2020-2021學(xué)年高中物理人教版必修第三冊教案 第9-13章

9.1電荷

【教學(xué)目標(biāo)】

知識與技能

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。

過程與方法

1.通過對初中知識的復(fù)習(xí)使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)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c

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(rèn)識物體帶電的本質(zhì)。

【教學(xué)重難點(diǎn)】

重點(diǎn)：電荷守恒定律。

難點(diǎn)：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。

【教學(xué)過程】

一、引入新課

學(xué)生感受實(shí)驗：體驗被電擊的感覺。

生活中說某個人有魅力，會說這人會放電。物理雖然很難，當(dāng)你弄清楚后你

會覺得它很神奇，覺得它的有魅力，也會被“電”至電磁學(xué)的內(nèi)容跟機(jī)械運(yùn)動

一樣豐富多彩，并且比機(jī)械運(yùn)動的世界更加錯綜復(fù)雜。想要弄清楚電學(xué)，必須從

最基本的電荷開始。

大家在初中時已經(jīng)初步了解了電荷的知識，回想以前的知識并結(jié)合課本第2

頁的內(nèi)容，回答以下問題。

二、進(jìn)行新課

1.電荷

學(xué)生閱讀并思考回答以下問題。

（1）電荷的分類正電荷：與絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷

負(fù)電荷：與毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷

（2）電荷間的相互作用規(guī)律同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引

（3）電荷的基本性質(zhì)吸引輕小物體

針對訓(xùn)練一：有A、B、C三個塑料小球，A和B,B和C,C和A間都是

相互吸引的，如果A帶正電，則：

A、B、C球均帶負(fù)電

B、B球帶負(fù)電，C球帶正電

C、B、C球中必有一個帶負(fù)電，而另一個不帶電

D、B、C球都不帶電

思考：一般情況下物體不帶電，為什么物體會帶電？閱讀課本第3頁，回答

下面的問題。

（4）原子的結(jié)構(gòu)原子：包括原子核（質(zhì)子和中子）和核外電子。

（5）帶電的原因不同物質(zhì)的原子核束縛電子的能力不同。

實(shí)質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移。

（6）金屬導(dǎo)電原因金屬中有自由電子，自由電子可自由穿梭元電荷

2.元電荷

學(xué)生閱讀課本第5頁，回答下列問題。

（1）電荷的多少如何表示？它的單位是什么？電荷量：電荷的多少，簡

稱電量。單位:庫侖Co大家要注意，電荷量的正負(fù)不表示電荷量的大小，只代表

電荷的性質(zhì)，比較電荷帶電的多少，要比較的是其電荷量的絕對值。

（2）什么是元電荷？一個電子就是一個元電荷嗎？一個電子所帶電量為

元電荷；所有帶電體所帶電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍。

（3）元電荷的數(shù)值是多少？它的數(shù)值最早是由哪位物理學(xué)家測定的？元

電荷的值e=1.60X10I9C；美國科學(xué)家密立根測定。

（4）什么叫比荷？電子的比荷是多少？電子的比荷為：

e=1.60xl()T9c

=1.76xlO"C/^

行-0.91x10*必

針對練習(xí)二：科學(xué)家在研究原子、原子核及基本粒子時，為了方便，常常用

元電荷作為電量的單位，關(guān)于元電荷，下列論述正確的是：BCD

A、把質(zhì)子或電子叫元電荷.

B、1.60X10」9c的電量叫元電荷.

C、電子帶有最小的負(fù)電荷，其電量的絕對值叫元電荷.

D、質(zhì)子帶有最小的正電荷，其電量的絕對值叫元電荷.

3.起電方式

思考：一般情況下物體不帶電，用什么方法可以使物體帶電？

學(xué)生思考，回答。動畫演示摩擦起電的原理。

(1)摩擦起電相互摩擦的物體帶上等量的異種電荷的現(xiàn)象

規(guī)律：等量的異種電荷

實(shí)質(zhì)：電子的得失(電子的轉(zhuǎn)移)

演示實(shí)驗：介紹靜電計的作用，讓靜電計接觸起電機(jī)而帶上電。

(2)接觸起電用不帶電的物體接觸帶電體，而使物體帶電。

規(guī)律：兩物體帶上同種電荷

實(shí)質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移

強(qiáng)調(diào)：兩個完全相同的帶電球體，接觸后再分開,二者將原來所帶電量先中和

再平分。

(3)感應(yīng)起電

思考:是否只有當(dāng)帶電體與導(dǎo)體直接接觸時，金屬箔片才開始張開？

演示實(shí)驗：靜電計不與起電機(jī)接觸，但是金屬箔張開。

動畫演示：把帶正電荷的球C移近彼此接觸的異體A,Bo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。

提出問題：靜電感應(yīng)的原因？

帶領(lǐng)學(xué)生分析物質(zhì)的微觀分子結(jié)構(gòu)，分析起電的本質(zhì)原因：把帶電的球C

移近金屬導(dǎo)體A和B時，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

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。

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。

規(guī)律：近端感應(yīng)異種電荷，遠(yuǎn)端感應(yīng)同種電荷?！敖愡h(yuǎn)同”

實(shí)質(zhì)：電子從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。

針對訓(xùn)練三：A、B是兩個不帶電的相同的金屬球，它們靠近帶正電荷的金

球C.在下列情況中，判斷A、B兩球的帶電情況:+

(1)A、B接觸后分開，再移去C,0@

則A正電，B負(fù)電;

(2)A、B接觸，先移去C后，再把AB分開,

則A不帶電,B不帶電。

4.電荷守恒定律

比較三種起電方式，無論是哪種起電方式，都是電子在物體間或物體內(nèi)部的

轉(zhuǎn)移。電荷沒有創(chuàng)生也沒有消失，電荷的總量并沒有變化。

電荷守恒定律表述一：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體轉(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。

表述二：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)利保持不變。

理解：和能量守恒一樣是物理學(xué)的基本定律之一，它指出，對于一個孤立系

統(tǒng)，不論發(fā)生什么變化，其中所有電荷的代數(shù)和永遠(yuǎn)保持不變。電荷守恒定律表

明，如果某一區(qū)域中的電荷增加或減少了，那么必定有等量的電荷進(jìn)入或離開該

區(qū)域；如果在一個物理過程中產(chǎn)生或消失了某種符號的電荷，那么必定有等量的

異號電荷同時產(chǎn)生或消失。

學(xué)生齊讀電荷守恒定律，思考討論并回答下列問題。

(1)電中性物體有無電荷存在？電中性物體中是有電荷存有的，只是電荷

的代數(shù)和為0.

(2)所謂“電荷中和”是不是正負(fù)電荷一起消失了？“電荷的中和”是指

異種電荷的數(shù)量達(dá)到相等，這時正、負(fù)電荷的代數(shù)和為零。

5.課堂小結(jié)

三、當(dāng)堂檢測

1、帶電微粒所帶的電荷量不可能是下列值中的(A)

A.2.4X1079cB.-6.4X1079c

C.-1.6X10-,8CD.4.0X1077c

2、將不帶電的導(dǎo)體A和帶有負(fù)電荷的導(dǎo)體B接觸后，在導(dǎo)體A中的質(zhì)子數(shù)

(C)

A.增加B.減少

C.不變D.先增加后減少

3、如圖所示,A、B是被絕緣支架分別架起的金屬球，并相隔一定距離，其中A帶正

電,B不帶電，則以下說法中正瑞的是:（BD）

A.導(dǎo)體B帶負(fù)電；

B.導(dǎo)體B左端出現(xiàn)負(fù)電荷，右端出現(xiàn)正電荷，并且電荷量大小相等；

C.若A不動，將B沿圖中虛線分開，則左邊的電荷量小于右邊的電荷量;

D.若A、B接觸一下,A、B金屬體所帶總電荷量保持不變.

4、如圖所示，導(dǎo)體棒AB靠近帶正電的導(dǎo)體Q放置.用手接觸B端，移去手指

再移去Q,AB帶何種電荷負(fù)電荷.若手的接觸點(diǎn)改在A端，

情況又如何負(fù)電荷。0CA,R)

課后思考：A、B、C三只相同的導(dǎo)體球，架在絕緣支架上，一二

己知A球帶有正電荷，B、C兩球不帶電。問：

（1）如何使B、C兩球都帶有正電？

（2）如何使B、C兩球都帶有負(fù)電？

（3）如何使B、C兩球帶上異種等量的電荷？

電荷

【教學(xué)目標(biāo)】

知識與技能

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。

過程與方法

1.通過對初中知識的復(fù)習(xí)使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)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。

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(rèn)識物體帶電的本質(zhì)。

【教學(xué)重難點(diǎn)】

重點(diǎn)：電荷守恒定律。

難點(diǎn)：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。

【教學(xué)過程】

一、引入新課

新的知識內(nèi)容，新的學(xué)習(xí)起點(diǎn)。本節(jié)將學(xué)習(xí)靜電學(xué)。將從物質(zhì)的微觀的角度

認(rèn)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)。

【演示】摩擦過的琥珀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C

【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。

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。

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

1.電荷

（1）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。

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。

實(shí)質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移。

結(jié)果：兩個相互摩擦的物體帶上了等量異種電荷。

（3）金屬導(dǎo)體模型也是一個物理模型

用靜電感應(yīng)的方法也可以使物體帶電。

【演示】把帶正電荷的球C移近彼此接觸的異體A,Bo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。

（4）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。

提出問題：靜電感應(yīng)的原因？

帶領(lǐng)學(xué)生分析物質(zhì)的微觀分子結(jié)構(gòu)，分析起電的本質(zhì)原因：把帶電的球C

移近金屬導(dǎo)體A和B時，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

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。

2.電荷守恒定律：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體轉(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。

3.元電荷

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。

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=1.60X10-19C

比荷：電子的電荷量e和電子的質(zhì)量me的比值，為±=1.76x10"C/kg

三、鞏固練習(xí)

1.關(guān)于元電荷的理解，下列說法正確的是（）

A.元電荷就是電子

B.元電荷是表示跟電子所帶電量數(shù)值相等的電量

C.元電荷就是質(zhì)子

D.物體所帶的電量只能是元電荷的整數(shù)倍

2.5個元電荷的電量是；16c電量等于元電荷。

3.關(guān)于點(diǎn)電荷的說法，正確的是（）

A.只有體積很小的帶電體才能看成點(diǎn)電荷

B.體積很大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷

C.當(dāng)兩個帶電體的大小及形狀對它們之間的相互作用力的影響可以忽略

時，這兩個帶電體可看成點(diǎn)電荷

D.一切帶電體都可以看成點(diǎn)電荷

四、說明

1.兩種電荷及其相互作用、電荷量的概念、摩擦起電的知識，這些在初中

都已經(jīng)講過，本節(jié)重點(diǎn)是講述靜電感應(yīng)現(xiàn)象。要做好演示實(shí)驗，使學(xué)生清楚地知

道什么是靜電感應(yīng)現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上，使學(xué)生知道，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，使電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。本節(jié)只

說明靜電感應(yīng)現(xiàn)象。

2.在復(fù)習(xí)摩擦起電現(xiàn)象和講述靜電感應(yīng)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，說明起電的過程是

使物體中正負(fù)電荷分開的過程，進(jìn)而說明電荷守恒定律。

3.要求學(xué)生知道元電荷的概念，而密立根實(shí)驗作為專題，有條件的學(xué)?？?/p>

以組織學(xué)生選學(xué)。

庫侖定律

【教學(xué)目標(biāo)】

一、知識與技能

1.掌握庫侖定律，知道點(diǎn)電荷的概念，并理解真空中的庫侖定律。

2.會用庫侖定律進(jìn)行有關(guān)的計算。

二、過程與方法

1.滲透理想化方法，培養(yǎng)學(xué)生由實(shí)際問題進(jìn)行簡化抽象建立物理模型的能

力。

2.滲透控制度量的科學(xué)研究方法。

三、情感、態(tài)度與價值觀

通過元電荷的教學(xué)，滲透物質(zhì)無限可分的辯證唯物主義觀點(diǎn)。

【教學(xué)重難點(diǎn)】

重點(diǎn)：庫侖定律和庫侖力的教學(xué)。

難點(diǎn)：關(guān)于庫侖定律的教學(xué)

【教學(xué)方法】

探究、講授、討論、練習(xí)

【教學(xué)過程】

一、庫侖定律

1.電荷間的相互作用：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。

提問：那么電荷之間的相互作用力和什么有關(guān)系呢？

結(jié)論：電荷之間存在著相互作用力，力的大小與電量的大小、電荷間距離的

大小有關(guān)，電量越大，距離越近，作用力就越大；反之電量越小，距離越遠(yuǎn)，作

用力就越小。作用力的方向，可用同種電荷相斥，異種電荷相吸的規(guī)律確定。

2.庫侖定律：內(nèi)容：真空中兩個靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的

電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連

線上。

3.庫侖定律表達(dá)式：F=k竿

4.對庫侖定律的理解：

（1）庫侖定律的適用條件：真空中，兩個點(diǎn)電荷之間的相互作用。

a：不考慮大小和電荷的具體分布，可視為集中于一點(diǎn)的電荷。

b：點(diǎn)電荷是一種理想化模型。

c：介紹把帶電體處理為點(diǎn)電荷的條件。

d：庫侖定律給出的雖是點(diǎn)電荷間的靜電力，但是任一帶電體都可看成是由

許多點(diǎn)電荷組成的，據(jù)庫侖定律和力的合成法則就可以求出帶電體間的靜電力大

小和方向。

（2）K；靜電力恒量。重要的物理常數(shù)K=9.0X1（）9N?m2/c2,其大小是用實(shí)

驗方法確定的。其單位是由公式中的F、q、r的單位確定的，使用庫侖定律計算

時，各物理量的單位必須是：F：N、q：C.r：m。

（3）關(guān)于點(diǎn)電荷之間相互作用是引力還是斥力的表示方法，使用公式計算

時，點(diǎn)電荷電量用絕對值代入公式進(jìn)行計算，然后根據(jù)同性電荷相斥、異性電荷

相吸判斷方向即可。

（4）庫侖力也稱為靜電力，它具有力的共性。它與高一時學(xué)過的重力，彈

力，摩擦力是并列的。它具有力的一切性質(zhì)，它是矢量，合成分解時遵從平行四

邊形法則，與其它的力平衡，使物體發(fā)生形變，產(chǎn)生加速度。若點(diǎn)電荷不是靜止

的，而是存在相對運(yùn)動，那么它們之間的作用力除了仍存在靜電力之外，還存在

相互作用的磁場力。

（5）F是5與q2之間的相互作用力，F(xiàn)是qi對q2的作用力，也是q2對qi

的作用力的大小，是一對作用力和反作用力，即大小相等方向相反。

二、庫侖的實(shí)驗

研究方法：控制變量法

LF與r的關(guān)系

2.F與q的關(guān)系

【演示】庫侖扭秤介紹：物理簡史及庫侖的實(shí)驗技巧。

1785年，法國物理學(xué)家。庫侖，庫侖扭秤實(shí)驗

實(shí)驗技巧：小量放大；電量的確定。

小結(jié)：

（1）電荷間相互作用規(guī)律：同性相斥，異性相吸，大小用庫侖定

（2）電荷間作用力為一對相互作用力，遵循牛頓第三定律。

（3）庫侖定律適用條件：真空中靜止點(diǎn)電荷間的相互作用力（均勻帶電球

體間、均勻帶電球殼間也可）。

【例題】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

27

m^.lOxlO^kg,質(zhì)子的質(zhì)量m2=1.67xlO-kg0電子和質(zhì)子的電荷量都是

1.60X1019CO

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。

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。

三、課堂訓(xùn)練

1.關(guān)于點(diǎn)電荷的下列說法中正確的是：()

A.真正的點(diǎn)電荷是不存在的。

B.點(diǎn)電荷是一種理想模型。

C.足夠小的電荷就是點(diǎn)電荷。

D,一個帶電體能否看成點(diǎn)電荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形狀和

大小對所研究的問題的影響是否可以忽略不計

2.三個相同的金屬小球A、B和C,原來C不帶電，而A和B帶等量異種電

荷，相隔一定距離放置，A、B之間的靜電力為F?，F(xiàn)將C球分別與A、B接觸后

拿開，則A、B之間的靜電力將變?yōu)?)。

A.F/2B.F/4

C.F/8D.3F/8

3.兩個半徑為0.3m的金屬球，球心相距1.0m放置，當(dāng)他們都帶1.5xl()5c

的正電時，相互作用力為Fi，當(dāng)它們分別帶+1.5x105c和-1.5x105c的電量時，相

互作用力為Fz，貝lj()

A.FI=F2B.%<F2C.FI>F2D.無法判斷

電場電場強(qiáng)度

【教學(xué)目標(biāo)】

一、知識與技能

1.粗略了解物理學(xué)史上充電荷間相互作用力的認(rèn)識過程C

2.知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的，電場是客觀存在的。

3.理解電場強(qiáng)度的概念及其定義，會根據(jù)電場強(qiáng)度的定義進(jìn)行有關(guān)的計算。

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。

4.能根據(jù)庫侖定律和電場強(qiáng)度的定義推導(dǎo)點(diǎn)電荷場強(qiáng)的計算式，并能用此公

式進(jìn)行有關(guān)的計算。

5.知道場強(qiáng)的疊加原理，并能應(yīng)用這一原理進(jìn)行簡單的計算。

6.知道常見幾種的電場線的特點(diǎn)。

二、過程與方法

1.經(jīng)歷“探究描述電場強(qiáng)弱的物理量”的過程，獲得探究活動的體驗。

2.領(lǐng)略通過電荷在電場中所受靜電力研究電場、理想模型法、比值法、類比

法等物理學(xué)研究方法。

三、情感態(tài)度與價值觀

1.體驗探究物理規(guī)律的艱辛與喜悅。

2.學(xué)習(xí)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的態(tài)度。

【教學(xué)重點(diǎn)】

1.探究描述電場強(qiáng)弱的物理量。

2.理解電場、電場強(qiáng)度的概念，并會根據(jù)電場強(qiáng)度的定義進(jìn)行有關(guān)的計算。

【教學(xué)難點(diǎn)】

探究描述電場強(qiáng)弱的物理量。

【教學(xué)過程】

一、復(fù)習(xí)提問、新課導(dǎo)入

教師：上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了庫侖定律，請同學(xué)們回憶一下：庫侖定律的內(nèi)容

是什么?

學(xué)生回答：略

教師：我們不免會產(chǎn)生這樣的疑問：

投影展示問題1：真空中？它們之間相隔一定的距離，又沒有直接接觸，這

種相互作用是如何產(chǎn)生的呢？能不能通過離開地面的物體仍受到重力得到啟

示？

投影展示“探究影響電荷間相互作用力的因素”。

教師:這幅圖大家不陌生,那么相同的小球在不同的位置所受作用力不一樣,

說明了什么？

學(xué)生回答：庫侖力的大小與距離有關(guān)。

教師：其本質(zhì)原因又是什么呢？

教師：帶著這兩個疑問，本節(jié)課我們一齊來學(xué)習(xí)《電場電場強(qiáng)度》。（板書

課題）

二、新課教學(xué)

（一）電場

教師:請同學(xué)們帶著這三個問題來自學(xué)“電場”內(nèi)容，討論并回答以下問題。

（1）電荷間的相互作用是如何發(fā)生的？這一觀點(diǎn)是誰提出來的？

（2）請用自己的語言描述一下什么是電場？你能描述一下電場具有什么樣

的特點(diǎn)嗎？

（3）電場有什么本領(lǐng)？

學(xué)生自學(xué)活動一：

學(xué)生回答：（1）略；（2）略；

教師啟發(fā)引導(dǎo)：場是“物質(zhì)”一它和分子、原子組成的實(shí)物一樣，是一種

客觀存在。電視機(jī)、收音機(jī)信號的發(fā)射與接受就是電磁場在空間的傳播；“特

殊”一看不見、摸不著；”存在于電荷周圍”并板書。

（電場是）存在于電荷周圍的一種特殊的物質(zhì)。

教師：場與實(shí)物是物質(zhì)存在的兩種不同形式。

（3）學(xué)生回答：對放入其中的電荷有靜電力的作用，電荷間的相互作用是

通過電場實(shí)現(xiàn)的。如圖：

（二）科學(xué)探究描述電場強(qiáng)弱的方法

教師；下面我們再來探討；

①相同的小球在不同的位置所受作用力不一樣，其本質(zhì)原因是什么呢？（對

照“探究影響電荷間相互作用力的因素”圖片說明）

學(xué)生回答：電場強(qiáng)弱不同。

②那么如何來描述電場的強(qiáng)弱呢？

教師啟發(fā)：像速度、密度等尋找一個物理量來表示。

③如何來研究電場？（學(xué)生思考）

教師啟發(fā)引導(dǎo)：電場的本領(lǐng)是對場中的其他電荷具有作月力，這也是電場的

最明顯、最基本的特征之一。因此在研究電場的性質(zhì)時，我們可以從靜電力入手。

（板書研究方法）

教師：對于像電場這樣，看不見，摸不到，但又客觀存在的物質(zhì)，可以根據(jù)

它表現(xiàn)出來的性質(zhì)來研究它，這是物理學(xué)中常用的研究方法C

教師：還需要什么？

學(xué)生回答：電場及放入其中的電荷。

教師簡述：

①“探究影響電荷間相互作用力的因素”中的試探電荷；

②場源電荷。

師生共析對試探電荷的要求。

教師：下面請同學(xué)們仔細(xì)觀察模擬實(shí)驗的動畫演示，并描述你看到的現(xiàn)象說

明了什么：

①不同位置偏角不同；

②增加試探電荷帶電量偏角均增加。

學(xué)生回答：不同位置受力不同；同一位置試探電荷帶電量增加，受力增大，

但不同位置受力大小關(guān)系不變。

教師：下面我們再通過表格定量地來看一看：

將表格填完整，并分析、比較表格中的數(shù)據(jù)有什么特點(diǎn)和規(guī)律，看你能否得

出如何來描述電場的強(qiáng)弱。多媒體展示表格，學(xué)生回答后依次填入：①B、F2、

F3及F1VF2VF3；②2Fi、3B、4F］、嗚等。

學(xué)生活動二：

表一：（P1位置）

試探電荷q2q3q4qnq

靜電力Fi2Fi3Fi4FjnFj

表二：（P2位置）

試探電荷q2q3q4qnq

靜電力2F3FnF

F2224F22

表三：（P3位置）

試探電荷q2q3q4qnq

靜電力

F32F33F34F3nF3

（學(xué)生思考并交流討論）學(xué)生回答：

（1）不同的電荷，即使在電場中的同一點(diǎn)，所受靜電力也不同，因而不能

直接用試探電荷所受的靜電力來表示電場的強(qiáng)弱；

（2）電場中同一點(diǎn)，比值F/q是恒定的，與試探電荷的電荷量無關(guān)；（同一

張表格）

（3）在電場中不同位置比值F/q不同。（三張表格比較）

（4）離源電荷近的位置比值F/q較大。

師生共同小結(jié)：比值由電荷q在電場中的位置決定，與電荷q的電荷量大小

無關(guān)，它才是反映電場性質(zhì)的物理量。

教師:在物理學(xué)中我們定義放入電場中某點(diǎn)的電荷所受的靜電力F跟它的電

荷量q的比值，叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度。并板書。

（三）電場強(qiáng)度

L定義：

教師：以前我們還學(xué)過哪些物理量是用比值法來定義的？

學(xué)生回答：略。

教師：從它的定義，電場強(qiáng)度的單位是什么？

學(xué)生回答：N/C

介紹另一種單位并板書。

2.單位：N/C或V/m,lN/C=lV/m

教師結(jié)合板畫：在電場中不同位置，同種電荷受力方向不同，說明場強(qiáng)是矢

量還是標(biāo)量？

學(xué)生（集體）回答；矢量

3.勻強(qiáng)電場

（1）定義：如果電場中各點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小相等、方向相同，這個電場就

叫做勻強(qiáng)電場。

（2）特點(diǎn)：①電場方向處處相同。②場強(qiáng)大小處處相等。

（四）點(diǎn)電荷的電場電場強(qiáng)度的疊加

教師結(jié)合板畫：電場中同一點(diǎn)放入正電荷和負(fù)電荷受力方向不同，如何確定

場強(qiáng)的方向呢？

教師：在物理學(xué)中作出了這樣的規(guī)定。（板書）

方向：電場中某點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向跟正電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向相同。

教師；按照這個規(guī)定，如果放入電場中的是負(fù)電荷呢？

學(xué)生回答：與負(fù)電荷在電場中某點(diǎn)所受靜電力的方向相反。

投影練習(xí)：

練習(xí)1（加深對場強(qiáng)的理解，探討點(diǎn)電荷的場強(qiáng)大小與方向）

點(diǎn)電荷是最簡單的場源電荷。設(shè)一個點(diǎn)電荷的電荷量為+Q，與之相距為r

的A點(diǎn)放一試探電荷，所帶電荷量為+q。

（1）試用所學(xué)的知識推導(dǎo)A點(diǎn)的場強(qiáng)的大小，并確定場強(qiáng)的方向；

（2）若所放試探電荷為-2q,結(jié)果如何？

（3）如果移走所放的試探電荷呢？

（請兩位同學(xué)板演前兩問后，共同完成第三問）

師生共同歸納總結(jié)；

1.點(diǎn)電荷電場的場強(qiáng)大小與方向。（多媒體動畫演示方向的確定方法）

2.電場強(qiáng)度是描述電場（力的）性質(zhì)的物理量，在靜電場中，它不隨時間改

變。電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)完全由電場本身決定，與是否放入電荷，放入電荷的電荷

量、電性無關(guān)！

練習(xí)2（探討場強(qiáng)的疊加，鞏固對場強(qiáng)的理解及公式的靈活運(yùn)用，加強(qiáng)計算

能力培養(yǎng)）

如圖所示，真空中有兩個點(diǎn)電荷Ql=+3.0xl（y8c和Q2=—3.0x10-8。它們

相距0.1m,A點(diǎn)與兩個點(diǎn)電荷的距離r相等，r=0.1m。求：

（1）電場中A點(diǎn)的場強(qiáng);

（2）在A點(diǎn)放入電量q=-1x10-6。求它受的電場力。

教師：題中場源電荷不止一個，如何來確定電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)？

學(xué)生：平行四邊形定則

（請兩位同學(xué)板演）

教師：根據(jù)場強(qiáng)的疊加原理對于一個比較大的不能看成點(diǎn)電荷的帶電物體產(chǎn)

生電場的場強(qiáng)如何確定？

學(xué)生思考后回答：無限等分成若干個點(diǎn)電荷。

教師：根據(jù)以上方法，同學(xué)們設(shè)想一下一個半徑為R的均勻帶電球體（或

球殼）外部產(chǎn)生電場的場強(qiáng)，如何求解？

學(xué)生思考后回答：等效成電荷量集中于球心的點(diǎn)電荷。

（五）電場線

1.電場線的概念；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)度方向，電場線不是實(shí)際存在的線，而是為了形象

描述電場而假想的線

2.展示幾種常見的電場線

正點(diǎn)電荷的電場負(fù)點(diǎn)電荷的電場勻強(qiáng)電場

等城同號點(diǎn)電荷的電場等量并號點(diǎn)電荷的電場

三、小結(jié)

通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的，電場是

存在于電荷周圍的一種特殊的物質(zhì)，它最基本的特征是對放入其中的電荷具有力

的作用。正是利用電場的這一特性，我們通過研究試探電荷的所受靜電力特點(diǎn)，

引入了描述電場強(qiáng)弱的物理量一電場強(qiáng)度。電場強(qiáng)度是用比值法定義的，它是

矢量，有方向。

電場、電場強(qiáng)度的概念是電學(xué)中最重要的概念之一，它的研究方法和定義方

法也是物理學(xué)中比較常見的方法。

靜電的防止與利用

【教學(xué)目標(biāo)】

1.知道什么是靜電平衡狀態(tài)，能說出靜電平衡產(chǎn)生的條件。

2.掌握靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體特點(diǎn)。

3.了解尖端放電、靜電屏蔽現(xiàn)象及其應(yīng)用。

【教學(xué)重難點(diǎn)】

掌握靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體特點(diǎn)。

【教學(xué)過程】

一、復(fù)習(xí)提問、新課導(dǎo)入

教師：上為什么給車加油前要觸摸一下靜電釋放器？

學(xué)生回答：略

教師投影展示問題：把一只小鳥放入一個用金屬網(wǎng)制成的鳥籠中，再把鳥籠

放入高壓電場中，鳥會安然無恙嗎？如果人在金屬籠子里，給籠子加上高壓電，

人安全嗎？

教師：帶著這兩個疑問，本節(jié)課我們一齊來學(xué)習(xí)《靜電的防止與利用》。（板

書課題）

二、新課教學(xué)

（一）靜電感應(yīng)

教師：把金屬導(dǎo)體放入電場中，導(dǎo)體上會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？

畫圖闡述：在電場中的導(dǎo)體沿著電場強(qiáng)度方向兩端出現(xiàn)筆量異種電荷的現(xiàn)象

叫做靜電感應(yīng)。

AC

（-）靜電平衡

提問：1.電子的聚集會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？

提問：2.電子是否會永遠(yuǎn)這樣定向運(yùn)動下去？

畫圖闡述：當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再發(fā)生定向移動時，導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀

態(tài)。

提問：3.最終會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？

E=0

丙

總結(jié)：靜電平衡的條件

通過學(xué)生們互相討論積極回答：0=0

（三）靜電平衡的特點(diǎn)

1.處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零。

A+￡

E=0

E。

BD

2.導(dǎo)體內(nèi)部無電場線分布，外表面處場強(qiáng)方向必跟該點(diǎn)的表面垂直。

鞏固練習(xí)

例1：如圖，長為L的導(dǎo)體棒原來不帶電，現(xiàn)將一帶電量為q的點(diǎn)電荷放在

距棒左端為R的某點(diǎn)。當(dāng)達(dá)到靜電平衡時，棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)處產(chǎn)生的

場強(qiáng)的大小為多大？

（四）靜電平衡時導(dǎo)體上電荷的分布的特點(diǎn)

1.靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈剩電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面。

2.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，在導(dǎo)體的外表面越尖銳的位置，電荷的密度

越大（即單位面積電荷量多），周圍的場強(qiáng)越大。

3.尖端放電

（1）導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的電場很強(qiáng)，空氣中殘留的帶電粒子

在強(qiáng)電場的作用下發(fā)生劇烈的運(yùn)動，把空氣中的氣體分子撞散，即使分子中的正

負(fù)電荷分離，這個現(xiàn)象叫做空氣的電離。

（2）那些所帶電荷與導(dǎo)體尖端的電荷相反的粒子，由于吸引而奔向尖端，

與尖端上的電荷中和，相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷，這個現(xiàn)象叫做尖端放電。

（3）應(yīng)用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施。

（五）靜電屏蔽

1.靜電屏蔽的定義

教師：回到課前的問題：把一只小鳥放入一個用金屬網(wǎng)制成的鳥籠中，再把

鳥籠放入高壓電場中，鳥會安然無恙嗎？如果人在金屬籠子里，給籠子加上高壓

電，人安全嗎？

演示：處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的表面,

如果將這個導(dǎo)體掏空呢？

三

三

三

二

二

三

靜電平衡時，內(nèi)部沒有電荷，所以導(dǎo)體殼內(nèi)空腔里的電場強(qiáng)度也處處為0。

教師：導(dǎo)體球殼內(nèi)（或金屬網(wǎng)罩）達(dá)到靜電平衡后，內(nèi)部場強(qiáng)處處為0,不受

外部電場的影響，內(nèi)部的儀器不會受到外電場的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。

演示實(shí)驗：

2.靜電屏蔽的應(yīng)用

（1）電力工人高壓帶電作業(yè)，全身穿戴金屬絲網(wǎng)制成的衣、帽、手套、鞋,

可以對人體起到靜電屏蔽作業(yè)，使人安全作業(yè)。

（2）三條輸電線的上方還有兩條導(dǎo)線，與大地相連，形成一個稀疏的金屬

網(wǎng)，把高壓線屏蔽起來，免遭雷擊。

3.靜電屏蔽的兩種情況及本質(zhì)

（1）屏蔽外電場

外電場空座導(dǎo)體屏蔽外電場

（2）屏蔽腔內(nèi)電場

（六）靜電吸附一一靜電現(xiàn)象及其應(yīng)用

1.靜電除塵

2.靜電植絨

3.靜電噴涂

4.靜電分選

5.靜電復(fù)印

電勢能和電勢

【教學(xué)目標(biāo)】

一、知識與技能

1.理解靜電力做功與路徑無關(guān)、電勢能的概念。

2.理解電勢的概念，知道電勢是描述電場能的性質(zhì)的物理量。

3.明確電勢能、電勢、靜電力的功與電勢能的關(guān)系。

二，過程與方法

1.通過對知識的類比能力，培養(yǎng)學(xué)生對現(xiàn)象的歸納能力，對問題的分析、

推理能力。

2.通過學(xué)生的理論探究，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。培養(yǎng)學(xué)生

利用物理語言分析、思考?、描述概念和規(guī)律的能力。

三、情感、態(tài)度與價值觀

1.利用知識類比和遷移激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識和對科

學(xué)的求知欲。

2.利用等勢面圖像的對稱性，形態(tài)美以獲得美的享受、美的愉悅，自己畫

圖，在學(xué)習(xí)知識的同時提高充美的感受力和鑒別力。

3.在研究問題時，要培養(yǎng)突出主要矛盾，忽略次要因素的思維方法。

【教學(xué)重點(diǎn)】

理解掌握電勢能、電勢的概念及意義。

【教學(xué)難點(diǎn)】

握電勢能與做功的關(guān)系，并能學(xué)以致用。

【教學(xué)過程】

一、復(fù)習(xí)提問、新課導(dǎo)入

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：如圖所示從靜電場中靜電力做功使試探電荷獲得

動能入手，提出問題：是什么轉(zhuǎn)化為試探電荷的動能？

田......B

-------------------------?E

二、新課教學(xué)

（一）靜電力做功的特點(diǎn)

結(jié)合右圖分析試探電荷q在場強(qiáng)為E的均強(qiáng)電場中沿不同路徑從A運(yùn)動到

B電場力做功的情況。

（1）q沿直線從A到B——>E

（2）q沿折線從A到M、再從M到B一

（3）q沿任意曲線從A到B；

cos

結(jié)果都一樣，即：W=qELAM=qELAB^

與重力做功類比，引出：

【結(jié)論】在任何電場中，靜電力移動電荷所做的功，只與始末兩點(diǎn)的位置有

關(guān)，而與電荷的運(yùn)動路徑無關(guān)。

（二）電勢能

電勢能：由于移動電荷時靜電力做功與移動的路徑無關(guān)，電荷在電場中也具

有勢能，這種勢能叫做電勢能。

1.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變化量。寫成式子為：WAB=EPA-EPB

2.注意：

①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。

②電場力做多少功，電勢能就變化多少，在只受電場力倡用下，電勢能與動

能相互轉(zhuǎn)化，而它們的總量保持不變。

③在正電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢能都為正，負(fù)電荷在

任一點(diǎn)具有的電勢能都為負(fù)。

在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢能都為負(fù)，負(fù)電荷在任

意一點(diǎn)具有的電勢能都為正。

④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Ey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,即E產(chǎn)W。

⑤求電荷在電場中A、B兩點(diǎn)具有的電勢能高低：

將電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)根據(jù)電場力做功情況判斷，電場力做正功，電勢能

減小，電荷在A點(diǎn)電勢能大于在B點(diǎn)的電勢能，反之電場力做負(fù)功，電勢能增

加，電荷在B點(diǎn)的電勢能小于在B點(diǎn)的電勢能。

⑥電勢能零點(diǎn)的規(guī)定：

若要確定電荷在電場中的電勢能，應(yīng)先規(guī)定電場中電勢能的零位置。

關(guān)于電勢能零點(diǎn)的規(guī)定：大地或無窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零。

正點(diǎn)電荷的電場外負(fù)點(diǎn)電荷的電場中

④E一關(guān)限遠(yuǎn)缶釘無限遠(yuǎn)

正電荷在電場中，其Ep始終為正正電荷在電場中，其Ep始終為負(fù)

負(fù)電荷在電場中，其Ep始終為負(fù)負(fù)電荷在電場中，其Ep始終為正

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)移動到零電勢能

位置時電場力所做的功。如上式，若取B為電勢能零點(diǎn)，則A點(diǎn)的電勢能為：

EPA=WAB=qELAB

舉例分析：對圖中的各量附與一定的數(shù)值，后讓學(xué)生計算。

（三）電勢一一表征電場性質(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C

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，叫作電場在

這一點(diǎn)的電勢。用中表示，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、鞏固練習(xí)

1.將帶電量為6Xl（y6c的負(fù)電荷從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電場力

做了3Xl（y5j的功，再從B移到C,電場力做了1.2Xl（y5j的功，則

（1）電荷從A移到B,再從B移到C的過程中電勢能共改變了多少？

（2）如果規(guī)定A點(diǎn)的電勢能為零，則該電荷在B點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢能分別為

多少？

（3）如果規(guī)定B點(diǎn)的電勢能為零，則該電荷在A點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢能分別為

多少？

2.一個電荷只在電場力作用下從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時，電場力做了5

XIO'J的功，那么（）

A.電荷在B處時將具有5X10-6J的電勢能

B.電荷在B處將具有5Xl（p6j的動能

C.電荷的電勢能減少了5X10-6J

D.電荷的動能增加了5X106j

3.如圖所示，A、B為某電場線上的兩點(diǎn)，那么以下的結(jié)論正確的是（）

A.把正電荷從a移到b,電場力做正功，電荷的電勢能減少

B.把正電荷從a移到b,電場力做負(fù)功，電荷的電勢能增加----?—

C.把負(fù)電荷從a移到b,電場力做正功，電荷的電勢能增加

D.從a到b電勢逐漸降低

4.有關(guān)電場中某點(diǎn)的電勢，下列說法中正確的是（）

A.由放在該點(diǎn)的電荷所具有的電勢能的多少決定

B.由放在該點(diǎn)的電荷的電量多少來決定

C.與放在該點(diǎn)的電荷的正負(fù)有關(guān)

D.是電場本身的屬性，與放入該點(diǎn)的電荷情況無關(guān)

【板書設(shè)計】

一、靜電力做功的特點(diǎn)：

與路徑無關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)

二、電勢能：電荷在電場中具有的勢能

1.靜電力做的功等于電勢能的減少量：

WAB二EPA-EPB

靜電力做正功，電勢能減少

靜電力做負(fù)功，電勢能增加

2.電荷在某點(diǎn)的電勢能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移動到零勢能位置時所做

的功

3.電勢能是相對的，須建立零勢能參考面。

電勢能有正負(fù)之分，負(fù)值表示比零還要小

三、電勢

(P=—

1.定義：q

2.單位：伏特：V,1V=1J/C

3.沿電場線方向電勢降低

4.電勢和電勢能都是相對的，且為標(biāo)量，正負(fù)號均表示大小

5.已知電勢求電勢能EP=q(o

電勢能和電勢

【教學(xué)目標(biāo)】

一、知識與技能

1.理解靜電力做功與路徑無關(guān)、電勢能的概念。

2.理解電勢的概念，知道電勢是描述電場能的性質(zhì)的物理量。

3.明確電勢能、電勢、靜電力的功與電勢能的關(guān)系。

二、過程與方法

1.通過對知識的類比能力，培養(yǎng)學(xué)生對現(xiàn)象的歸納能力，對問題的分析、

推理能力。

2.通過學(xué)生的理論探究，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。培養(yǎng)學(xué)生

利用物理語言分析、思考、描述概念和規(guī)律的能力。

三、情感、態(tài)度與價值觀

1.利用知識類比和遷移激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識和對科

學(xué)的求知欲。

2.利用等勢面圖像的對稱性，形態(tài)美以獲得美的享受、美的愉悅，自己畫

圖，在學(xué)習(xí)知識的同時提高在美的感受力和鑒別力。

3.在研究問題時，要培養(yǎng)突出主要矛盾，忽略次要因素的思維方法。

【教學(xué)重點(diǎn)】

理解掌握電勢能、電勢的概念及意義。

【教學(xué)難點(diǎn)】

握電勢能與做功的關(guān)系，并能學(xué)以致用。

【教學(xué)過程】

一、復(fù)習(xí)提問、新課導(dǎo)入

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：如圖所示從靜電場中靜電力做功使試探電荷獲得

動能入手，提出問題：是什么轉(zhuǎn)化為試探電荷的動能？

A6.............B

-------------------------?E

二、新課教學(xué)

（一）靜電力做功的特點(diǎn)

結(jié)合右圖分析試探電荷q在場強(qiáng)為E的均強(qiáng)電場中沿不同路徑從A運(yùn)動到

B電場力做功的情況。

（1）q沿直線從A到B-------->E

（2）q沿折線從A到M、再從M到B一

（3）q沿任意曲線從A到B區(qū)備：

結(jié)果都一樣，即：cos

W=qELAM=qELAB^

與重力做功類比，引出：

【結(jié)論】在任何電場中，靜電力移動電荷所做的功，只與始末兩點(diǎn)的位置有

關(guān)，而與電荷的運(yùn)動路徑無關(guān)。

（二）電勢能

電勢能：由于移動電荷時靜電力做功與移動的路徑無關(guān)，電荷在電場中也具

有勢能，這種勢能叫做電勢能。

1.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變化量。寫成式子為：WAB二EPA-EPB

2.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在正電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢能都為正，負(fù)電荷在

任一點(diǎn)具有的電勢能都為負(fù)。

在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢能都為負(fù)，負(fù)電荷在任

意一點(diǎn)具有的電勢能都為正。

④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,即E產(chǎn)W。

⑤求電荷在電場中A、B兩點(diǎn)具有的電勢能高低：

將電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)根據(jù)電場力做功情況判斷，電場力做正功，電勢能

減小，電荷在A點(diǎn)電勢能大于在B點(diǎn)的電勢能，反之電場力做負(fù)功，電勢能增

加，電荷在B點(diǎn)的電勢能小于在B點(diǎn)的電勢能。

⑥電勢能零點(diǎn)的規(guī)定：

若要確定電荷在電場中的電勢能，應(yīng)先規(guī)定電場中電勢能的零位置。

關(guān)于電勢能零點(diǎn)的規(guī)定：大地或無窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零。

正點(diǎn)電荷的電場外負(fù)點(diǎn)電荷的電場中

?1一主限遠(yuǎn)5百一無限遠(yuǎn)

正電荷在電場中，其Ep始終為正正電荷在電場中，其Ep始終為負(fù)

負(fù)電荷在電場中，其Ep始終為負(fù)負(fù)電荷在電場中，其Ep始終為正

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)移動到零電勢能

位置時電場力所做的功。如上式，若取B為電勢能零點(diǎn)，則A點(diǎn)的電勢能為；

EPA=WAB=qELAB

舉例分析：對圖中的各量附與一定的數(shù)值，后讓學(xué)生計算。

（三）電勢一一表征電場性質(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。

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，叫作電場在

這一點(diǎn)的電勢。用夕表示，標(biāo)量，只有大小，沒有方向，但有正負(fù)。

_Ep

2.公式：“一工（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、鞏固練習(xí)

1.將帶電量為6Xl（y6c的負(fù)電荷從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電場力

做了3X10%的功，再從B移到c,電場力做了1.2X10,的功,則

（1）電荷從A移到B,再從B移到C的過程中電勢能共改變了多少？

（2）如果規(guī)定A點(diǎn)的電勢能為零，則該電荷在B點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢能分別為

多少？

（3）如果規(guī)定B點(diǎn)的電勢能為零，則該電荷在A點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢能分別為

多少？

2.一個電荷只在電場力作用下從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時，電場力做了5

XIO'J的功，那么（）

A.電荷在B處時將具有5X1（）FJ的電勢能

B.電荷在B處將具有5X10—6J的動能

C.電荷的電勢能減少了5Xl（f6j

D.電荷的動能增加了5X1（）-6J

3.如圖所示，A、B為某電場線上的兩點(diǎn)，那么以下的結(jié)論正確的是（）

A.把正電荷從a移到b,電場力做正功，電荷的電勢能減少

B.把正電荷從a移到b,電場力做負(fù)功，電荷的電勢能增加----?—