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第一、靜電場
第一節(jié)、電荷及其守恒定律（1時）
教學目標
（一）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電荷分開．
3．知道靜電感應現(xiàn)象，知道靜電感應起電不是創(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習使學生進一步認識自然界中的兩種電荷
2、通過對原子核式結構的學習使學生明確摩擦起電和感應起電不是創(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)的學習培養(yǎng)學生從微觀的角度認識物體帶電的本質(zhì)
重點：電荷守恒定律
難點：利用電荷守恒定律分析解決相關問題摩擦起電和感應起電的相關問題。
教具：絲綢，玻璃棒，毛皮，硬橡膠棒，絕緣金屬球，靜電感應導體，通草球。
教學過程：
（一）引入新：新的知識內(nèi)容，新的學習起點．本將學習靜電學．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 靜電場
復習初中知識：
【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，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：第1節(jié)、電荷及其守恒定律
【板書】
1、電荷
（1）原子的核式結構及摩擦起電的微觀解釋
構成物質(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．
實質(zhì)：電子的轉移．
結果：兩個相互摩擦的物體帶上了等量異種電荷．
（3）金屬導體模型也是一個物理模型P3
用靜電感應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，B(參見本圖1.1－1)．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．
【板書】（4）、靜電感應：把電荷移近不帶電的異體，可以使導體帶電的現(xiàn)象。利用靜電感應使物體帶電，叫做感應起電．
提出問題：靜電感應的原因？
帶領學生分析物質(zhì)的微觀分子結構，分析起電的本質(zhì)原因：把帶電的球C移近金屬導體A和B時，由于同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，使導體上的自由電子被吸引過，因此導體A和B帶上了等量的異種電荷．感應起電也不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負電荷分開，是電荷從物體的一部分轉移到另一部分。
得出電荷守恒定律．
【板書】2、電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分．
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。
○引導學生分析問題與練習3
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=1.60×10-19C
比荷：電子的電荷量e和電子的質(zhì)量me的比值,為 C/?
【小結】對本節(jié)內(nèi)容做簡要的小結
●鞏固練習
1．關于元電荷的理解，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________， 16 C電量等于________元電荷．
3．關于點電荷的說法，正確的是：[ ]
A．只有體積很小的帶電體才能看成點電荷
B．體積很大的帶電體一定不能看成點電荷
C．當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電荷
D．一切帶電體都可以看成點電荷
●作業(yè)
1．復習本節(jié)．
2．思考與討論：引導學生完成本P5問題與練習1-4
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)重點是講述靜電感應現(xiàn)象．要做好演示實驗，使學生清楚地知道什么是靜電感應現(xiàn)象．在此基礎上，使學生知道，感應起電也不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負電荷分開，使電荷從物體的一部分轉移到另一部分．本節(jié)只說明靜電感應現(xiàn)象。
2．在復習摩擦起電現(xiàn)象和講述靜電感應現(xiàn)象的基礎上，說明起電的過程是使物體中正負電荷分開的過程，進而說明電荷守恒定律．
3．要求學生知道元電荷的概念，而密立根實驗作為專題，有條的學�？梢越M織學生選學．
第二節(jié)、庫侖定律（1時）
教學目標
（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)學生的觀察和探索能力
重點：掌握庫侖定律
難點：會用庫侖定律的公式進行有關的計算
教具：庫侖扭秤(模型或掛圖)．
教學過程：（一）復習上時相關知識
（二）新教學【板書】----第2節(jié)、庫侖定律
提出問題：電荷之間的相互作用力跟什么因素有關？
【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．使同學通過觀察分析出結論(參見本圖1.2－1)．
【板書】：1、影響兩電荷之間相互作用力的因素：1．距離．2．電量．
2、庫侖定律
內(nèi)容表述：力的大小跟兩個點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點電荷的連線上

公式：
靜電力常量k = 9.0×109N•m2/C2
適用條：真空中，點電荷——理想化模型
【介紹】：（1）．關于“點電荷”，應讓學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．這里可以引導學生回顧力學中的質(zhì)點的概念．容易出現(xiàn)的錯誤是：只要體積小就能當點電荷，這一點在教學中應結合實例予以糾正．
（2）．要強調(diào)說明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)，對其它介質(zhì)對電荷間庫侖力的影響不便向學生多作解釋，只能簡單地指出：為了排除其他介質(zhì)的影響，將實驗和定律約束在真空的條下．
擴展：任何一個帶電體都可以看成是由許多點電荷組成的．任意兩點電荷之間的作用力都遵守庫侖定律．用矢量求和法求合力．
利用微積分計算得：帶電小球可等效看成電量都集中在球心上的點電荷．
靜電力同樣具有力的共性，遵循牛頓第三定律，遵循力的平行四邊形定則．
【板書】：3、庫侖扭秤實驗（1785年，法國物理學家．庫侖）
【演示】：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

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】：詳見本P9
【小結】對本節(jié)內(nèi)容做簡要的小結
（三）鞏固練習
1、復習本節(jié)及閱讀科學漫步
2、引導學生完成問題與練習，練習1、2、4，作業(yè)3、5。
參考題
1．真空中有兩個相同的帶電金屬小球A和B，相距為r，帶電量分別為q和2q，它們之間相互作用力的大小為F．有一個不帶電的金屬球C，大小跟A、B相同，當C跟A、B小球各接觸一次后拿開，再將A、B間距離變?yōu)?r，那么A、B間的作用力的大小可為：[ ]
A．3F/64 B．0 C．3F/82　　　　D．3F/16
2．如圖14－1所示，A、B、C三點在一條直線上，各點都有一個點電荷，它們所帶電量相等．A、B兩處為正電荷，C處為負電荷，且BC=2AB．那么A、B、C三個點電荷所受庫侖力的大小之比為________．

3．真空中有兩個點電荷，分別帶電q1=5×10-3C，q2=－2×10-2C，它們相距15cm，現(xiàn)引入第三個點電荷，它應帶電量為________，放在________位置才能使三個點電荷都處于靜止狀態(tài)．
4．把一電荷Q分為電量為q和(Q－q)的兩部分，使它們相距一定距離，若想使它們有最大的斥力，則q和Q的關系是________．
說明：
1．點電荷是一種理想化的物理模型，這一點應該使學生有明確的認識．
2．通過本書的例題，應該使學生明確地知道，在研究微觀帶電粒子的相互作用時為什么可以忽略萬有引力不計．
3．在用庫侖定律進行計算時，要用電荷量的絕對值代入公式進行計算，然后根據(jù)是同種電荷，還是異種電荷判斷電荷間的相互作用是引力還是斥力．
4．庫侖扭秤的實驗原理是選學內(nèi)容，但考慮到庫侖定律是基本物理定律，庫侖扭秤的實驗對檢驗庫侖定律具有重要意義，所以希望教師介紹給學生，可利用模型或掛圖介紹．

第三節(jié)、電場 電場強度（2時）

教學目標
（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點電荷場強的計算式，并能用此公式進行有關的計算．
4．知道電場的疊加原理，并應用這個原理進行簡單的計算．
（二）過程與方法
通過分析在電場中的不同點，電場力F與電荷電量q的比例關系，使學生理解比值F/q反映的是電場的強弱，即電場強度的概念；知道電場疊加的一般方法。
（三）情感態(tài)度與價值觀
培養(yǎng)學生學會分析和處理電場問題的一般方法。
重點：電場強度的概念及其定義式
難點：對電場概念的理解、應用電場的疊加原理進行簡單的計算
教學過程
（一）引入新
問題引入：電荷間的相互作用力是怎樣產(chǎn)生的？
（二）新教學-----第3節(jié) 電場 電場強度
1、電場：
啟發(fā)學生從哲學角度認識電場，理解電場的客觀存在性，不以人的意識為轉移，但能為人的意識所認識的物質(zhì)屬性．利用本圖14－5說明：電荷A和B是怎樣通過電場與其他電荷發(fā)生作用．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）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.
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，具有物質(zhì)的基本屬性——質(zhì)量和能量.
（2）基本性質(zhì)：主要表現(xiàn)在以下幾方面
①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一樣.
②電場能使引入其中的導體產(chǎn)生靜電感應現(xiàn)象.
③當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
提出問題：同一電荷q在電場中不同點受到的電場力的方向和大小一般不同，這是什么因素造成的？引出電場強度的概念：因為電場具有方向性以及各點強弱不同，所以造成同一電荷q在電場中不同點受到的電場力的方向和大小不同，我們用電場強度表示電場的強弱和方向．
2、電場強度(E)：
由圖1.2-1可知帶電金屬球周圍存在電場。且從小球受力情況可知，電場的強弱與小球帶電和位置有關。引出試探電荷和場電荷----
（1）關于試探電荷和場電荷-（詳見P12）
注意：檢驗電荷是一種理想化模型，它是電量很小的點電荷，將其放入電場后對原電場強度無影響
指出：雖然可用同一電荷q在電場中各點所受電場力F的大小比較各點的電場強弱，但是電場力F的大小還和電荷q的電量有關，所以不能直接用電場力的大小表示電場的強弱．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，是反映電場性質(zhì)的物理量，所以我們用這個比值F/q表示電場的強弱．
（2）電場強度
①定義：電場中某一點的電荷受到的電場力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。
公式（大�。�：E=F/q （適用于所有電場）
單位：N/C 意義P13
提出問題：電場強度是矢量，怎樣表示電場的方向呢？
②方向性：物理學中規(guī)定，電場中某點的場強方向跟正電荷在該點所受的電場力的方向相同．
指出：負電荷在電場中某點所受的電場力的方向跟該點的場強方向相反．
帶領學生討論真空中點電荷周圍的電場，說明研究方法：將檢驗電荷放入點電荷周圍的電場中某點，判斷其所受的電場力的大小和方向，從而得出該點場強．．
◎唯一性和固定性
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，它決定于電場的電荷及空間位置，電場中每一點對應著的電場強度與是否放入電荷無關.
帶領學生出真空中點電荷周圍電場的大小和方向．在此過程中注意引導學生公式E=F/q和E=kQ/r2的區(qū)別及聯(lián)系．
3、（真空中）點電荷周圍的電場、電場強度的疊加
（1）點電荷周圍的電場
①大�。篍=kQ/r2 （只適用于點電荷的電場）
②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．(參見本圖14－7)
說明：公式E=kQ/r2中的Q是場電荷的電量，r是場中某點到場電荷的距離．從而使學生理解：空間某點的場強是由產(chǎn)生電場的場電荷和該點距場電荷的距離決定的，與檢驗電荷無關．
提出問題：如果空間中有幾個點電荷同時存在，此時各點的場強是怎樣的呢？帶領學生由檢驗電荷所受電場力具有的疊加性，分析出電場的疊加原理．
（2）電場強度的疊加原理：某點的場強等于該點周圍各個電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生的場強的矢量和．
先分析方法（P13-14）后舉例：先在同一直線再不在同一直線。
例如：本圖1.3-3中P點的場強，等于＋Q1在該點產(chǎn)生的場強E1和Q2在該點產(chǎn)生的場強E2的矢量和．從而使學生進一步理解到，任何帶電體都可以看做是有許多點電荷組成的．利用點電荷場強的計算公式及疊加原理就可以計算出其周圍各點場強．
【例題】（本P9例題演變）在真空中有兩個點電荷Q1=＋3.0×10-8C和Q2=－3.0×10-8C，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Q1和Q2的電場在A點的場強分別為E1和E2，它們大小相等，方向如圖所示，合場強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=E1cos60°＋E2cos60°
=2E1cos60°=2kQ1cos60°/r2
代入數(shù)值得 E=2.7×104N/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
◎組織學生討論本中的【說一說】，由學生討論后歸納：
（1）關于靜電平衡
（2）靜電平衡后導體內(nèi)部電場的特點：
①處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內(nèi)部的場強處處為零（注意：這時的場強是合場強，即外電場和感應電場的疊加）
②處于靜電平衡狀態(tài)的導體，電荷只分布在導體的外表面上。
4、電場線
（1）電場線：電場線是畫在電場中的一條條有方向的曲線，曲線上每點的切線方向表示該點的電場強度的方向。
（2）電場線的基本性質(zhì)
①電場線上每點的切線方向就是該點電場強度的方向.
②電場線的疏密反映電場強度的大小(疏弱密強).
③靜電場中電場線始于正電荷或無窮遠，止于負電荷或無窮遠.它不封閉，也不在無電荷處中斷.
④任意兩條電場線不會在無電荷處相交(包括相切)
介紹各種點電荷電場線的分布情況。
【演示】模擬電場線
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。
5、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.
(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14.3-1.

常見電場的電場線
電場電場線圖樣簡要描述
正點電荷 發(fā)散狀
負點電荷 會聚狀
等量同號電荷 相斥狀
等量異號電荷 相吸狀
勻強電場 平行的、等間距的、同向的直線

（三）【小結】對本節(jié)內(nèi)容做簡要的小結
◎鞏固練習
1．下列說法中正確的是：[ABC ]
A．只要有電荷存在，電荷周圍就一定存在著電場
B．電場是一種物質(zhì)，它與其他物質(zhì)一樣，是不依賴我們的感覺而客觀存在的東西
C．電荷間的相互作用是通過電場而產(chǎn)生的，電場最基本的性質(zhì)是對處在它里面的電荷有力的作用
2．下列說法中正確的是：[BC ]
A．電場強度反映了電場的力的性質(zhì)，因此場中某點的場強與檢驗電荷在該點所受的電場力成正比
B．電場中某點的場強等于F/q，但與檢驗電荷的受力大小及帶電量無關
C．電場中某點的場強方向即檢驗電荷在該點的受力方向
D．公式E=F/q和E=kQ/r2對于任何靜電場都是適用的
3．下列說法中正確的是：[ACD ]
A．場強的定義式E=F/q中，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力，q是放入電場中的電荷的電量
B．場強的定義式E=F/q中，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場的電荷的電量
C．在庫侖定律的表達式F=kq1q2/r2中kq2/r2是電荷q2產(chǎn)生的電場在點電荷q1處的場強大小，此場對q1作用的電場力F=q1×kq2/r2，同樣kq1/r2是電荷q1產(chǎn)生的電場在點電荷q2處的場強的大小，此場對q2作用的電場力F=q2×kq1/r2
D．無論定義式E=F/q中的q值(不為零)如何變化，在電場中的同一點，F(xiàn)與q的比值始終不變
4．討論電場力與電場強度的區(qū)別于聯(lián)系

●作業(yè)
1．復習本節(jié)
2．思考本P16問題與練習第(1)、(3)、(4)、(5)、(7)題．
3．將(2)、(6)題做在作業(yè)本上．
參考題
1．在電場中某一點，當放入正電荷時受到的電場力向右，當放入負電荷時受到電場力向
左，下列說法正確的是：[ ]
A．當放入正電荷時，該點的場強向右，當放入負電荷時，該點的場強向左
B．只有在該點放入電荷時，該點才有場強
C．該點的場強方向一定向右
D．以上說法均不正確
2．真空中，兩個等量異種點電荷電量數(shù)值均為q，相距r．兩點電荷連線中點處
的電場強度的大小為：[ ]
A．B．2kq/r2 C．4k/r2　 D．8kq/r2
3．真空中，A，B兩點上分別設置異種點電荷Q1、Q2，已知兩點電荷間引力為10N，Q1=1.0×10-2C，Q2=2.0×10-2C．則Q2在A處產(chǎn)生的場強大小是________N/C，方向是________；若移開Q2，則Q1在B處產(chǎn)生的場強的大小是________N/C，方向是________．
說明
1．電場強度是表示電場強弱的物理量，因而在引入電場強度的概念時，應該使學生了解什么是電場的強弱，同一個電荷在電場中的不同點受到的電場力的大小是不同的，所受電場力大的點，電場強．
2．應當使學生理解為什么可以用比值F/q表示電場強度，知道這個比值與電荷q無關，是反映電場性質(zhì)的物理量．
用比值定義一個新的物理量是物理學中常用的方法，應結合學生前面學過的類似的定義方法，讓學生領會電場強度的定義．
3．應當要求學生確切地理解E=F/q和E=kQ/r2這兩個公式的含義，以及它們的區(qū)別和聯(lián)系．
4．應用電場的疊加原理進行計算時不應過于復雜，一般只限于兩個電場疊加的情形．通過這種計算，使學生理解場強的矢量性
5．電場線是為了形象描述電場而引入的，電場線不是實際存在的線。

第四節(jié) 電勢能、電勢（2時）

教學目標
（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、電勢能的關系。了解電勢與電場線的關系，了解等勢面的意義及與電場線的關系。
（二）過程與方法
通過與前面知識的結合，理解電勢能與靜電力做的功的關系，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)和生活相關的實際問題，增強科學探究的價值觀。
重點：理解掌握電勢能、電勢、等勢面的概念及意義。
難點：掌握電勢能與做功的關系，并能用此解決相關問題。
教學過程：
（一）復習前面相關知識
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．復習功和能量的關系。
從靜電力做功使試探電荷獲得動能入手，提出問題：是什么能轉化為試探電荷的動能？引入新。
（二）進行新
1．靜電力做功的特點
結合本圖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。
（1）q沿直線從A到B
（2）q沿折線從A到、再從到B
（3）q沿任意曲線線A到B
結果都一樣即：W=qELA =qELABcos
【結論】：在任何電場中，靜電力移動電荷所做的功，只與始末兩點的位置有關，而與電荷的運動路徑無關。
與重力做功類比，引出：
2．電勢能
（1）電勢能：由于移動電荷時靜電力做功與移動的路徑無關，電荷在電場中也具有勢能，這種勢能叫做電勢能。
（2）靜電力做功與電勢能變化的關系：
靜電力做的功等于電勢能的變化量。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，電勢能與動能相互轉化，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具有的電勢能都為正，負電荷在任
一點具有的電勢能都為負。
在負電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點具有的電勢能都為負，負電荷在任意一點具有的電勢能都為正。
④．求電荷在電場中某點具有的電勢能
電荷在電場中某一點A具有的電勢能EP等于將該點電荷由A點移到電勢零點電場力所做的功W的。即EP=W
⑤．求電荷在電場中A、B兩點具有的電勢能高低
將電荷由A點移到B點根據(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點電勢能大于在B點的電勢能，反之電場力做負功，電勢能增加，電荷在B點的電勢能小于在B點的電勢能。
⑥電勢能零點的規(guī)定
若要確定電荷在電場中的電勢能，應先規(guī)定電場中電勢能的零位置。
關于電勢能零點的規(guī)定：P19（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：

舉例分析：對圖1。4-1中的各量附與一定的數(shù)值，后讓學生計算。（1時）
3．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。參閱P20圖1。4--3
（1）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 表示。標量，只有大小，沒有方向，但有正負。
（2）公式： （與試探電荷無關）
（3）單位：伏特（V）
（4）電勢與電場線的關系：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：電場中某一點的電勢的數(shù)值與零電勢的選擇有關，即電勢的數(shù)值決定于零電勢的選擇．（大地或無窮遠默認為零）
◎讓學生思考和討論P21問題�！蛞龑�學生分析問題與練習3、4
4．等勢面
⑴．定義：電場中電勢相等的點構成的面
⑵．等勢面的性質(zhì)：
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
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。
◎引導學生分析問題與練習7。
（三）小結：對本節(jié)內(nèi)容要點進行概括。
（四）鞏固新1。引導學生完成問題與練習其他題目。
2．閱讀教材內(nèi)容

第五節(jié) 、電勢差 （1時）

教學目標
（一）知識與技能
理解掌握電勢差的概念、定義式與應用。
（二）過程與方法
結合電勢、電勢能、靜電力做功，通過對比讓學生深入理解電勢差及其之間的關系
（三）情感態(tài)度與價值觀
培養(yǎng)學生對比的學習方法，培養(yǎng)學生的邏輯能力
重點：理解掌握電勢差的概念、定義式。
難點：根據(jù)電勢差的定義式進行有關計算。
教學過程：
（一）復習上時知識
要點：1、靜電力做功與電勢能的關系。
2、電勢概念。-----后引入新
（二）新教學-----第5節(jié)、電勢差
通過對重力場中的高度、高度差和電場中的電勢、電勢的差值進行類比，并結合P18圖1、4-1分析得出：
1、電勢差
（1）定義：電場中兩點間電勢的差值，也叫電壓。用 表示。
（2）公式： 或 ①
所以有： =- ②
注意：電勢差也是標量，可正，可負。
2、靜電力做功與電勢差的關系
電荷Q在電場中從A移動到B時，靜電力做的功WAB等于電荷在A、B兩點的電勢能之差。
推導：
所以有： 或 ③
即：電場中A、B兩點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兩點間的電勢差跟移動電荷的路徑無關，只與AB位置有關
分析P24例題（這里略）
先引導學生畫示意圖。后解之。并對A、C間的電勢差的計算過程做補充說明。
（三）小結：對本節(jié)內(nèi)容要點進行概括。
（四）鞏固新1。引導學生完成問題與練習。作業(yè)1、2，3做練習。
2．閱讀教材內(nèi)容

第六節(jié) 、電勢差與電場強度的關系 （1時）

教學目標
（一）知識與技能
掌握電勢差與電場強度的關系
（四）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得出電勢差與電場強度的關系
（五）情感態(tài)度與價值觀
1、習感知科學的價值和應用
2、培養(yǎng)對科學的興趣、堅定學習思考探索的的信念
重點：勻強電場中電勢差與電場強度的關系
難點：電勢差與電場強度的關系在實際問題中應用。
教學過程：
（一）復習上時知識
要點：電場強度、電勢差的概念
問題：既然電場強度、電勢差都可以描述電場，那么兩者有何關系？--引入新
（二）新教學---第6節(jié)、電勢差與電場強度的關系
結合圖1、6—1及電場力做功的兩種不同途徑推導，再引導學生比較得出：
勻強電場中電勢差與電場強度的關系：
即：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距離的乖積
◎引導學生思考討論P26問題
電勢差與電場強度的關系也可以寫做：
它的意義為：在勻強電場中，電場強度的大小等于兩點間的電勢差與兩點沿電場線方向的距離的比值。
◎ 引導學生思考討論P27問題
注意：
（1）上式的適用條：勻強電場；
（2）d為勻強電場中兩點沿電場線方向的距離（等勢面間的距離）。
（3）電場強度與電勢無直接關系
①．電場強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。如：處于靜電平衡的導體內(nèi)部場強為零，電勢相等，是一個等勢體，若不選它為電勢零點，導體上電勢就不為零。若選它為電勢零點，則導體電勢就為零。（結合說一說）
②．電勢為零的地方電場強度不一定為零。如：點電荷產(chǎn)生的電場中某點定為電勢零點，但該點電場強度不為零，無窮遠處場強和電勢都可認為是零。
③．電場強度相等的地方電勢不一定相等，如在勻強電場中場強相等，但各點電勢不等。而處于靜電平衡的導體內(nèi)部場強為零，處處相等，電勢也相等。
④．電勢相等的地方電場強度不一定相等。如在等量的異種電荷的電場中，兩電荷連線的中垂面是一個等勢面，但場強不相等。而處于靜電平衡的導體內(nèi)部場強為零，處處相等，電勢也相等
（三）小結：對本節(jié)內(nèi)容要點進行概括，并引導學生概括場強三公式、對比其適用條。
（四）鞏固新：1、引導學生完成問題與練習。作業(yè)1、2，3、4做練習。
2、閱讀教材內(nèi)容

第七節(jié) 、電容器與電容 （1時）

教學目標
（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換；
3、理解電容器電容的概念及定義式，并能用進行有關的計算；
4、知道平行板電容器的電容與哪些因素有關，有什么關系；掌握平行板電容器的決定式并能運用其討論有關問題。
（二）過程與方法
結合實物觀察與演示，在計算過程中理解掌握電容器的相關概念、性質(zhì)。
（三）情感態(tài)度與價值觀
電容器在實際生活中的廣泛應用，培養(yǎng)學生探究新事物的興趣。
重點：掌握電容器的概念、定義式及平行板電容器的電容。
難點：電容器的電容的計算與應用
教具準備：常見的電容器示教板,帶電羽的平行板電容器,靜電計,介質(zhì)板,感應起電機,電線
教學過程：
（一）復習前面相關知識
要點：場強、電勢能、電勢、電勢差等。
（二）新教學----第七節(jié) 、電容器與電容
展示各種電容器.并做解釋:這是一種能容納電荷的容器,今天我們學習它——電容器以及描述它容納電荷本領的物理量——電容
1、電容器
（1）構造：任何兩個彼此絕緣又相隔很近的導體都可以看成一個電容器。
（2）電容器的充電、放電
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,切斷與電的聯(lián)系,兩個極板間有電場存在,充電過程中由電獲得的電能貯存在電場中,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化關系是什么?待學生討論后總結如下:
【板書】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,電場能轉化為電能
2、電容
與水容器類比后得出。說明：對于給定電容器，相當于給定柱形水容器，C（類比于橫截面積）不變。這是量度式，不是關系式。在C一定情況下，Q=CU，Q正比于U。
（1）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。
（2）公式：
（3）單位：法拉（F）還有微法（ F）和皮法（pF） 1F=10-6 F=10-12pF
（4）電容的物理意義:電容是表示電容器容納電荷本領的物理量，是由電容器本身的性質(zhì)（由導體大小、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.
3、平行板電容器的電容
（1）[演示]感應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上制成的,用測量電勢差.把它的金屬球與一個導體相連,把它的金屬外殼與另一個導體相連,從指針的偏轉角度可以量出兩個導體之間的電勢差U.
現(xiàn)象:可以看到:
①．保持Q和d不變， S越小,靜電計的偏轉角度越大, U越大,電容C越�。�
②．保持Q和S不變，d越大，偏轉角度越小，C越小.
③．保持Q、d、S都不變,在兩極板間插入電介質(zhì)板,靜電計的偏轉角度并且減小,電勢差U越小電容C增大.
（2）結論: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)
4、常用電容器（結合本介紹P30）
（三）小結：對本節(jié)內(nèi)容要點進行概括
（四）鞏固新：1、引導學生完成問題與練習。 2、閱讀教材內(nèi)容。
第八節(jié) 、帶電粒子在電場中的運動 （2時）

教學目標
（一）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造和工作原理。
（二）過程與方法
培養(yǎng)學生綜合運用力學和電學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)學生綜合分析問題的能力，物理知識的實際應用。
重點：帶電粒子在電場中的加速和偏轉規(guī)律
難點：帶電粒子在電場中的偏轉問題及應用。
教學過程：
（一）復習力學及本前面相關知識
要點：動能定理、平拋運動規(guī)律、牛頓定律、場強等。
（二）新教學
1．帶電粒子在電場中的運動情況（平衡、加速和減速）
⑴．若帶電粒子在電場中所受合力為零時，即∑F＝0時，粒子將保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。
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， ，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。
⑵．若∑F≠0（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。
設電荷所帶的電量為q，板間場強為E
電勢差為U，板距為d, 電荷到達另一極板的速度為v,則
電場力所做的功為：
粒子到達另一極板的動能為：
由動能定理有： （或 對恒力）
※若初速為v0，則上列各式又應怎么樣？讓學生討論并列出。
◎若打入的是負電荷（初速為v0），將做勻減速直線運動，其運動情況可能如何，請學生討論，并得出結論。
◎請學生思考和討論本P33問題
分析講解例題1。（詳見本P33）
【思考與討論】若帶電粒子在電場中所受合力∑F≠0，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（不計重力，且初速度v0⊥E，則帶電粒子將在電場中做類平拋運動）
　　復習：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。
詳細分析講解例題2。
解：粒子v0在電場中做類平拋運動
沿電場方向勻速運動所以有： ①
電子射出電場時，在垂直于電場方向偏移的距離為： ②
粒子在垂直于電場方向的加速度： ③
由①②③得： ④
代入數(shù)據(jù)得： m
即電子射出時沿垂直于板面方向偏離0.36m
電子射出電場時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：
⑤
故電子離開電場時的偏轉角 為： ⑥
代入數(shù)據(jù)得： =6.8°
【討論】：若這里的粒子不是電子，而是一般的帶電粒子，則需考慮重力，上列各式又需怎樣列？指導學生列出。
3．示波管的原理
（1）示波器：用觀察電信號隨時間變化的電子儀器。其核心部分是示波管
（2）示波管的構造：由電子槍、偏轉電極和熒光屏組成（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。
◎讓學生對P35的【思考與討論】進行討論。
（三）小結：1、研究帶電粒子在電場中運動的兩條主要線索
帶電粒子在電場中的運動，是一個綜合電場力、電勢能的力學問題，研究的方法與質(zhì)點動力學相同，它同樣遵循運動的合成與分解、力的獨立作用原理、牛頓運動定律、動能定理、功能原理等力學規(guī)律．研究時，主要可以按以下兩條線索展開．
（1）力和運動的關系——牛頓第二定律
根據(jù)帶電粒子受到的電場力，用牛頓第二定律找出加速度，結合運動學公式確定帶電粒子的速度、位移等．這條線索通常適用于恒力作用下做勻變速運動的情況．
（2）功和能的關系——動能定理
根據(jù)電場力對帶電粒子所做的功，引起帶電粒子的能量發(fā)生變化，利用動能定理或從全過程中能量的轉化，研究帶電粒子的速度變化，經(jīng)歷的位移等．這條線索同樣也適用于不均勻的電場．
2、研究帶電粒子在電場中運動的兩類重要的思維技巧
（1）類比與等效
電場力和重力都是恒力，在電場力作用下的運動可與重力作用下的運動類比．例如，垂直射入平行板電場中的帶電粒子的運動可類比于平拋，帶電單擺在豎直方向勻強電場中的運動可等效于重力場強度g值的變化等．
（2）整體法(全過程法)
電荷間的相互作用是成對出現(xiàn)的，把電荷系統(tǒng)的整體作為研究對象，就可以不必考慮其間的相互作用．
電場力的功與重力的功一樣，都只與始末位置有關，與路徑無關．它們分別引起電荷電勢能的變化和重力勢能的變化，從電荷運動的全過程中功能關系出發(fā)(尤其從靜止出發(fā)末速度為零的問題)往往能迅速找到解題入口或簡化計算．

（四）鞏固新：1、引導學生完成問題與練習。1、3、4做練習。作業(yè)2、5。
2、閱讀教材內(nèi)容，及P36-37的【科學足跡】、【科學漫步】

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