人教版高中物理選修3-1教案

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

（-）知識與技能

i.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、通過對初中知識的復(fù)習(xí)使學(xué)生進一步認識自然界中的兩種電荷

2、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)生從微觀的角度認識物體帶電的本質(zhì)

二、教學(xué)重點：電荷守恒定律

三、教學(xué)難點：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：

（-）引入新課：新的知識內(nèi)容，新的學(xué)習(xí)起點.本章將學(xué)習(xí)靜電學(xué).將從物質(zhì)的微觀的角

度認識物體帶電的本質(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：

【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電荷，用負數(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）實質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移（電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體）

（4）結(jié)果：兩個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：一個物體帶電時，電荷之間會相互排斥，如果接觸另一個導(dǎo)體電

荷會轉(zhuǎn)移到這個導(dǎo)體上，使物體帶電

(2)實質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移（電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體）

(3)結(jié)果：接觸帶電兩個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TOC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.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

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)一個帶電體靠近導(dǎo)體時，由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的

自由電荷便會趨向或遠離帶電體，使靠近帶電體的一端帶上異號電荷，遠離帶電體的一端帶

同號電荷，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，只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,

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：?；?單位：庫侖符號：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=l.60X10,9C

比荷（荷質(zhì)比）：電子的電荷量e和電子的質(zhì)量弘的比值，為±=1.76x1（）“（：/姐

me

五、板書設(shè)計：

第一節(jié)電荷和電荷守恒定律

一、電荷：

正負

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，只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物

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：。或g單位：庫侖符號：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=1.60X10'9C

六、課后作業(yè)：課后習(xí)題

七、教學(xué)輔助手段：演示實驗

八、課后反思：

1.2庫侖定律

一、教學(xué)目標

（一）知識與技能

1.掌握庫侖定律，要求知道點電荷的概念，理解庫侖定律的含義及其公式表達，知道靜電

力常量

2.會用庫侖定律的公式進行有關(guān)的計算.

3.知道庫侖扭秤的實驗原理.

（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)度與價值觀

培養(yǎng)學(xué)生的觀察和探索能力

二、教學(xué)重點：庫侖定律的理解

三、教學(xué)難點：應(yīng)用庫侖定律公式進行有關(guān)的計算

四、教學(xué)具體過程：

（-）復(fù)習(xí)上節(jié)課知識

（-）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—

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：真空中兩個靜止點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點電荷的連線上

2、表達式：F=k^-靜電力常量4=9.0Xl（）9N?m2/c2

r~

k的大小用實驗方法測定

3、適用條件：真空中，點電荷——理想化模型

【介紹】：（1）關(guān)于“點電荷”，應(yīng)讓學(xué)生理解這是相對而言的，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電荷.嚴格地說點電荷是一個理想模

型，實際上是不存在的

（2）要強調(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、庫侖的實驗

庫侖扭秤實驗（1785年，法國物理學(xué)家.庫侖）

庫侖扭秤（模型或掛圖）介紹：物理簡史及庫侖的實驗技巧.

實驗技巧：（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)量叫=9.lX10-31kg,

質(zhì)子的質(zhì)量m2=L67X10-27kg.電子和質(zhì)子的電荷量都是1.6OX1（）T9c.

分析：這個問題不用分別計算電子和質(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

mmF

L,Q.Q2l^i21kQQ

K=k——,F2=G——,—=~-------

rrF,Gm1?m2

91919

F.9.0X10X1.60X10X1.60XWw

—=---------Ti-----------T；-----------77=2.3X10

--31-27

F26.67XIO"X9.10X10X1.67X10

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：

它們的實質(zhì)區(qū)別是：首先萬有引力公式計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，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.

【例題2］：詳見課本R

五、板書設(shè)計：

第二節(jié)庫侖定律

一、庫侖定律

1、內(nèi)容：真空中兩個靜止點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點電荷的連線上

2、表達式：尸華靜電力常量4=9.0Xl（）9N?m2/c2

r

k的大小用實驗方法測定

3、適用條件：真空中，點電荷——理想化模型

二、庫侖的實驗

庫侖扭秤實驗（1785年，法國物理學(xué)家.庫侖）

六、課后作業(yè)：第9頁1、2、3、4、5

七、教學(xué)輔助手段：演示實驗

八、教學(xué)反思：

1.3電場強度

一、教學(xué)目標

（一）知識與技能

i.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.理解電場強度的概念及其定義式，會根據(jù)電場強度的定義式進行有關(guān)的計算，知道電場

強度是矢量，知道電場強度的方向是怎樣規(guī)定的.

3.能根據(jù)庫侖定律和電場強度的定義式推導(dǎo)點電荷場強的計算式，并能用此公式進行有關(guān)

的計算，知道電場的疊加原理，并應(yīng)用這個原理進行簡單的計算.

4.知道電場線的定義和特點，會用電場線描述電場強度的大小和方向

（二）過程與方法

1.體會研究電場性質(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)度與價值觀

1.理解電場的物質(zhì)性，加深對世界物質(zhì)性的認識

2.探究各種電場線的分布，認識物質(zhì)世界的多樣性

二、教學(xué)重點：電場強度的概念及其定義式

三、教學(xué)難點：對電場概念的理解、應(yīng)用電場的疊加原理進行簡單的計算

四、教學(xué)具體過程

（—.）弓?入新課

問題引入：電荷間的相互作用力是怎樣產(chǎn)生的？

（-）新課教學(xué)

一、電場：

利用課本圖14-5說明：電荷A對電荷B的作用，實際上是電荷A的電場對電荷B的作用；

電荷B對電荷A的作用，實際上是電荷B的電場對■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)：

①對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，且同一點電荷在電場中不同點處受到的電

場力的大小或方向都可能不?樣.

②有能的性質(zhì)

當(dāng)帶電體在電場中移動時，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

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

實驗表明：在電場中的同一點，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，所以我們用這個比值F/q來表

示電場的強弱.

二、、電場強度（E）：

1.物理意義：描述電場強弱的物理量

2.定義：電荷在電場中某點所受到的電場力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點的電場強度,

簡稱場強.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：與正電荷在該點所受的電場力的方向相同；與負電荷在該點所受的電場力的方向相

反

5.單位：N/CV/m

電場中某一點處的電場強度E是唯一的，它的大小和方向與放入該點電荷q無關(guān)，它決定于

電場的源電荷及空間位置，電場中每一點對應(yīng)著的電場強度與是否放入電荷無關(guān)

三、（真空中）點電荷周圍的電場

1、定義

大?。篍=kQ/r2（只適用于點電荷的電場）

方向：如果是正電荷，E的方向就是沿著PQ的連線并背離Q；如果是負電荷：E的方向就

是沿著PQ的連線并指向Q

2、E=F/q與E=kQ/r2的區(qū)別

E=F/qE與q無關(guān)q拿走E存在

E=kQ/r2E與Q成正比Q拿走E沒有

四、電場強度的疊加

電場中某點的電場場強為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場場強的矢量和

【例題】（課本R例題演變）在真空中有兩個點電荷Qi=+3.OX1（）TC和@=-3.0*10-七，

它們相距0.1m,求電場中A點的場強.A點與兩個點電荷的距離相等，r=0.1m

分析：點電荷孰和。的電場在A點的場強分別為日和E2,它們大小相等，方向如圖所示，

合場強E在日和法的夾角的平分線上，此平分線跟Q,和Q2的連線平行.

解：E=Eicos60°+E2cos60°=2Eicos60°=2kQicos60°/r2

代入數(shù)值得E=2.7X10'N/C

可以證明：一個半徑為R的均勻球體（或球殼）在外部產(chǎn)生的電場，與一個位于球心的、電

荷量相等的點電荷產(chǎn)生的電場相同，球外各點和電場強度一樣

即：E=kQ/r2

五、電場線一一形象描述電場強度的大小和方向（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，曲線上每點的切線方向表示該點的

電場強度的方向。

2、特點：

①電場線上每點的切線方向就是該點電場強度的方向.

②電場線從正電荷或無窮遠出發(fā)，終止于負電荷或無窮遠.

③電場線的疏密反映電場強度的大?。ㄊ枞趺軓姡?

④任意兩條電場線不會在無電荷處相交（包括相切），也不閉合

3、幾種常見電場的電場線

結(jié)論：

1等量同種點電荷形成的電場中電場線分布

①兩點電荷連線中點。處場強為0

②兩點電荷連線中點。附近的電場線非常稀疏，但場強并不為零

③從兩點電荷連線中點。沿中垂線到無限遠處，電場先增大后減小

2等量異種點電荷形成的電場中電場線分布

①兩點電荷連線上的各點場強方向從正電荷指向負電荷，沿電場線場強先變小后增大

②兩點電荷連線的中垂線上電場線方向均相同（水平）

③在中垂面（中垂線）上，與兩點電荷連線的中點0等距離的各點場強大小相等

指出：電場線是為了形象描述電場而引入的，電場線不是實際存在的線。

六、勻強電場、/

1、定義：電場中各點場強的大小相等、方向相同的電場就叫勻強電場.分而K

2、勻強電場的電場線：是一組疏密程度相同（等間距）的平行直線.例如，兩《皿"小

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

是勻強電場，如圖

五、板書設(shè)計：

第三節(jié)電場強度

一、電場

1、產(chǎn)生：電荷的周圍都存在電場

2、基本性質(zhì)：

①對放入其中的電荷有力的作用②有能的性質(zhì)

二、、電場強度（E）：

1.物理意義：描述電場強弱的物理量

2.定義：電荷在電場中某點所受到的電場力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點的電場強度,

簡稱場強.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：與正電荷在該點所受的電場力的方向相同；與負電荷在該點所受的電場力的方向相

反

5.單位：N/CV/m

三、（真空中）點電荷周圍的電場

定義

大?。篍=kQ/r2（只適用于點電荷的電場）

方向：如果是正電荷，E的方向就是沿著PQ的連線并背離Q；如果是負電荷：E的方向就

是沿著PQ的連線并指向Q

四、電場強度的疊加

電場中某點的電場場強為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場場強的矢量和

五、電場線一一形象描述電場強度的大小和方向（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，曲線上每點的切線方向表示該點的

電場強度的方向。

2、特點：

①電場線上每點的切線方向就是該點電場強度的方向.

②電場線從正電荷或無窮遠出發(fā)，終止于負電荷或無窮遠.

③電場線的疏密反映電場強度的大?。ㄊ枞趺軓姡?

④任意兩條電場線不會在無電荷處相交（包括相切），也不閉合

六、勻強電場

電場中各點場強的大小相等、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

（一）知識與技能

1、理解靜電力做功的特點、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)度與價值觀

嘗試運用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實際問題，增強科學(xué)探究的價值

觀。

二、教學(xué)重點：理解掌握電勢能、電勢、等勢面的概念及意義。

三、教學(xué)難點：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

1.靜電力、電場強度概念，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能入手，提出問題：是什么能轉(zhuǎn)化為試探電荷的動能？引入新

課。

（二）進行新課

1.靜電力做功的特點

結(jié)合課本圖1。4-1（右圖）分析試探電荷q在場強為E的均強電場中沿不同路徑從A運動

到B電場力做功的情況。_________________

q沿直線從A到B>

q沿折線從A到M、再從M到B—

q沿任意曲線線A到B:

結(jié)果都一樣即：W=qEL,iM=qELAi）cos0

【結(jié)論】：在勻強電場中，靜電力移動電荷所做的功，只與始末兩點的位置有關(guān)，而與電荷

的運動路徑無關(guān)。

這一結(jié)論不僅適用于勻強電場而是適用于任何電場

與重力做功類比，（移動物體時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，移動電荷時靜電力做的功與移動的路徑無關(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：

①電場力做正功，電荷的電勢能減?。浑妶隽ψ鲐摴Γ姾傻碾妱菽茉黾?/p>

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：=E%-正網(wǎng)

通過以上分析，只能看到靜電力做功只能決定電勢能而變化量，要確定電場中某點的電勢能

的數(shù)值，必須規(guī)定零勢能點。

關(guān)于電勢能零點的規(guī)定：P.（大地或無窮遠默認為零）

所以：電荷在電場中某點的電勢能，等于靜電力把它從該點移動到零電勢能位置時電場力所

有做的功。如上式若取B為電勢能零點，則A點的電勢能為：EPA==qELAB

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的電勢能與它的電荷量的比值，叫做這一點的電勢。用中表

示。標量，只有大小，沒有方向，但有正負。

￡

（3）定義式：夕=1（與試探電荷無關(guān)）

q

（4）量性：標量（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)：相對性確定某點的電勢，先規(guī)定零勢能點零（大地或無窮遠默認為零）

固定性與檢驗電荷是否有無、大小無關(guān)，由電場本身決定

4.等勢面

（1）.定義：電場中電勢相等的各點構(gòu)成的面

（2）.等勢面的特點：

①在同一等勢面上各點電勢相等，所以在同一等勢面上移動電荷，電場力不做功

②電場線跟等勢面一定垂直，并且山電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。

③等勢面越密，電場強度越大

④等勢面不相交，不相切

⑶等勢面的用途：由等勢面描繪電場線。

⑷幾種電場的電場線及等勢面

注意：①等量同種電荷連線和中線上

連線上：中點電勢最小

中線上：由中點到無窮遠電勢逐漸減小，無窮遠電勢為零。

②等量異種電荷連線上和中線上

連線上：由正電荷到負電荷電勢逐漸減小。

中線上：各點電勢相等且都等于零。

五、板書設(shè)計：

第四節(jié)電勢能和電勢

1.靜電力做功的特點：在勻強電場中，靜電力移動電荷所做的功，只與始末兩點的位置有

關(guān)，而與電荷的運動路徑無關(guān)。

2.電勢能

靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系：卬、“=EpA-EpB

①電場力做正功，電荷的電勢能減?。弘妶隽ψ鲐摴?，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的電勢能與它的電荷量的比值，叫做這一點的電勢。用e表

示。標量，只有大小，沒有方向，但有正負。

E

（3）定義式：夕=上（與試探電荷無關(guān)）

q

（4）量性：標量（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)：相對性確定某點的電勢，先規(guī)定零勢能點零（大地或無窮遠默認為零）

固定性與檢驗電荷是否有無、大小無關(guān)，由電場本身決定

4.等勢面

⑴.定義：電場中電勢相等的各點構(gòu)成的面

⑵.等勢面的特點：

①在同一等勢面上各點電勢相等，所以在同一等勢面上移動電荷，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，電場強度越大

④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：

（-）知識與技能

1、理解電勢差的概念

2、會計算點電荷在電場力作用下，從電場中一點移動到另一點時電場力所做的功；

（-）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：

電勢差的概念，電勢能的改變與電場力做功的關(guān)系，電功計算

三、教學(xué)難點：

電勢差的定義（比值）及“在電場中電場力對電荷做功引起電荷的電勢能的減少”的認識。

四、教學(xué)具體過程：

選擇不同的位置為電勢零點，某點的電勢也會隨之改變，但電場中某兩點間的電勢的差值卻

保持不變

電勢差：（又叫電壓，絕對的，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4點移到另一點6的過程中，電場力做的功%與電荷量9的比值,

叫1、8兩點之間的電勢差小。（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）

⑵UAB=（P,\—（PBUAB＞。，%＞外；UAB＜。，＜PA＜（PB

（3）量性：標量

（4）單位：伏特符號：K

（5）電勢差與靜電力做功之間的關(guān)系：

（/"=%■（既適用于勻強電場又適用于非勻強電場）

q

進行計算時，相關(guān)物理量用正負值代入應(yīng)用卬.=4UAB計算時，相關(guān)物理量用正、負值代

入，其結(jié)果：

卬法>0，電場力做正功；WAS〈°，電場力做負功

五、板書設(shè)計：

第五節(jié)電勢差

電勢差：（又叫電壓，絕對的，與零勢能面的選取無關(guān)）

（1）定義：

電荷0在電場力作用下由］點移到另一點，的過程中，電場力做的功隨與電荷量q的比值,

叫46兩點之間的電勢差麴。（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）

⑵UAB=<PA—<PBUAB>。,UAB<。，<PA<<PH

（3）量性：標量

（4）單位：伏特符號：K

（5）電勢差與靜電力做功之間的關(guān)系：

UAII^—（既適用于勻強電場又適用于非勻強電場）

q

進行計算時，相關(guān)物理量用正負值代入應(yīng)用卬2=4。"計算時，相關(guān)物理量用正、負值代

入，其結(jié)果：

wAB>o,電場力做正功；卬”<°，電場力做負功

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電勢差與電勢強度的關(guān)系

一、教學(xué)目標

（一）知識與技能

1、理解勻強電場中電勢差與電場強度的定性、定量關(guān)系

2、對于公式〃■如要知道推導(dǎo)過程

2、能夠熟練應(yīng)用〃■初解決有關(guān)問題

（―）過程與方法

通過對勻強電場中電勢差和電場強度的定性、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)度與價值觀

從不同角度認識電場、分析尋找物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的探究精神，體會

自然科學(xué)探究中的邏輯美.

二、教學(xué)重點

理解電勢差與電場強度的關(guān)系

三、教學(xué)難點

應(yīng)用電場強度與電勢差的關(guān)系進行計算

四、教學(xué)具體過程

電勢差與電場強度關(guān)系

一、課題引入:

教師出示圖片:

電場力（戶=期，'動電問電務(wù)能的變化心=%?

電場強度（EI?電勢差<J/.=%-%>

^t

電勢（一）

講解:場強是跟電場對電荷的作用力相聯(lián)系的，電勢差是跟電場力移動電荷做功相聯(lián)系的.那

么場強與電勢差有什么關(guān)系呢？我們以勻強電場場為例來研究.

問題1：如圖所示勻強電場￡中，正電荷。在電場力作用下從4點沿電場方向移動到區(qū)點，

已知A6兩點之間的距離為d,分析電場強度6與電勢差之間有什么關(guān)系？

四間距離為d,電勢差為U,場強為E.把正電荷q雙A點移到6時，電場力所做的功為

Eqd.利用電勢差和功的關(guān)系，這個功又可求得為qU,比較這兩個式子，可得U=Ed,即：E=U/d

這就是說，在勻強電場中，沿場強方向的兩點間的電勢差等于場強和這兩點間距離的乘積.如

果不是沿場強方向的呢？（學(xué)生可以進行討論分析）

如圖所示（教師出示圖片）并講解力〃兩點間電勢差仍為〃，設(shè)間距離s,與4?夾角，

將正電荷從力移動到〃，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，，比較這兩個式子可得.d為47兩點間距離，也是四所在等勢面間距

離或者可以說是4〃兩點間距離s在場強方向的投影.

關(guān)于公式，需要說明的是：

1、〃為兩點間電壓，6為場強，d為兩點間距離在場強方向的投影.

2、場強的另一個單位：V/m

所以場強的兩個單位伏/米，牛/庫是相等的.注：此公式只適用于勻強場

五、板書設(shè)計：

第六節(jié)電勢差與電場強度的關(guān)系

U=Ed勻強電場中兩點間的電勢差等于電場強度與這兩點沿電場方向的乘積

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

知識與技能

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，凈電荷只分布在導(dǎo)體表面且內(nèi)部場強處處為零

3.知道靜電屏蔽及其應(yīng)用

過程與方法

體會靜電平衡的過程

情感態(tài)度與價值觀

聯(lián)系生活實際，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣

二、教學(xué)重點

電場中導(dǎo)體的特點

三、教學(xué)難點

靜電平衡的狀態(tài)

【教學(xué)方法】

推理歸納法、問題解決法、實驗法

【教具準備】

驗電器、法拉第圓筒、有絕緣柄的金屬球一個、金屬網(wǎng)罩、收音機、感應(yīng)起電機、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)象的實質(zhì)是什么？

3、在靜電感應(yīng)時用手摸一下導(dǎo)體，再移走源電荷，則導(dǎo)體帶什么電?

0

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：

由做熱振動的正離子和做無規(guī)則熱運動的自由電子組成

2、靜電感應(yīng)現(xiàn)象

O

問題：在源電荷的電場中引入金屬導(dǎo)體后會對空間各點的場強有影響嗎？

是什么作用使金屬內(nèi)的電子定向移動的？此移動?直進行嗎？

金屬導(dǎo)體內(nèi)部有電場嗎？

答：使空間電場重新分布

C

源電荷的電場使導(dǎo)體內(nèi)部自由電-?…--+

—?-?-+?

子定向移動-7

甲干乙-—+內(nèi)E：i

靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體（包括表面）Jrf-?-+—*

中沒有電荷定向移動時的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)—?-+

--4--------+

3、靜電平衡狀態(tài)卜一導(dǎo)體的特點：

⑴處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，內(nèi)部場強處處為零（不為0則自由電子將繼續(xù)移動直至

合場強為0）

（2）處于靜電平衡狀態(tài)的整個導(dǎo)體是個等勢體，它的表面是個等勢面

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

實驗證明：法拉第圓筒實驗

反證法：若內(nèi)部有自由電荷，則內(nèi)部場強不為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

上圖空間實際電場分布，不會出現(xiàn)虛線電場線

二、尖端放電

應(yīng)用避雷針

三、靜電屏蔽

外部電場對內(nèi)部儀器沒有影響（外屏蔽）若將源電荷置于空腔內(nèi),則外對內(nèi)沒

有影響，但內(nèi)對外有影響

實驗演示：將收音機置于金屬網(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)房屋中接收信號弱

五、板書設(shè)計：

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：

⑴處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，內(nèi)部場強處處為零

（2）處于靜電平衡狀態(tài)的整個導(dǎo)體是個等勢體，它的表面是個等勢面

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

（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，并能用來進行有關(guān)的計算；

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

能運用其討論有關(guān)問題。

（二）過程與方法

結(jié)合實物觀察與演示，在計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)度與價值觀

體會電容器在實際生活中的廣泛應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生探究新事物的興趣。

二、教學(xué)重點：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：電容器的電容的計算與應(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，任何兩個彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體都可以看

成一個電容器。

1、平行板電容器

（1）組成：在兩個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：兩板帶等量異號電荷

（3）板間電場：板間形成勻強電場

(4)電容器的充電與放電過程

操作：把電容器的一個極板與電池組的正極相連，另一個極板與負極相連，兩個極板上就分

別帶上了等量的異種電荷。這個過程叫做充電。

現(xiàn)象：從靈敏電流計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

個過程叫放電.

現(xiàn)象：從靈敏電流計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：C=2(比值法，Q單個極板所帶電量的絕對值)

U

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)lF=10>F=1012pF

3、平行板電容器的電容

(1)［演示］感應(yīng)起電機給靜電計帶電(詳參閱P29圖1。7-4)

說明：靜電計是在驗電器的基礎(chǔ)上制成的，用來測量電勢差.把它的金屬球與一個導(dǎo)體相連,

把它的金屬外殼與另?個導(dǎo)體相連,從指針的偏轉(zhuǎn)角度可以量出兩個導(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)e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。=一"介質(zhì)。=邑-

471kd471kd

4、常用電容器

固定電容器可變電容器

五、板書設(shè)計：

第八節(jié)電容器的電容

1、平行板電容器

(1)組成：在兩個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：兩板帶等量異號電荷

（3）板間電場：板間形成勻強電場

（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：C=?（比值法，Q單個極板所帶電量的絕對值）

U

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）lF=106/zF=1012pF

3、平行板電容器的電容

4成d

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動

一、教學(xué)目標

（-）知識與技能

1.了解帶電粒子在電場中的運動——只受電場力，帶電粒子做勻變速運動。

2.重點掌握初速度與場強方向垂直的帶電粒子在電場中的運動（類平拋運動）。

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動。

（三）情感態(tài)度與價值觀

1.滲透物理學(xué)方法的教育：運用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，不計粒子重

力。

2.培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題的能力，體會物理知識的實際應(yīng)用。

二、教學(xué)重點：帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律

三、教學(xué)難點：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：

（-）復(fù)習(xí)力學(xué)及本章前面相關(guān)知識

要點：動能定理、平拋運動規(guī)律、牛頓定律、場強等。

（二）新課教學(xué)

1.帶電粒子在電場中的運動情況（平衡、加速和減速）

（1）.若帶電粒子在電場中所受合力為零時，即EF=O時，粒子將保持靜止狀態(tài)++++

或勻速直線運動狀態(tài)。7^7

mg

例：帶電粒子在電場中處于靜止狀態(tài)，該粒子帶正電還是負電？

分析：帶電粒子處于靜止狀態(tài)，￡F=0,qE=mg,因為所受重力豎直向下，所以所受電

場力必為豎直向上。又因為場強方向豎直向下，所以帶電體帶負電。

（2）.若EFWO（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

運動。（變速直線運動）_-------------------

◎打入正電荷（右圖），將做勻加速直線運動。.也-

設(shè)電荷所帶的電量為q,板間場強為E+卜-

電勢差為U,板距為d,電荷到達另一極板的速“

度為V,則II--------------------

電場力所做的功為：W=qU=qEL

2

粒子到達另一極板的動能為：Ek=^mv

由動能定理有：qU=\mv~（或=3機針對恒力）

※若初速為v。，則上列各式又應(yīng)怎么樣？讓學(xué)生討論并列出。

◎若打入的是負電荷（初速為vo）,將做勻減速直線運動，其運動情況可能如何，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EFW0,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動？（曲線運動）--引出

2.帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)（不計重力，且初速度v?±E,則帶電粒子將在電場中做類平

拋運動）

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，將做勻速直線運動，

在豎直方向上只受重力，做初速度為零的自由落體運動。物體的實際運動為這兩種運動的合運動。

解：粒子％在電場中做類平拋運動

沿電場方向勻速運動所以有：L=v.t①

電子射出電場時，在垂直于電場方向偏移的距離為：y=\at~②

FEeU

粒子在垂直于電場方向的加速度：=—e=—③

mmmd

電子射出電場時沿電場方向的速度不變?nèi)詾?.而垂直于電場方

向的速度:

eUL

v±=at=----------

mdv0

故電子離開電場時的偏轉(zhuǎn)角。為：tan。=里=生4⑥

v0mdv1

tan0=y/x>C>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：用來觀察電信號隨時間變電子槍，J、/L

化的電子儀器。其核心部分是示波管費

光

(2)示波管的構(gòu)造：由電子槍、偏轉(zhuǎn)電舔

極和熒光屏組成(如圖)。Jf%盛極…一-

(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。

五、板書設(shè)計：

第九節(jié)帶電粒子在電場中的運動

1、帶電粒子的加速

qU=y/nv2

2、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)

沿電場方向勻速運動所以有：

L=vot①

電子射出電場時，在垂直于電場方向偏移的距離為：y={at2②

PpR

粒子在垂直于電場方向的加速度：a=-=—=—③

mmmd

1eU

由①②③得：—

2md

o

電子射出電場時沿電場方向的速度不變?nèi)詾橥舛怪庇陔妶龇?/p>

向的速度：

eUL4

=at=------—(§)

故電子離開電場時的偏轉(zhuǎn)角。為：tan6=T=生匕⑥

mdv-

tan0=y/x（>x=L/2

3、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：演示實驗

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）

一、教學(xué)目標

（一）知識與技能

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弱程度的物理量--電流

3.從微觀意義上看電流的強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)度與價值觀

通過對電源、電流的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生將物理知識應(yīng)用于生活的生產(chǎn)實踐的意識，勇于探

究與日常生活有關(guān)的物理學(xué)問題。

三、重點與難點：

重點：理解電源的形成過程及電流的產(chǎn)生。

難點：電源作用的道理，區(qū)分電子定向移動的速率和在導(dǎo)線中建立電場的速率這兩個不同的

概念。

四、教學(xué)過程

(-)先對本章的知識體系及意圖作簡要的概述

(二)新課講述一一第一節(jié)、導(dǎo)體中的電場和電流

1.電源:

先分析課本圖2。1T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)生回答一電源)

類比：(把電源的作用與抽水機進行類比)如圖2—1,水池A、B的

水池A

水面有一定的高度差，若在A、B之間用一細管連起來，則水在重力的作

用下定向運動，從水池A運動到水池B。A、B之間的高度差很快消失，在

水池B

這種情況下，水管中只可能有一個瞬時水流。

R

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之間連接一臺抽水機，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