高中物理靜電場

高中物理靜電場第1頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四第一章靜電場電荷及其守恒定律

2庫侖定律

電場強(qiáng)度電勢能和電勢

電勢差

電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系

電容器與電容

8帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)

2007考試說明1物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)、電荷守恒Ⅰ2靜電現(xiàn)象的解釋Ⅰ3點(diǎn)電荷Ⅰ4庫侖定律

Ⅱ靜電場Ⅰ電場強(qiáng)度.點(diǎn)電荷的電場Ⅱ電場線Ⅰ電勢能、電勢Ⅰ電勢差Ⅱ勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系

Ⅰ帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)Ⅱ示波管Ⅰ常見電容器Ⅰ電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系Ⅰ第2頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四一教學(xué)的思考1教學(xué)的難點(diǎn)2教學(xué)的重點(diǎn)3考試的熱點(diǎn)4個(gè)人的思考第3頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四電場力電場強(qiáng)度.電場線電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系電勢.電勢差.等勢面電勢能庫侖定律

電場知識結(jié)構(gòu)電容器與電容.帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng).

第4頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四定義式?jīng)Q定式電場強(qiáng)度F/q（點(diǎn)電荷）…電勢E/q（點(diǎn)電荷）…電容Q/U（平行板電容器）…一.知識的類比：學(xué)習(xí)方法二.方法的遷移1.帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)----類平拋運(yùn)動(dòng)2.將電場問題看作只是增加了電場力的力學(xué)問題,前面學(xué)習(xí)的物理規(guī)律(如:平衡條件.牛頓運(yùn)動(dòng)定律.動(dòng)能定理等)均可在此使用.第5頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四教學(xué)的時(shí)間安排第一單元:從力的角度看電場(庫侖定律電場電場強(qiáng)度電場線)____課時(shí)第二單元:從能的角度看電場(電場力做功電勢能電勢電勢差等勢面電勢與電場強(qiáng)度的關(guān)系)____課時(shí)第三單元:綜合應(yīng)用(電容等相關(guān)器件帶電物的運(yùn)動(dòng)生產(chǎn)生活中的電場現(xiàn)象)__課時(shí)第四教學(xué)環(huán)節(jié):實(shí)驗(yàn)考試___課時(shí)第6頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四二、教學(xué)設(shè)計(jì)思路及教學(xué)建議1、電荷及電荷守恒定律2、庫侖定律3、電場強(qiáng)度4、

電勢能和電勢5、電勢差6、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系7、電容器與電容8、帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)第7頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)、電荷及其守恒定律（1課時(shí)）

教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能1．知道兩種電荷及其相互作用．知道電荷量的概念．2．知道摩擦起電和靜電感應(yīng)現(xiàn)象，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．知道電荷守恒定律．4．知道什么是元電荷．（二）過程與方法通過對原子核式結(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。掌握起電的方法。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀通過對本節(jié)的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生從微觀的角度認(rèn)識物體帶電的本質(zhì)重點(diǎn)：電荷守恒定律難點(diǎn)：做好演示實(shí)驗(yàn)，利用電荷守恒定律分析解決相關(guān)問題摩擦起電和感應(yīng)起電的相關(guān)問題。第8頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四a:電荷有兩類以及性質(zhì)，正電荷、負(fù)電荷。b:電荷之間的作用a.摩擦起電b.感應(yīng)起電1有關(guān)電荷知識的回顧2起電的方式一、電荷第9頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四a.摩擦起電復(fù)習(xí)：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

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，用正數(shù)表示．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．

結(jié)果：兩個(gè)相互摩擦的物體帶上了等量異種電荷．電荷總量沒有變。

原子的核式結(jié)構(gòu)及摩擦起電的微觀解釋構(gòu)成物質(zhì)的原子本身就是由帶電微粒組成，包括帶正電原子核（質(zhì)子和中子）和帶負(fù)電的核外電子，不同物質(zhì)的原子核束縛電子的能力不同，在摩擦過程中電子發(fā)生轉(zhuǎn)移第10頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四現(xiàn)象及解釋：把帶正電荷的球C移近彼此接觸的異體A，B．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上的金屬箔都會(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，金屬箔仍張開；如果再讓A和B接觸，金屬箔都會(huì)閉合．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．

靜電感應(yīng)：把電荷移近不帶電的異體，可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象。利用靜電感應(yīng)使物體帶電，叫做感應(yīng)起電．b感應(yīng)起電感應(yīng)起電的本質(zhì)原因：把帶電的球C移近金屬導(dǎo)體A和B時(shí)，由于同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，使導(dǎo)體上的自由電子被吸引過來，因此導(dǎo)體A和B帶上了等量的異種電荷．感應(yīng)起電也不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負(fù)電荷分開，是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，電荷總量沒有變。第11頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四3、起電的本質(zhì)：不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的電荷分開．二.電荷守恒定律

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．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。

第12頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四三.元電荷電荷量：電荷的多少叫做電荷量．符號：q

或Q單位：庫侖

符號：C元電荷:電子所帶的電荷量，用e表示，是最小的電荷量比荷：電子的電荷量e和電子的質(zhì)量me的比值,為C/㎏密立根油滴法測定：e=1.60217733×10-19庫侖(C)

e=1.6×10-19庫侖(C)

現(xiàn)代的一些認(rèn)識--夸克等第13頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四本題功能：①物理學(xué)中一個(gè)常用的處理方法：利用情境的對稱性。也為下一節(jié)“庫侖的實(shí)驗(yàn)”做準(zhǔn)備。要明確條件：完全一樣的金屬球。

②介紹第三種起電方式：接觸起電。P5第3題3.有三個(gè)完全一樣的絕緣金屬球，A球帶的電荷量為q，B、C均不帶電?，F(xiàn)要使B球帶的電荷量為3q/8，應(yīng)該怎么辦？第14頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)、庫侖定律（1課時(shí)）教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能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，知道庫侖定律的適用條件．2．會(huì)用庫侖定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算．3．了解庫侖扭秤的實(shí)驗(yàn)原理．（二）過程與方法1、通過演示讓學(xué)生探究影響電荷間相互作用力的因素，并猜想關(guān)系2、從庫侖的探究過程中體會(huì)控制變量法和對稱法3、從點(diǎn)電荷體會(huì)理想化的研究方法（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重點(diǎn)：掌握庫侖定律難點(diǎn)：會(huì)用庫侖定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算第15頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象猜想：力的大小與什么因素有關(guān)，會(huì)不會(huì)與萬有引力的大小具有相似的形式呢？即1、問題的提出：第16頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四2、庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)1、思想方法___控制變量法、對稱法2、保持兩個(gè)小球帶電荷量不變，改變距離，探究發(fā)現(xiàn)力的大小跟它們的距離的二次方成反比．

3、保持兩個(gè)小球距離不變，改變電荷量，探究發(fā)現(xiàn)力的大小跟兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量的乘積成正比

體會(huì)控制變量法、對稱法在科學(xué)研究中的作用第17頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四3、庫侖定律靜電力常量：k=9.0×109N·m2/C2內(nèi)容表述：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力的大小跟兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比．作用力的方向在兩個(gè)點(diǎn)電荷的連線上公式：

適用條件：真空中，點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷——理想化模型，實(shí)際上是不存在的．但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．并非是體積小就能當(dāng)點(diǎn)電荷（理想化研究方法）第18頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四【例題2】：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=9.10×10-31kg，質(zhì)子的質(zhì)量m2=1.67×10-27kg．電子和質(zhì)子的電荷量都是1.60×10-19C．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啟示與小結(jié)：可以看出，萬有引力公式和庫侖定律公式在表面上很相似，只有質(zhì)量和電荷量的區(qū)別，體現(xiàn)了科學(xué)的一種對稱美，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)．第19頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四問題與練習(xí)本題再一次用到對稱的研究方法第20頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)、電場

電場強(qiáng)度教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能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．4．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．（二）過程與方法

通過分析在電場中的不同點(diǎn)，電場力F與電荷電量q的比例關(guān)系，使學(xué)生理解比值F/q反映的是電場的強(qiáng)弱，即電場強(qiáng)度的概念；體會(huì)用比值法定義物理量的方法，知道電場疊加的一般方法。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀

培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)分析和處理電場問題的一般方法。重點(diǎn)：電場強(qiáng)度的概念及其定義式難點(diǎn)：對電場概念的理解、應(yīng)用電場的疊加原理進(jìn)行簡單的計(jì)算

第21頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四一、電場的存在a:力的作用媒介：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，電荷的周圍都存在電場.b:電場的基本特征：①引入電場中的任何帶電體都將受到電場力的作用。③當(dāng)帶電體在電場中移動(dòng)時(shí)，電場力將對帶電體做功，這表示電場具有能量.可見，電場具有力和能的特征c:電場的物質(zhì)性是客觀存在的，具有物質(zhì)的基本屬性——質(zhì)量和能量。它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.靜電場：靜止電荷產(chǎn)生的電場第22頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四二、電場強(qiáng)度a:電場強(qiáng)度概念的提出：同一電荷q在電場中不同點(diǎn)受到的電場力的方向和大小一般不同，因此電場具有方向性以及各點(diǎn)強(qiáng)弱的不同，引出電場強(qiáng)度的概念來描述電場這種性質(zhì)的不同。b:檢查強(qiáng)度的方法：用同一檢驗(yàn)電荷q在電場中不同點(diǎn)受到的電場力的方向和大小不同，用來表示電場的強(qiáng)弱和方向的不同．c:電場強(qiáng)度的定義：雖然可用同一檢驗(yàn)電荷q在電場中各點(diǎn)所受電場力F的大小來比較各點(diǎn)的電場強(qiáng)弱，但是電場力F的大小還和電荷q的電量有關(guān)，所以不能直接用電場力的大小表電場的強(qiáng)弱．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．

第23頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四4、決定因素: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)對應(yīng)著的電場強(qiáng)度與是否放入電荷無關(guān).1、定義：電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力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。2、公式（大?。篍=F/q（適用于所有電場）單位：N/C意義：3、方向性：電場強(qiáng)度是矢量物理學(xué)中規(guī)定，電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向跟正電荷在該點(diǎn)所受的電場力的方向相同．指出：負(fù)電荷在電場中某點(diǎn)所受的電場力的方向跟該點(diǎn)的場強(qiáng)方向相反．第24頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四定義式和決定式加速度的定義式與決定式電場強(qiáng)度的……電容……電勢電阻的…..磁感強(qiáng)度……比值法第25頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四三、點(diǎn)電荷的電場a真空中點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度的決定式(檢驗(yàn)電荷與產(chǎn)生電場的電荷)E=F/q和E=kQ/r2

b點(diǎn)電荷電場的方向：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．

c多個(gè)點(diǎn)電荷的電場的求解：某點(diǎn)的場強(qiáng)等于該點(diǎn)周圍各個(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和．等量同種和等量異種電荷電場的疊加問題是命題的熱點(diǎn)問題引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)，注意適用條件。第26頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四◎組織學(xué)生討論課本中的【說一說】，由學(xué)生討論后歸納：（1）關(guān)于靜電平衡：導(dǎo)體不再有電荷的定向運(yùn)動(dòng)（2）靜電平衡后導(dǎo)體內(nèi)部電場的特點(diǎn)：①處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零（注意：這時(shí)的場強(qiáng)是合場強(qiáng)，即外電場和感應(yīng)電場的疊加）②處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上

第27頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四四、電場線電場線：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。電場線的基本性質(zhì)①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.②電場線的疏密反映電場強(qiáng)度的大小(疏弱密強(qiáng)).③靜電場中電場線始于正電荷或無窮遠(yuǎn)，止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn).它不封閉，也不在無電荷處中斷.④任意兩條電場線不會(huì)在無電荷處相交電場線是為了形象描述電場而引入的假想的線，不是實(shí)際存在的線。

第28頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四

5、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.如右圖所示第29頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四常見電場的電場線

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)聚狀等量同號電荷相斥狀等量異號電荷相吸狀勻強(qiáng)電場平行的、等間距的、同向的直線第30頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四說明1．電場強(qiáng)度是表示電場強(qiáng)弱的物理量，因而在引入電場強(qiáng)度的概念時(shí)，應(yīng)該使學(xué)生了解什么是電場的強(qiáng)弱，同一個(gè)電荷在電場中的不同點(diǎn)受到的電場力的大小是不同的，所受電場力大的點(diǎn)，電場強(qiáng)．2．應(yīng)當(dāng)使學(xué)生理解為什么可以用比值F/q來表示電場強(qiáng)度，知道這個(gè)比值與電荷q無關(guān)，是反映電場性質(zhì)的物理量．用比值定義一個(gè)新的物理量是物理學(xué)中常用的方法，應(yīng)結(jié)合學(xué)生前面學(xué)過的類似的定義方法，讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)電場強(qiáng)度的定義．3．應(yīng)當(dāng)要求學(xué)生確切地理解E=F/q和E=kQ/r2這兩個(gè)公式的含義，以及它們的區(qū)別和聯(lián)系．4．應(yīng)用電場的疊加原理進(jìn)行計(jì)算時(shí)不應(yīng)過于復(fù)雜，一般只限于兩個(gè)電場疊加的情形．通過這種計(jì)算，使學(xué)生理解場強(qiáng)的矢量性5．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。第31頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四習(xí)題課1庫侖規(guī)律的理解與簡單應(yīng)用2電場的概念辨析3簡單的電場強(qiáng)度的求解(包括場強(qiáng)的疊加）4綜合應(yīng)用：

a:簡單的平衡

b:牛頓規(guī)律的應(yīng)用

c:簡單的曲線運(yùn)動(dòng)等第32頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四第四節(jié)電勢能、電勢（2課時(shí)）教學(xué)目標(biāo)（一

知識與技能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。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1.通過與前面知識的結(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。2.進(jìn)一步體會(huì)用比值法來定義物理量的方法.（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。重點(diǎn)：理解掌握電勢能、電勢、等勢面的概念及意義。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。第33頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四一、電場力做功的特點(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。（1）q沿直線從A到B（2）q沿折線從A到M、再從M到B（3）q沿任意曲線線A到B

結(jié)果都一樣即：W=qELAM=qELABcos【結(jié)論】：在任何電場中，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)。與重力做功類比，引出：電勢能引入新課：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？第34頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四二．電勢能1、電勢能：由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與移動(dòng)的路徑無關(guān)，電荷在電場中也具有由位置決定的勢能，這種勢能叫做電勢能。2、靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系：靜電力做的功等于電勢能的減少量。寫成式子為：注意：①．電場力做正功，電荷的電勢能減小；電場力做負(fù)功，電荷的電勢能增加②．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

．求電荷在電場中某點(diǎn)具有的電勢能電荷在電場中某一點(diǎn)A具有的電勢能EP等于將該點(diǎn)電荷由A點(diǎn)移到電勢零點(diǎn)電場力所做的功W的。即EP=W④類比于重力勢能，有正負(fù)無方向第35頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四電勢---表征電場性質(zhì)的重要物理量度，通過研究電荷在電場中電勢能與它的電荷量的比值得出。（類比電場強(qiáng)度的定義）（1）、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)。（2）公式：（與試探電荷無關(guān)）（3）單位：伏特（V）（4）電勢與電場線的關(guān)系：電勢順線降低。（電場線指向電勢降低最快的方向）（5）零電勢位置的規(guī)定：電場中某一點(diǎn)的電勢的數(shù)值與零電勢的選擇有關(guān)，即電勢的數(shù)值決定于零電勢的選擇．（大地或無窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零）三、電勢第36頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四四．等勢面⑴．定義：電場中電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成的面⑵．等勢面的性質(zhì)：

①．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②．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。③．等勢面越密，電場強(qiáng)度越大④．等勢面不相交，不相切⑶．幾種電場的電場線及等勢面（課本21頁）說明:這里討論等勢面與電場線的關(guān)系時(shí)用到了反證法。反證法是科學(xué)研究中重要的邏輯方法，在日常生活中也常用到。

第37頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)、電勢差（1課時(shí)）教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能

理解掌握電勢差的概念、定義式與應(yīng)用。（二）過程與方法

結(jié)合電勢、電勢能、靜電力做功，通過對比讓學(xué)生深入理解電勢差及其之間的關(guān)系（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀

培養(yǎng)學(xué)生對比的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯能力重點(diǎn)：理解掌握電勢差的概念、定義式。難點(diǎn)：根據(jù)電勢差的定義式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。第38頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四通過對重力場中的高度、高度差和電場中的電勢、電勢的差值進(jìn)行類比，引出電勢差。

（1）定義：電場中兩點(diǎn)間電勢的差值，也叫電壓。用表示?；蜃⒁猓弘妱莶钜彩菢?biāo)量，可正，可負(fù)。一、電勢差

電荷Q在電場中從A移動(dòng)到B時(shí)，靜電力做的功WAB等于電荷在A、B兩點(diǎn)的電勢能之差。推導(dǎo)：

所以有：或

即：電場中A、B兩點(diǎn)間的電勢差等于電場力做的功與試探電荷Q的比值。注意：電場中A、B兩點(diǎn)間的電勢差跟移動(dòng)電荷的路徑無關(guān)，只與AB位置有關(guān)二、靜電力做功與電勢差的關(guān)系第39頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四問題與練習(xí)P25第2題

2.在研究微觀粒子時(shí)常用電子伏特（eV）作做能量的單位。1eV等于一個(gè)電子經(jīng)過1V電壓加速后所增加的動(dòng)能。請推導(dǎo)電子伏特與焦耳的換算關(guān)系。這個(gè)值1.6×10－19讓學(xué)生在腦子中記一記，常用到。

P24例題先引導(dǎo)學(xué)生畫示意圖。后解答。引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的作圖分析的習(xí)慣。第40頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四第六節(jié)、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系（1課時(shí)）教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能

1、掌握電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系

2、初步了解電場強(qiáng)度與電勢的關(guān)系（二）過程與方法

通過對電場力做功的兩種不同方式的比較推導(dǎo)得出電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系（三）態(tài)度與價(jià)值觀1、感知科學(xué)的價(jià)值和應(yīng)用

2、培養(yǎng)對科學(xué)的興趣、堅(jiān)定學(xué)習(xí)思考探索的的信念重點(diǎn)：勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系

難點(diǎn)：電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系在實(shí)際問題中應(yīng)用。第41頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合圖1、6—1用電場力做功的兩種不同途徑求出電場力做的功。再引導(dǎo)學(xué)生比較得出：勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系：結(jié)論一：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)沿電場方向的距離的乘積。即

結(jié)論二：在勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的電勢差與兩點(diǎn)沿電場線方向的距離的比值。即

適用條件：勻強(qiáng)電場第42頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四歸納總結(jié)一：電場強(qiáng)度與電勢無直接關(guān)系，而是與電勢的變化相聯(lián)系，并舉例說明①．電場強(qiáng)度為零的地方電勢不一定為零，電勢為不為零取決于電勢零點(diǎn)。②．電勢為零的地方電場強(qiáng)度不一定為零。③．電場強(qiáng)度相等的地方電勢不一定相等。④．電勢相等的地方電場強(qiáng)度不一定相等。歸納總結(jié)二：并引導(dǎo)學(xué)生概括場強(qiáng)三個(gè)公式E=F/q、E=kQ/r2和E=UAB/d，對比其適用條件。強(qiáng)調(diào)d是沿電場方向的距離第43頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四問題和練習(xí).圖1.6-4是初中地理中的等高線圖（圖中數(shù)字的單位是米）。小山坡的左邊a和右邊b哪一邊的地勢更陡些？如果把一個(gè)球分別從山坡左右兩邊滾下（不考慮摩擦）哪邊的加速度更大？現(xiàn)在把圖1.6-4看成一個(gè)描述電勢高低的等勢線圖，圖中的單位是伏特，a和b哪一邊電勢降落得快？哪一邊的電場強(qiáng)度大？根據(jù)兩者的對比談?wù)勀愕捏w會(huì)?？茖W(xué)方法：類比第44頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四習(xí)題課1電勢能、電勢、電勢差電場強(qiáng)度的概念辨析2電場力的功與電勢差關(guān)系的理解和應(yīng)用3電勢差與電場強(qiáng)度關(guān)系的理解和應(yīng)用4簡單綜合應(yīng)用

a:電場中簡單的直線運(yùn)動(dòng)問題

b:電場中簡單的功能關(guān)系問題第45頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四第七節(jié)、電容器與電容（1課時(shí)）

教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能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，在討論與計(jì)算過程中理解掌握電容器的相關(guān)概念、性質(zhì)。進(jìn)一步體會(huì)用比值法來定義物理量的方法。（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。

重點(diǎn)：掌握電容器的概念、定義式及平行板電容器的電容。

難點(diǎn)：電容器的電容的計(jì)算與應(yīng)用第46頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四一、電容器電容器的結(jié)構(gòu)：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。電容器的充電、放電：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。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.內(nèi)部能量：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中,稱為電場能.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.歸納：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

第47頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四二：電容(類比)2.與儲水容器類比。對于給定電容器，相對于給定柱形水容器，C（類比于橫截面積）不變,U(類比于水的深度),Q(類比于儲水的體積)。在C一定情況下，Q=CU，Q正比于U,Q/U是一個(gè)常量.4.電容的定義: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。5.電容的定義式:6.單位(數(shù)量級的名稱):法拉（F）還有微法（μF）和皮法（pF）1F=10-6F=10-12pF7.物理意義:電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，是由電容器本身的性質(zhì)（由導(dǎo)體大小、形狀、相對位置及電介質(zhì)）決定的,與電容器是不是帶電無關(guān)

電容器的定義式不是決定式,電容大小與電容器的帶電量和兩極間電壓大小無關(guān).1、電容的引入:討論充電后的電容器Q與U的比值Q/U的意義。第48頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四三.平行板電容器的電容1.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.3.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.結(jié)論:平行板電容器的電容C與介電常數(shù)ε成正比,跟正對面積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)

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.第49頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四四、常用電容器鋁質(zhì)電解電容器

聚苯乙烯電容器1、固定電容器知道電容器的擊穿.額定電壓和擊穿電壓第50頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四甲觀察電容器放電的電路圖乙實(shí)驗(yàn)裝置圖1.7-7用傳感器在計(jì)算機(jī)上觀察電容器的放電做一做

（1）在圖中畫一個(gè)豎立的狹長矩形，它的面積的物理意義是什么？（2）怎樣根據(jù)右圖估算電容器在全部放電過程中釋放的電荷量？（3）根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算的電容是多少？第51頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四2、可變電容器怎樣改變電容？第52頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四第八節(jié)、帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)（2課時(shí)）教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能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)的知識分析解決帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)問題。（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)物理知識的實(shí)際應(yīng)用。重點(diǎn)：帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律難點(diǎn)：帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題及應(yīng)用。第53頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四（一）復(fù)習(xí)力學(xué)及本章前面相關(guān)知識要點(diǎn)：動(dòng)能定理、平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、牛頓定律、場強(qiáng)等。

1．帶電粒子在電場中的加速由動(dòng)能定理有：（或?qū)懔Γ?．帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)（不計(jì)重力，且初速度v0⊥E，則帶電粒子將在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)）第54頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四d++++++------帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)

lv0d-qφvv0v⊥φyl/2第55頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四X方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)：Vx=V0X=V0ty方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng):Vy=atY=at212qEmqUmda==Y=qUx22mv2d0側(cè)移距離θ=arctanqUxmdv20偏轉(zhuǎn)角Vx=V0EVVyV0yUXθtanθ=VyV0=qUxmdv20第56頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四應(yīng)用---示波器示波管的原理（1）示波器：用來觀察電信號隨時(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隨間變化的圖線。第57頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四第58頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四P38第2題2.某種金屬板M受到某種紫外線照射時(shí)會(huì)不停地發(fā)射電子，射出的電子具有不同的方向，其速度大小也不相同。在M旁放置一個(gè)金屬網(wǎng)N。如果用導(dǎo)線將MN連起來，M射出的電子落到N上便會(huì)沿導(dǎo)線返回M，從而形成電流?，F(xiàn)在按圖1.8-11那樣給M、N之間加一個(gè)電壓U，發(fā)現(xiàn)當(dāng)U＞12.5V時(shí)電流表中就沒有電流。問：被這種紫外線照射出的電子，最大速度是多少？第59頁，共69頁，2023年，2月20日，星期四習(xí)題課1帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題2帶電粒子在簡單的交變電場中的運(yùn)動(dòng)問題3帶電粒子在簡單的復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)問題注：電粒子在電場中的平衡、減速、圓周運(yùn)