3F實(shí)驗(yàn)表明:在電場中的同一點(diǎn),電場力F與電荷電量q成正比,比值F/q由電荷q在電場中的位置所決定,跟電荷電量無關(guān),是反映電場性質(zhì)的物理量,所以我們用這個(gè)比值F/q來表示電場的強(qiáng)弱二、電場強(qiáng)度(E):1.物理意義:描述電場強(qiáng)弱的物理量2.定義:電荷在電場中某點(diǎn)所受到的電場力F跟它的電荷量q的比值,叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度, 簡稱場強(qiáng)用E表示。(比值法)3.定義式:E=F/q (適用于所有電場)4.量性:矢量 方向:與正電荷在該點(diǎn)所受的電場力的方向相同;與負(fù)電荷在該點(diǎn)所受的電場力的方向相反5.單位:N/C V/m電場中某一點(diǎn)處的電場強(qiáng)度E是唯一的,它的大小和方向與放入該點(diǎn)電荷q無關(guān),它決定于電場的源電荷及空間位置,電場中每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)著的電場強(qiáng)度與是否放入電荷無關(guān)三、(真空中)點(diǎn)電荷周圍的電場1、定義大?。篍=kQ/r2 (只適用于點(diǎn)電荷的電場)方向:如果是正電荷,E的方向就是沿著PQ的連線并背離Q;如果是負(fù)電荷:E的方向就是沿著PQ的連線并指向Q2、E=F/q與E=kQ/r2的區(qū)別 E=F/q E與q無關(guān) q拿走 E存在E=kQ/r2 E與Q成正比 Q拿走 E沒有四、電場強(qiáng)度的疊加電場中某點(diǎn)的電場場強(qiáng)為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場場強(qiáng)的矢量和【例題】(課本P9例題演變)在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1=3.010-8C和Q2=3.010-8C,它們相距0.1m,求電場中A點(diǎn)的場強(qiáng)A點(diǎn)與兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離相等,r=0.1m分析:點(diǎn)電荷Q1和Q2的電場在A點(diǎn)的場強(qiáng)分別為E1和E2,它們大小相等,方向如圖所示,合場強(qiáng)E在E1和E2的夾角的平分線上,此平分線跟Q1和Q2的連線平行解:E=E1cos60E2cos60=2E1cos60=2kQ1cos60/r2代入數(shù)值得 E=2.7104N/C可以證明:一個(gè)半徑為R的均勻球體(或球殼)在外部產(chǎn)生的電場,與一個(gè)位于球心的、電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場相同,球外各點(diǎn)和電場強(qiáng)度一樣即:E=kQ/r2五、電場線-形象描述電場強(qiáng)度的大小和方向(人們假想的)1、定義:電場線是畫在電場中的一條條有方向的曲線,曲線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向。2、特點(diǎn):電場線上每點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向. 電場線從正電荷或無窮遠(yuǎn)出發(fā),終止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn).電場線的疏密反映電場強(qiáng)度的大小(疏弱密強(qiáng)).任意兩條電場線不會(huì)在無電荷處相交(包括相切),也不閉合3、幾種常見電場的電場線電場電場線圖樣簡要描述正點(diǎn)電荷發(fā)散狀負(fù)點(diǎn)電荷會(huì)聚狀等量同號(hào)電荷相斥狀等量異號(hào)電荷相吸狀勻強(qiáng)電場平行的、等間距的、同向的直線結(jié)論:1等量同種點(diǎn)電荷形成的電場中電場線分布兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)處場強(qiáng)為0兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)附近的電場線非常稀疏,但場強(qiáng)并不為零從兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)沿中垂線到無限遠(yuǎn)處,電場先增大后減小2等量異種點(diǎn)電荷形成的電場中電場線分布兩點(diǎn)電荷連線上的各點(diǎn)場強(qiáng)方向從正電荷指向負(fù)電荷,沿電場線場強(qiáng)先變小后增大兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上電場線方向均相同(水平)在中垂面(中垂線)上,與兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)等距離的各點(diǎn)場強(qiáng)大小相等指出:電場線是為了形象描述電場而引入的,電場線不是實(shí)際存在的線。六、勻強(qiáng)電場1、定義:電場中各點(diǎn)場強(qiáng)的大小相等、方向相同的電場就叫勻強(qiáng)電場.2、勻強(qiáng)電場的電場線:是一組疏密程度相同(等間距)的平行直線.例如,兩等大、正對(duì)且?guī)У攘慨惙N電荷的平行金屬板間的電場中,除邊緣附近外,就 是勻強(qiáng)電場,如圖五、板書設(shè)計(jì): 第三節(jié) 電場強(qiáng)度一、電場1、產(chǎn)生:電荷的周圍都存在電場2、基本性質(zhì):對(duì)放入其中的電荷有力的作用 有能的性質(zhì)二、電場強(qiáng)度(E):1.物理意義:描述電場強(qiáng)弱的物理量2.定義:電荷在電場中某點(diǎn)所受到的電場力F跟它的電荷量q的比值,叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度,簡稱場強(qiáng)用E表示。(比值法)3.定義式:E=F/q (適用于所有電場)4.量性:矢量 方向:與正電荷在該點(diǎn)所受的電場力的方向相同;與負(fù)電荷在該點(diǎn)所受的電場力的方向相反5.單位:N/C V/m三、(真空中)點(diǎn)電荷周圍的電場定義大?。篍=kQ/r2 (只適用于點(diǎn)電荷的電場)方向:如果是正電荷,E的方向就是沿著PQ的連線并背離Q;如果是負(fù)電荷:E的方向就是沿著PQ的連線并指向Q四、電場強(qiáng)度的疊加電場中某點(diǎn)的電場場強(qiáng)為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場場強(qiáng)的矢量和五、電場線-形象描述電場強(qiáng)度的大小和方向(人們假想的)1、定義:電場線是畫在電場中的一條條有方向的曲線,曲線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向。2、特點(diǎn):電場線上每點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向. 電場線從正電荷或無窮遠(yuǎn)出發(fā),終止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn).電場線的疏密反映電場強(qiáng)度的大小(疏弱密強(qiáng)).任意兩條電場線不會(huì)在無電荷處相交(包括相切),也不閉合六、勻強(qiáng)電場電場中各點(diǎn)場強(qiáng)的大小相等、方向相同的電場六、課后作業(yè):第14頁 1、2、3、4、5、6、7七、教學(xué)輔助手段:多媒體八、課后反思:1.4電勢能和電勢一、教學(xué)目標(biāo)(一)知識(shí)與技能1、理解靜電力做功的特點(diǎn)、電勢能的概念、電勢能與電場力做功的關(guān)系。2、理解電勢的概念,知道電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量。明確電勢能、電勢、靜電力的功、電勢能的關(guān)系。3、了解電勢與電場線的關(guān)系,了解等勢面的意義及與電場線的關(guān)系。(二)過程與方法通過與前面知識(shí)的結(jié)合,理解電勢能與靜電力做的功的關(guān)系,從而更好的了解電勢能和電勢的概念。(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀嘗試運(yùn)用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實(shí)際問題,增強(qiáng)科學(xué)探究的價(jià)值觀。二、教學(xué)重點(diǎn):理解掌握電勢能、電勢、等勢面的概念及意義。三、教學(xué)難點(diǎn):掌握電勢能與做功的關(guān)系,并能用此解決相關(guān)問題。四、教學(xué)具體過程:(一)復(fù)習(xí)前面相關(guān)知識(shí)1靜電力、電場強(qiáng)度概念,指出前面我們從力的性質(zhì)研究電場,從本節(jié)起將從能量的角度研究電場。2復(fù)習(xí)功和能量的關(guān)系。從靜電力做功使試探電荷獲得動(dòng)能入手,提出問題:是什么能轉(zhuǎn)化為試探電荷的動(dòng)能?引入新課。(二)進(jìn)行新課1靜電力做功的特點(diǎn)結(jié)合課本圖1。4-1(右圖)分析試探電荷q在場強(qiáng)為E的均強(qiáng)電場中沿不同路徑從A運(yùn)動(dòng)到B電場力做功的情況。q沿直線從A到Bq沿折線從A到M、再從M到Bq沿任意曲線線A到B結(jié)果都一樣即:W=qELAM =qELABcos【結(jié)論】:在勻強(qiáng)電場中,靜電力移動(dòng)電荷所做的功,只與始末兩點(diǎn)的位置有關(guān),而與電荷的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)。這一結(jié)論不僅適用于勻強(qiáng)電場而是適用于任何電場與重力做功類比,(移動(dòng)物體時(shí)重力做的功與路徑無關(guān),物體處在地面附近的某一位置具有的能量叫重力勢能,移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做的功與移動(dòng)的路徑無關(guān),電荷在電場中也具有勢能,叫電勢能)引出:2電勢能靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系:電場力做正功,電荷的電勢能減??;電場力做負(fù)功,電荷的電勢能增加電場力力做多少功,電勢能就變化多少,在只受電場力作用下,電勢能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化, 而它們的總量保持不變。靜電力做的功等于電勢能的變化量。寫成式子為:通過以上分析,只能看到靜電力做功只能決定電勢能的變化量,要確定電場中某點(diǎn)的電勢能的數(shù)值,必須規(guī)定零勢能點(diǎn)。關(guān)于電勢能零點(diǎn)的規(guī)定:P19(大地或無窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零)所以:電荷在電場中某點(diǎn)的電勢能,等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零電勢能位置時(shí)電場力所有做的功。如上式若取B為電勢能零點(diǎn),則A點(diǎn)的電勢能為:3電勢通過研究電荷在電場中電勢能與它的電荷量的比值得出。(1)物理意義:描述電場能的性質(zhì)的物理量(2)定義:電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值,叫做這一點(diǎn)的電勢。用表示。標(biāo)量,只有大小,沒有方向,但有正負(fù)。(3)定義式:(與試探電荷無關(guān))(4)量性:標(biāo)量(有大小無方向)(5)單位:伏特(V)(6)電勢與電場線的關(guān)系:電場線指向電勢降低最快的方向(7)電勢性質(zhì):相對(duì)性 確定某點(diǎn)的電勢,先規(guī)定零勢能點(diǎn)零(大地或無窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零)固定性 與檢驗(yàn)電荷是否有無、大小無關(guān),由電場本身決定4等勢面定義:電場中電勢相等的各點(diǎn)構(gòu)成的面等勢面的特點(diǎn): 在同一等勢面上各點(diǎn)電勢相等,所以在同一等勢面上移動(dòng)電荷,電場力不做功電場線跟等勢面一定垂直,并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。等勢面越密,電場強(qiáng)度越大等勢面不相交,不相切等勢面的用途:由等勢面描繪電場線。幾種電場的電場線及等勢面注意:等量同種電荷連線和中線上連線上:中點(diǎn)電勢最小中線上:由中點(diǎn)到無窮遠(yuǎn)電勢逐漸減小,無窮遠(yuǎn)電勢為零。等量異種電荷連線上和中線上連線上:由正電荷到負(fù)電荷電勢逐漸減小。中線上:各點(diǎn)電勢相等且都等于零。五、板書設(shè)計(jì): 第四節(jié) 電勢能和電勢1靜電力做功的特點(diǎn):在勻強(qiáng)電場中,靜電力移動(dòng)電荷所做的功,只與始末兩點(diǎn)的位置有關(guān),而與電荷的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)。2電勢能靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系:電場力做正功,電荷的電勢能減?。浑妶隽ψ鲐?fù)功,電荷的電勢能增加電場力力做多少功,電勢能就變化多少,在只受電場力作用下,電勢能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化,而它們的總量保持不變3電勢(1)物理意義:描述電場能的性質(zhì)的物理量(2)定義:電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值,叫做這一點(diǎn)的電勢。用表示。標(biāo)量,只有大小,沒有方向,但有正負(fù)。(3)定義式:(與試探電荷無關(guān))(4)量性:標(biāo)量(有大小無方向)(5)單位:伏特(V)(6)電勢與電場線的關(guān)系:電場線指向電勢降低最快的方向(7)電勢性質(zhì):相對(duì)性 確定某點(diǎn)的電勢,先規(guī)定零勢能點(diǎn)零(大地或無窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零)固定性 與檢驗(yàn)電荷是否有無、大小無關(guān),由電場本身決定4等勢面定義:電場中電勢相等的各點(diǎn)構(gòu)成的面等勢面的特點(diǎn): 在同一等勢面上各點(diǎn)電勢相等,所以在同一等勢面上移動(dòng)電荷,電場力不做功電場線跟等勢面一定垂直,并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。等勢面越密,電場強(qiáng)度越大等勢面不相交,不相切六、課后作業(yè):第19頁1、2、3、4、5、6、7七、教學(xué)輔助手段:多媒體八、教學(xué)反思:1.5電勢差一、教學(xué)目標(biāo):(一)知識(shí)與技能1、理解電勢差的概念2、會(huì)計(jì)算點(diǎn)電荷在電場力作用下,從電場中一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí)電場力所做的功;(二)過程與方法知道電勢和電勢差的關(guān)系;(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀培養(yǎng)學(xué)生概括、歸納、類比的能力和抽象思維能力。二、教學(xué)重點(diǎn):電勢差的概念,電勢能的改變與電場力做功的關(guān)系,電功計(jì)算三、教學(xué)難點(diǎn):電勢差的定義(比值)及“在電場中電場力對(duì)電荷做功引起電荷的電勢能的減少”的認(rèn)識(shí)。四、教學(xué)具體過程:選擇不同的位置為電勢零點(diǎn),某點(diǎn)的電勢也會(huì)隨之改變,但電場中某兩點(diǎn)間的電勢的差值卻保持不變電勢差:(又叫電壓,絕對(duì)的,與零勢能面的選取無關(guān))(1)定義:電荷q在電場力作用下由A點(diǎn)移到另一點(diǎn)B的過程中,電場力做的功WAB與電荷量q的比值,叫A、B兩點(diǎn)之間的電勢差UAB。(電勢差表征電場能的性質(zhì)的物理量,由電場本身性質(zhì)決定)(2) 0,;0,(3)量性:標(biāo)量(4)單位:伏特 符號(hào):V (5)電勢差與靜電力做功之間的關(guān)系:(既適用于勻強(qiáng)電場又適用于非勻強(qiáng)電場)進(jìn)行計(jì)算時(shí),相關(guān)物理量用正負(fù)值代入應(yīng)用計(jì)算時(shí),相關(guān)物理量用正、負(fù)值代入,其結(jié)果:0,電場力做正功;0,電場力做負(fù)功五、板書設(shè)計(jì): 第五節(jié) 電勢差 電勢差:(又叫電壓,絕對(duì)的,與零勢能面的選取無關(guān))(1)定義:電荷q在電場力作用下由A點(diǎn)移到另一點(diǎn)B的過程中,電場力做的功WAB與電荷量q的比值,叫A、B兩點(diǎn)之間的電勢差UAB。(電勢差表征電場能的性質(zhì)的物理量,由電場本身性質(zhì)決定)(2) 0,;0,(3)量性:標(biāo)量(4)單位:伏特 符號(hào):V (5)電勢差與靜電力做功之間的關(guān)系:(既適用于勻強(qiáng)電場又適用于非勻強(qiáng)電場)進(jìn)行計(jì)算時(shí),相關(guān)物理量用正負(fù)值代入應(yīng)用計(jì)算時(shí),相關(guān)物理量用正、負(fù)值代入,其結(jié)果:0,電場力做正功;0,電場力做負(fù)功六、課后作業(yè):1、2、3七、教學(xué)輔助手段:多媒體八、課后反思:1.6電勢差與電勢強(qiáng)度的關(guān)系一、教學(xué)目標(biāo) (一)知識(shí)與技能1、理解勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的定性、定量關(guān)系2、對(duì)于公式 要知道推導(dǎo)過程2、能夠熟練應(yīng)用 解決有關(guān)問題(二)過程與方法通過對(duì)勻強(qiáng)電場中電勢差和電場強(qiáng)度的定性、定量關(guān)系的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的分析、解決問題的能力(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀從不同角度認(rèn)識(shí)電場、分析尋找物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的探究精神,體會(huì)自然科學(xué)探究中的邏輯美二、教學(xué)重點(diǎn)理解電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系三、教學(xué)難點(diǎn)應(yīng)用電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算四、教學(xué)具體過程電勢差與電場強(qiáng)度關(guān)系一、課題引入:教師出示圖片: 講解:場強(qiáng)是跟電場對(duì)電荷的作用力相聯(lián)系的,電勢差是跟電場力移動(dòng)電荷做功相聯(lián)系的那么場強(qiáng)與電勢差有什么關(guān)系呢?我們以勻強(qiáng)電場場為例來研究 問題1:如圖所示勻強(qiáng)電場E中,正電荷q在電場力作用下從A點(diǎn)沿電場方向移動(dòng)到B點(diǎn),已知A B兩點(diǎn)之間的距離為d,分析電場強(qiáng)度E與電勢差 之間有什么關(guān)系?AB間距離為d,電勢差為U ,場強(qiáng)為E把正電荷q從A點(diǎn)移到B時(shí),電場力 所做的功為Eqd 利用電勢差和功的關(guān)系,這個(gè)功又可求得為qU ,比較這兩個(gè)式子,可得U=Ed,即:E=U/d這就是說,在勻強(qiáng)電場中,沿場強(qiáng)方向的兩點(diǎn)間的電勢差等于場強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積如果不是沿場強(qiáng)方向的呢?(學(xué)生可以進(jìn)行討論分析) 如圖所示(教師出示圖片)并講解AD兩點(diǎn)間電勢差仍為 U,設(shè)AD間距離s,與AB夾角 ,將正電荷從A移動(dòng)到D,受電場力方向水平向右,與位移夾角 ,故電場力做功為 , ,所以 利用電勢差和功的關(guān)系, ,比較這兩個(gè)式子可得 d為AB兩點(diǎn)間距離,也是AB所在等勢面間距離或者可以說是AD兩點(diǎn)間距離s在場強(qiáng)方向的投影關(guān)于公式 ,需要說明的是:1、U為兩點(diǎn)間電壓,E為場強(qiáng),d為兩點(diǎn)間距離在場強(qiáng)方向的投影2、場強(qiáng)的另一個(gè)單位:V/m所以場強(qiáng)的兩個(gè)單位伏米,牛庫是相等的注:此公式只適用于勻強(qiáng)場五、板書設(shè)計(jì): 第六節(jié) 電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系 U=勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于電場強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場方向的乘積六、課后作業(yè):第23頁 1、2、3、4七、教學(xué)輔助手段 :圖表八、課后反思:1.7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用一、三維目標(biāo)知識(shí)與技能1知道靜電感應(yīng)產(chǎn)生的原因,理解什么是靜電平衡狀態(tài)2理解靜電平衡時(shí),凈電荷只分布在導(dǎo)體表面且內(nèi)部場強(qiáng)處處為零3知道靜電屏蔽及其應(yīng)用過程與方法體會(huì)靜電平衡的過程情感態(tài)度與價(jià)值觀聯(lián)系生活實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣二、教學(xué)重點(diǎn)電場中導(dǎo)體的特點(diǎn)三、教學(xué)難點(diǎn) 靜電平衡的狀態(tài)【教學(xué)方法】 推理歸納法、問題解決法、實(shí)驗(yàn)法【教具準(zhǔn)備】驗(yàn)電器、法拉第圓筒、有絕緣柄的金屬球一個(gè)、金屬網(wǎng)罩、收音機(jī)、感應(yīng)起電機(jī)、導(dǎo)線若干四、教學(xué)具體過程(一)復(fù)習(xí)提問1、什么是靜電感應(yīng)現(xiàn)象?2、靜電感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是什么?3、在靜電感應(yīng)時(shí)用手摸一下導(dǎo)體,再移走源電荷,則導(dǎo)體帶什么電?+ 若將導(dǎo)體接地則情況如何?左端接地呢?(二)新課教學(xué) 一、靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體1、 金屬導(dǎo)體的特征:由做熱振動(dòng)的正離子和做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的自由電子組成2、 靜電感應(yīng)現(xiàn)象+問題:在源電荷的電場中引入金屬導(dǎo)體后會(huì)對(duì)空間各點(diǎn)的場強(qiáng)有影響嗎?是什么作用使金屬內(nèi)的電子定向移動(dòng)的?此移動(dòng)一直進(jìn)行嗎?金屬導(dǎo)體內(nèi)部有電場嗎?答:使空間電場重新分布源電荷的電場使導(dǎo)體內(nèi)部自由電子定向移動(dòng)靜電平衡狀態(tài):導(dǎo)體(包括表面)中沒有電荷定向移動(dòng)時(shí)的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)3、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn): 處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體,內(nèi)部場強(qiáng)處處為零(不為0則自由電子將繼續(xù)移動(dòng)直至合場強(qiáng)為0) (2)處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢體,它的表面是個(gè)等勢面4、導(dǎo)體上電荷的分部(1)導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷,凈電荷只分布在導(dǎo)體的外表面理論證明:中性導(dǎo)體帶電后,由于同種電荷相互排斥,凈電荷只能分布在表面實(shí)驗(yàn)證明:法拉第圓筒實(shí)驗(yàn)反證法:若內(nèi)部有自由電荷,則內(nèi)部場強(qiáng)不為0,導(dǎo)體就不是處于靜電平衡狀態(tài)(2)在導(dǎo)體表面越尖銳的位置,電荷的密度越大+5、靜電平衡時(shí)導(dǎo)體周圍電場分布:上圖空間實(shí)際電場分布,不會(huì)出現(xiàn)虛線電場線二、尖端放電應(yīng)用避雷針 三、靜電屏蔽+1、 空腔導(dǎo)體的特點(diǎn):凈電荷只分布在外表面,內(nèi)表面不帶電,空腔內(nèi)沒有電場+2、 靜電屏蔽+ 外部電場對(duì)內(nèi)部儀器沒有影響(外屏蔽) 若將源電荷置于空腔內(nèi),則外對(duì)內(nèi)沒有影響,但內(nèi)對(duì)外有影響 實(shí)驗(yàn)演示:將收音機(jī)置于金屬網(wǎng)罩內(nèi)則聲音大小減小+ 若將球殼接地,則內(nèi)外各不影響(全屏蔽)應(yīng)用:電學(xué)儀器和電子設(shè)備外面套有金屬罩通信電纜版面包一層鉛皮高壓帶電作業(yè)人員穿金屬網(wǎng)衣通訊工具在鋼筋結(jié)構(gòu)房屋中接收信號(hào)弱五、板書設(shè)計(jì):第七節(jié) 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用一、靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體1、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn): 處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體,內(nèi)部場強(qiáng)處處為零 (2)處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢體,它的表面是個(gè)等勢面2、導(dǎo)體上電荷的分部(1)導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷,凈電荷只分布在導(dǎo)體的外表面(2)在導(dǎo)體表面越尖銳的位置,電荷的密度越大二、尖端放電應(yīng)用避雷針 三、靜電屏蔽六、課后作業(yè):課后習(xí)題七、教學(xué)輔助手段:多媒體八、教學(xué)反思:1.8電容器的電容一、教學(xué)目標(biāo)(一)知識(shí)與技能1、知道什么是電容器及常見的電容器;2、知道電場能的概念,知道電容器充電和放電時(shí)的能量轉(zhuǎn)換;3、理解電容器電容的概念及定義式,并能用來進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算;4、知道平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān),有什么關(guān)系;掌握平行板電容器的決定式并能運(yùn)用其討論有關(guān)問題。(二)過程與方法結(jié)合實(shí)物觀察與演示,在計(jì)算過程中理解掌握電容器的相關(guān)概念、性質(zhì)。(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀體會(huì)電容器在實(shí)際生活中的廣泛應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生探究新事物的興趣。 二、教學(xué)重點(diǎn):掌握電容器的概念、定義式及平行板電容器的電容。 三、教學(xué)難點(diǎn):電容器的電容的計(jì)算與應(yīng)用四、教學(xué)具體過程:電容器是一種重要的電學(xué)元件,有廣泛應(yīng)用,任何兩個(gè)彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體都可以看成一個(gè)電容器。1、平行板電容器(1)組成:在兩個(gè)相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)(電介質(zhì))(2)帶電特點(diǎn):兩板帶等量異號(hào)電荷(3)板間電場:板間形成勻強(qiáng)電場(4)電容器的充電與放電過程操作:把電容器的一個(gè)極板與電池組的正極相連,另一個(gè)極板與負(fù)極相連,兩個(gè)極板上就分別帶上了等量的異種電荷。這個(gè)過程叫做充電?,F(xiàn)象:從靈敏電流計(jì)可以觀察到短暫的充電電流。充電后,切斷與電源的聯(lián)系,兩個(gè)極板間有電場存在,充電過程中由電源獲得的電能貯存在電場(電容器)中,稱為電場能.操作:把充電后的電容器的兩個(gè)極板接通,兩極板上的電荷互相中和,電容器就不帶電了,這個(gè)過程叫放電.現(xiàn)象:從靈敏電流計(jì)可以觀察到短暫的放電電流.放電后,兩極板間不存在電場,電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量.提問:電容器在充、放電的過程中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是什么?待學(xué)生討論后總結(jié)如下:充電帶電量Q增加,板間電壓U增加,板間場強(qiáng)E增加, 電能轉(zhuǎn)化為電場能放電帶電量Q減少,板間電壓U減少,板間場強(qiáng)E減少,電場能轉(zhuǎn)化為電能2、電容(1)物理意義:表征電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量(2)定義:電容器所帶的電量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值,叫做電容器的電容。(3)定義式:(比值法,Q單個(gè)極板所帶電量的絕對(duì)值)C由電容器本身決定的,與Q、U無關(guān)(4)單位:法拉(F)還有微法(F)和皮法(pF) 1F=10-6F=10-12pF3、平行板電容器的電容(1)演示感應(yīng)起電機(jī)給靜電計(jì)帶電(詳參閱P29圖1。7-4)說明:靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上制成的,用來測量電勢差.把它的金屬球與一個(gè)導(dǎo)體相連,把它的金屬外殼與另一個(gè)導(dǎo)體相連,從指針的偏轉(zhuǎn)角度可以量出兩個(gè)導(dǎo)體之間的電勢差U.現(xiàn)象:可以看到:保持Q和d不變, S越小,靜電計(jì)的偏轉(zhuǎn)角度越大, U越大,電容C越??;保持Q和S不變,d越大,偏轉(zhuǎn)角度越小,C越小.保持Q、d、S都不變,在兩極板間插入電介質(zhì)板,靜電計(jì)的偏轉(zhuǎn)角度并且減小,電勢差U越小電容C增大.(2)結(jié)論:平行板電容器的電容C與介電常數(shù)成正比,跟正對(duì)面積S成正比,跟極板間的距離d成反比.平行板電容器的決定式:真空 介質(zhì) 4、常用電容器固定電容器 可變電容器五、板書設(shè)計(jì): 第八節(jié) 電容器的電容1、平行板電容器(1)組成:在兩個(gè)相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)(電介質(zhì))(2)帶電特點(diǎn):兩板帶等量異號(hào)電荷(3)板間電場:板間形成勻強(qiáng)電場(4)電容器的充電與放電過程2、電容(1)物理意義:表征電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量(2)定義:電容器所帶的電量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值,叫做電容器的電容。(3)定義式:(比值法,Q單個(gè)極板所帶電量的絕對(duì)值)C由電容器本身決定的,與Q、U無關(guān)(4)單位:法拉(F)還有微法(F)和皮法(pF) 1F=10-6F=10-12pF3、平行板電容器的電容4、常用電容器六、課后習(xí)題:第32頁 1、2、3、4七、教學(xué)輔助手段:多媒體八、課后反饋:1.8帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)一、教學(xué)目標(biāo)(一)知識(shí)與技能1了解帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)只受電場力,帶電粒子做勻變速運(yùn)動(dòng)。2重點(diǎn)掌握初速度與場強(qiáng)方向垂直的帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)(類平拋運(yùn)動(dòng))。3知道示波管的主要構(gòu)造和工作原理。(二)過程與方法培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用力學(xué)和電學(xué)的知識(shí)分析解決帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)。(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀1滲透物理學(xué)方法的教育:運(yùn)用理想化方法,突出主要因素,忽略次要因素,不計(jì)粒子重力。2培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題的能力,體會(huì)物理知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。二、教學(xué)重點(diǎn):帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律 三、教學(xué)難點(diǎn):帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題及應(yīng)用。四、教學(xué)具體過程:(一)復(fù)習(xí)力學(xué)及本章前面相關(guān)知識(shí)要點(diǎn):動(dòng)能定理、平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、牛頓定律、場強(qiáng)等。 (二)新課教學(xué)1帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)情況(平衡、加速和減速)若帶電粒子在電場中所受合力為零時(shí),即F0時(shí),粒子將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。例 :帶電粒子在電場中處于靜止?fàn)顟B(tài),該粒子帶正電還是負(fù)電?分析:帶電粒子處于靜止?fàn)顟B(tài),F(xiàn)0,因?yàn)樗苤亓ωQ直向下,所以所受電場力必為豎直向上。又因?yàn)閳鰪?qiáng)方向豎直向下,所以帶電體帶負(fù)電。若F0(只受電場力)且與初速度方向在同一直線上,帶電粒子將做加速或減速直線運(yùn)動(dòng)。(變速直線運(yùn)動(dòng))打入正電荷(右圖),將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)電荷所帶的電量為q,板間場強(qiáng)為E電勢差為U,板距為d, 電荷到達(dá)另一極板的速度為v,則電場力所做的功為:粒子到達(dá)另一極板的動(dòng)能為:由動(dòng)能定理有:(或 對(duì)恒力) 若初速為v0,則上列各式又應(yīng)怎么樣?讓學(xué)生討論并列出。若打入的是負(fù)電荷(初速為v0),將做勻減速直線運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)情況可能如何,請學(xué)生討論,并得出結(jié)論。請學(xué)生思考和討論課本P33問題分析講解例題1。(詳見課本P33)【思考與討論】若帶電粒子在電場中所受合力F0,且與初速度方向有夾角(不等于0,180),則帶電粒子將做什么運(yùn)動(dòng)?(曲線運(yùn)動(dòng))-引出2帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)(不計(jì)重力,且初速度v0E,則帶電粒子將在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng))復(fù)習(xí):物體在只受重力的作用下,被水平拋出,在水平方向上不受力,將做勻速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向上只受重力,做初速度為零的自由落體運(yùn)動(dòng)。物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)為這兩種運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。解:粒子v0在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)沿電場方向勻速運(yùn)動(dòng)所以有: 電子射出電場時(shí),在垂直于電場方向偏移的距離為: 粒子在垂直于電場方向的加速度: 由得: 電子射出電場時(shí)沿電場方向的速度不變?nèi)詾関0,而垂直于電場方向的速度: 故電子離開電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角為: =y/x x=L/2【討論】:請同學(xué)們討論先加速再偏轉(zhuǎn),求粒子的側(cè)位移與偏轉(zhuǎn)角3示波管的原理(1)示波器:用來觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的電子儀器。其核心部分是示波管(2)示波管的構(gòu)造:由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成(如圖)。(3)原理:利用了電子的慣性小、熒光物質(zhì)的熒光特性和人的視覺暫留等,靈敏、直觀地顯示出電信號(hào)隨間變化的圖線。五、板書設(shè)計(jì): 第九節(jié) 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)1、帶電粒子的加速2、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)沿電場方向勻速運(yùn)動(dòng)所以有: 電子射出電場時(shí),在垂直于電場方向偏移的距離為: 粒子在垂直于電場方向的加速度: 由得: 電子射出電場時(shí)沿電場方向的速度不變?nèi)詾関0,而垂直于電場方向的速度: 故電子離開電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角為: =y/x x=L/23、示波器的原理六、課后作業(yè):第39頁1、2、3、4、5七、教學(xué)輔助手段:演示實(shí)驗(yàn)八、課后反思:第二章、恒定電流2.1、導(dǎo)體中的電場和電流(1課時(shí))一、教學(xué)目標(biāo)(一)知識(shí)與技能1讓學(xué)生明確電源在直流電路中的作用,理解導(dǎo)線中的恒定電場的建立2知道恒定電流的概念和描述電流強(qiáng)弱程度的物理量-電流3從微觀意義上看電流的強(qiáng)弱與自由電子平均速率的關(guān)系。(二)過程與方法通過類比和分析使學(xué)生對(duì)電源的的概念、導(dǎo)線中的電場和恒定電流等方面的理解。 (三)情感態(tài)度與價(jià)值觀通過對(duì)電源、電流的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生將物理知識(shí)應(yīng)用于生活的生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí),勇于探究與日常生活有關(guān)的物理學(xué)問題。三、重點(diǎn)與難點(diǎn):重點(diǎn):理解電源的形成過程及電流的產(chǎn)生。難點(diǎn):電源作用的道理,區(qū)分電子定向移動(dòng)的速率和在導(dǎo)線中建立電場的速率這兩個(gè)不同的概念。四、教學(xué)過程(一)先對(duì)本章的知識(shí)體系及意圖作簡要的概述(二)新課講述-第一節(jié)、導(dǎo)體中的電場和電流1電源:先分析課本圖2。1-1 說明該裝置只能產(chǎn)生瞬間電流(從電勢差入手)【問題】如何使電路中有持續(xù)電流?(讓學(xué)生回答電源)類比:(把電源的作用與抽水機(jī)進(jìn)行類比)如圖21,水池A、B的水面有一定的高度差,若在A、B之間用一細(xì)管連起來,則水在重力的作用下定向運(yùn)動(dòng),從水池A運(yùn)動(dòng)到水池B。A、B之間的高度差很快消失,在這種情況下,水管中只可能有一個(gè)瞬時(shí)水流。教師提問:怎攔才能使水管中有源源不斷的電流呢?讓學(xué)生回答:可在A、B之間連接一臺(tái)抽水機(jī),將水池B中的水抽到水池A中,這樣可保持A、B之間的高度差,從而使水管中有源源不斷的水流。歸納: 電源就是把自由電子從正極搬遷到負(fù)極的裝置。(從能量的角度看,電源是一種能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置)2導(dǎo)線中的電場:結(jié)合課本圖2。1-4分析導(dǎo)線中的電場的分布情況。導(dǎo)線中的電場是兩部分電荷分布共同作用產(chǎn)生的結(jié)果,其一是電源正、負(fù)極產(chǎn)生的電場,可將該電場分解為兩個(gè)方向:沿導(dǎo)線方向的分量使自由電子沿導(dǎo)線作定向移動(dòng),形成電流;垂直于導(dǎo)線方向的分量使自由電子向?qū)Ь€某一側(cè)聚集,從而使導(dǎo)線的兩側(cè)出現(xiàn)正、負(fù)凈電荷分布。其二是這些電荷分布產(chǎn)生附加電場,該電場將削弱電源兩極產(chǎn)生的垂直導(dǎo)線方向的電場,直到使導(dǎo)線中該方向合場強(qiáng)為零,而達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。此時(shí)導(dǎo)線內(nèi)的電場線保持與導(dǎo)線平行,自由電子只存在定向移動(dòng)。因?yàn)殡姾傻姆植际欠€(wěn)定的,故稱恒定電場。通過“思考與討論”讓學(xué)生區(qū)分靜電平衡和動(dòng)態(tài)平衡。恒定電場:由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定電場稱恒定電場。3電流(標(biāo)量)(1)概念:電荷的定向移動(dòng)形成電流。(2)電流的方向:規(guī)定為正電荷定向移動(dòng)的方向。(3)定義:通過導(dǎo)體橫截面的電量跟通過這些電量所用的時(shí)間的比值。定義式:電流的微觀表示:取一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體,兩端加一定的電壓,設(shè)導(dǎo)體中的自由電子沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v。設(shè)想在導(dǎo)體中取兩個(gè)橫截面B和C,橫截面積為S,導(dǎo)體中每單位體積中的自由電荷數(shù)為n,每個(gè)自由電荷帶的電量為q,則t時(shí)間內(nèi)通過橫截面C的電量Q是多少?電流I為多少?-引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)老師歸納:Q=nV=nvtSq I=Q/t=nvqS 這就是電流的微觀表示式。(4)單位:安培(A),1 A =103mA = 106A(5)電流的種類 直流電:方向不隨時(shí)間而改變的電流。直流電分為恒定電流和脈動(dòng)直流電兩類:其中大小和方向都不隨時(shí)間而改變的電流叫恒定電流;方向不隨時(shí)間改變而大小隨時(shí)間改變的電流叫脈動(dòng)直流電。 交流電:方向和大小都隨時(shí)間做周期變化的電流?!締栴}】如何用圖象表示直流電和交流電?分析課本例題(詳見課本,這里略)通過例題分析讓學(xué)生把電流與導(dǎo)線內(nèi)自由電子的定向移動(dòng)的速率聯(lián)系起來,同時(shí)說明定向移動(dòng)的速率和在導(dǎo)線中建立電場的速率是
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