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文檔簡介
高一物理選修31教案第一章靜電場11電荷及其守恒定律教學(xué)三維目標(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)重點電荷守恒定律難點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)?!景鍟康谝徽蚂o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,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)進行新課第1節(jié)、電荷及其守恒定律【板書】電荷(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實質(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P3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,B參見課本圖111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(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(zhuǎn)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(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(dǎo)學(xué)生分析問題與練習(xí)33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E1601019C比荷電子的電荷量E和電子的質(zhì)量ME的比值,為C/1076E【小結(jié)】對本節(jié)內(nèi)容做簡要的小結(jié)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25個元電荷的電量是_,16C電量等于_元電荷3關(guān)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(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電荷D一切帶電體都可以看成點電荷作業(yè)1復(fù)習(xí)本節(jié)課文2思考與討論引導(dǎo)學(xué)生完成課本P5問題與練習(xí)14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(yīng)現(xiàn)象要做好演示實驗,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電荷分開的過程,進而說明電荷守恒定律3要求學(xué)生知道元電荷的概念,而密立根實驗作為專題,有條件的學(xué)??梢越M織學(xué)生選學(xué)教后記1、學(xué)生對三種起電方式展開了激烈的討論,還例舉了生活中的靜電現(xiàn)象。對點電荷、元電荷、質(zhì)子電量、電子電量之間關(guān)系下節(jié)課還要復(fù)習(xí)。12庫侖定律教學(xué)三維目標(biāo)(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重點掌握庫侖定律難點會用庫侖定律的公式進行有關(guān)的計算教學(xué)過程(一)復(fù)習(xí)上課時相關(guān)知識(二)新課教學(xué)【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(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121【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21RQKF靜電力常量K90109NM2/C2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(yán)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(dǎo)學(xué)生回顧力學(xué)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(dāng)點電荷,這一點在教學(xué)中應(yīng)結(jié)合實例予以糾正(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),對其它介質(zhì)對電荷間庫侖力的影響不便向?qū)W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件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(xué)家?guī)靵觯狙菔尽繋靵雠こ幽P突驋靾D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M19101031KG,質(zhì)子的質(zhì)量M21671027KG電子和質(zhì)子的電荷量都是1601019C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FQRFMRFQG122121219913276060KK9673099,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P9【小結(jié)】對本節(jié)內(nèi)容做簡要的小結(jié)(三)鞏固練習(xí)復(fù)習(xí)本節(jié)課文及閱讀科學(xué)漫步引導(dǎo)學(xué)生完成問題與練習(xí),練習(xí)1、2、4,作業(yè)紙。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(dāng)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A3F/64B0C3F/82D3F/162如圖141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BC2AB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Q15103C,Q22102C,它們相距15CM,現(xiàn)引入第三個點電荷,它應(yīng)帶電量為_,放在_位置才能使三個點電荷都處于靜止?fàn)顟B(tài)4把一電荷Q分為電量為Q和QQ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(guān)系是_說明1點電荷是一種理想化的物理模型,這一點應(yīng)該使學(xué)生有明確的認識2通過本書的例題,應(yīng)該使學(xué)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,還是異種電荷來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(xué)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(xué)生,可利用模型或掛圖來介紹教后記1、學(xué)生對點電荷的認識不夠明確,沒有判斷意識。對庫侖扭秤的實驗很感興趣,還能在生活中尋找將微小形變放大的例子。131電場強度教學(xué)三維目標(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4知道電場的疊加原理,并應(yīng)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(guān)系,使學(xué)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(xué)生學(xué)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(yīng)用電場的疊加原理進行簡單的計算教學(xué)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)第3節(jié)電場電場強度1、電場啟發(fā)學(xué)生從哲學(xué)角度認識電場,理解電場的客觀存在性,不以人的意識為轉(zhuǎn)移,但能為人的意識所認識的物質(zhì)屬性利用課本圖145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電場能使引入其中的導(dǎo)體產(chǎn)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象當(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,所以靠成同一電荷Q在電場中不同點受到的電場力的方向和大小不同,我們用電場強度來表示電場的強弱和方向2、電場強度E由圖121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(guān)。引出試探電荷和場源電荷(1)關(guān)于試探電荷和場源電荷(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的大小來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(guān),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(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(2)電場強度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?。〦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方向性物理學(xué)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(lǐng)學(xué)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(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)帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)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(dǎo)學(xué)生總結(jié)公式EF/Q和EKQ/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)點電荷周圍的電場大小EKQ/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參見課本圖147說明公式EKQ/R2中的Q是場源電荷的電量,R是場中某點到場源電荷的距離從而使學(xué)生理解空間某點的場強是由產(chǎn)生電場的場源電荷和該點距場源電荷的距離決定的,與檢驗電荷無關(guān)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(lǐng)學(xué)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(P1314)后舉例先在同一直線再不在同一直線。例如課本圖133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(xué)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】(課本P9例題演變)在真空中有兩個點電荷Q130108C和Q230108C,它們相距01M,求電場中A點的場強A點與兩個點電荷的距離相等,R01M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EE1COS60E2COS602E1COS602KQ1COS60/R2代入數(shù)值得E27104N/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EKQ/R2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(2)靜電平衡后導(dǎo)體內(nèi)部電場的特點處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)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(yīng)電場的疊加)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。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)電場線上每點的切線方向就是該點電場強度的方向電場線的疏密反映電場強度的大小疏弱密強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?!狙菔尽磕M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1431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(jié)】對本節(jié)內(nèi)容做簡要的小結(jié)鞏固練習(xí)1下列說法中正確的是ABCA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BCA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(guān)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EF/Q和EKQ/R2對于任何靜電場都是適用的3下列說法中正確的是ACDA場強的定義式EF/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EF/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FKQ1Q2/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FQ1KQ2/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FQ2KQ1/R2D無論定義式EF/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)復(fù)習(xí)本節(jié)課文1、思考課本P16問題與練習(xí)第1、3、4、5、7題2、作業(yè)紙參考題在電場中某一點,當(dāng)放入正電荷時受到的電場力向右,當(dāng)放入負電荷時受到電場力向左,下列說法正確的是A當(dāng)放入正電荷時,該點的場強向右,當(dāng)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AB2KQ/R2C4K/R2D8KQ/R23真空中,A,B兩點上分別設(shè)置異種點電荷Q1、Q2,已知兩點電荷間引力為10N,Q110102C,Q220102C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(yīng)該使學(xué)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,電場強物理量比較內(nèi)容電場力電場強度物理意義電荷在電場中所受力反映電場的力的屬性決定因素由電場和電荷共同決定僅由電場自身決定大小FQEEF/Q方向正電荷受力與E同向負電荷受力與E反向規(guī)定E的方向為正電荷在該點的受力方向區(qū)別單位NN/C或V/M聯(lián)系FQE普遍適用2應(yīng)當(dāng)使學(xué)生理解為什么可以用比值F/Q來表示電場強度,知道這個比值與電荷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)會電場強度的定義3應(yīng)當(dāng)要求學(xué)生確切地理解EF/Q和EKQ/R2這兩個公式的含義,以及它們的區(qū)別和聯(lián)系4應(yīng)用電場的疊加原理進行計算時不應(yīng)過于復(fù)雜,一般只限于兩個電場疊加的情形通過這種計算,使學(xué)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。教后記1、對于兩個公式的理解以及電場強度的定義還存在問題,要通過題目去強化。2、對于幾種典型問題,學(xué)生死記答案,要讓他們養(yǎng)成分析題目的習(xí)慣。學(xué)生對于計算題過于依賴計算器,要讓他們養(yǎng)成手算習(xí)慣。132專題靜電平衡【教學(xué)三維目標(biāo)】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【重點難點】靜電平衡狀態(tài)電場中導(dǎo)體的特點【教學(xué)方法】推理歸納法、問題解決法、實驗法【教具準(zhǔn)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【教學(xué)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)體帶什么電若將導(dǎo)體接地則情況如何左端接地呢二新課教學(xué)一、電場中的導(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一直進行嗎金屬導(dǎo)體內(nèi)部有電場嗎答使空間電場重新分布源電荷的電場使導(dǎo)體內(nèi)部自由電子定向移動靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體(包括表面)中沒有電荷定向移動時的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)4、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點內(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)導(dǎo)體中沒有自由電荷定向移動凈電荷分布在導(dǎo)體表面實驗證明法拉第圓筒實驗導(dǎo)體表面附近電場線與表面垂直理論證明中性導(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)5、靜電平衡時導(dǎo)體周圍電場分布上圖空間實際電場分布,不會出現(xiàn)虛線電場線二、靜電屏蔽1、空腔導(dǎo)體的特點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內(nèi)部儀器沒有影響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3、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)房屋中接收信號弱三鞏固練習(xí)例1如圖所示,在一個原來不帶電的金屬導(dǎo)體殼的球心處放一正電荷,試分析A、B、C三點的場強AEA0,EB0,EC0BEA0,EB0,EC0CEA0,EB0,EC0DEA0,EB0,EC0例2如圖所示,A、B是兩個架在絕緣支座上的金屬球,都不帶電,中間用導(dǎo)線連接,現(xiàn)用一帶正電的小球C靠近B,用手摸一下B球,再撤去導(dǎo)線,然后移走C球,則A、B帶電情況AA球帶正電,B球帶負電BA球帶正電,B球不帶電CA球不帶電,B球帶負電D以上說法都不正確例3長為L的金屬棒原來不帶電,現(xiàn)將一帶電荷量為Q的正電荷放在距棒左端R處且與棒在一條線上,則棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點O處產(chǎn)生的場強的大小,方向。四小結(jié)1、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體有什么特點2、靜電屏蔽有哪幾種情況有哪些應(yīng)用【布置作業(yè)】【教后記】1、教材并沒有安排這一節(jié)的內(nèi)容,但在歷屆高考中都有體現(xiàn),所以對于這塊知識原則是講清基礎(chǔ)知識,不追求深難偏。ABCABCRLOQ學(xué)生對電場強度大小,方向的判斷,導(dǎo)體內(nèi)部外部的區(qū)別存在問題,準(zhǔn)備在作業(yè)紙上讓他們逐步解決問題。14電勢能電勢教學(xué)三維目標(biāo)(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。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。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(guān)系,并能用此解決相關(guān)問題。教學(xué)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。41(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WQELAMQELABCOS【結(jié)論】在任何電場中,靜電力移動電荷所做的功,只與始末兩點的位置有關(guān),而與電荷的運動路徑無關(guān)。與重力做功類比,引出2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。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PBAEWAB注意電場力做正功,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。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。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EPW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。電勢能零點的規(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ABPAQELW舉例分析對圖1。41中的各量附與一定的數(shù)值,后讓學(xué)生計算。(1課時)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。43(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(biāo)量,只有大小,沒有方向,但有正負。(2)公式(與試探電荷無關(guān))QEP(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(大地或無窮遠默認為零)讓學(xué)生思考和討論P21問題。引導(dǎo)學(xué)生分析問題與練習(xí)3、44等勢面定義電場中電勢相等的點構(gòu)成的面等勢面的性質(zhì)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。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(dǎo)學(xué)生分析問題與練習(xí)7。(三)小結(jié)對本節(jié)內(nèi)容要點進行概括。(四)鞏固新課1引導(dǎo)學(xué)生完成問題與練習(xí)其他題目。2閱讀教材內(nèi)容教后記1、電勢能、電勢、等勢面都是非常抽象的概念,上課前就準(zhǔn)備用類比法(重力勢能、高度、等高線)幫助學(xué)生理解,在課上取得了一定效果,但時間安排上又出了問題,以后需要兩節(jié)課來解決這些問題。2、學(xué)生對于電勢和電勢能的相對性的理解有障礙。15電勢差教學(xué)三維目標(biāo)(一)知識與技能理解電勢差的概念;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;(二)過程與方法知道電勢和電勢差的關(guān)系;(三)情感態(tài)度與價值觀培養(yǎng)學(xué)生概括、歸納、類比的能力和抽象思維能力。教學(xué)重點和難點1、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。2、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。教學(xué)過程一、新課教學(xué)1、電勢差(又叫電壓)(1)定義電荷Q在電場力作用下由A點移到另一點B的過程中,電場力做的功WAB與電荷量Q的比值,叫A、B兩點之間的電勢差UAB。(2)定義式QWUB(3)單位伏特符號V1V1J/C(4)物理意義電勢差的值即為電場力作用下兩點間移動一庫侖的正電荷電場力做的功。例如UAB10V,移動1庫侖正電荷電場力做功為10J,移動1庫侖負電荷電場力做功10J。2、電勢與電勢差的比較(1)電勢差是電場中兩點間的電勢的差值,BABU(2)電場中某一點的電勢的大小,與選取的參考點有關(guān);電勢差的大小,與選取的參考點無關(guān)。(3)電勢和電勢差都是標(biāo)量,單位都是伏特,都有正負值;電勢的正負表示該點比參考點的電勢大或?。浑妱莶畹恼摫硎緝牲c的電勢的高低。3、應(yīng)用計算時,相關(guān)物理量用正、負值代入,其結(jié)果ABQUW0,電場力做正功;0,電場力做負功;ABAB0,;0,AB二、典型例題分析【例1】教材P24頁例1【例2】將一個電量為2109C的點電荷從電場中的N點移到M點,需克服電場力做功14108J,N、M兩點間的電勢差UNM為多少若將該電荷從M移到N,電場力做什么功UMN為多少【解析】(1)WNM14108J,VQWNM7102498(2)WMN14108J,MN7102498說明應(yīng)用計算時,注意各物理量用正負值代入。ABQU【例3】一個電荷量為1105C的電荷,從電場外某點移到電場內(nèi)的一點A時,克服電場力做功0006J,則A點的電勢為600V;如果此電荷從電場外移到電場內(nèi)的另一點B時,電場力做功0002J,則B點的電勢為200V,UAB400V;若有另一電荷量為02C的負電荷從A移到B點,電場力做正功,大小為80J。三、課堂小結(jié)1、電勢差和電勢的概念;2、電勢差和電勢的區(qū)別;3、應(yīng)用計算時的注意事項。ABQUW四、隨堂精練1、若帶正電荷的小球只受到電場力作用,則它在電場中()A、一定沿電場線由高電勢處向低電勢處運動;B、一定沿電場線由低電勢處向高電勢處運動;C、不一定沿電場線運動,但一定由高電勢處向低電勢處運動;D、不一定沿電場線運動,也不一定由高電勢處向低電勢處運動。2、一個帶正電的質(zhì)點,電量Q20109C,在靜電場中由A點移到B點,在這過程中,除電場力外,其他力作的功為60105J,質(zhì)點的動能增加了80105J,則A、B兩點間的電勢差UAUB為()A、3104VB、1104VC、4104VD、7104V參考答案1、D;2、B教后記1、在講解電勢差和電勢的關(guān)系時還應(yīng)該采用類比法(和高度,高度差相比),因怕學(xué)生混淆概念,沒有敢講,結(jié)果效果并不理想。在電場力做功與電勢能的變化的關(guān)系講解上給了學(xué)生一些有用的結(jié)論,學(xué)生判斷較熟練。16電勢差與電勢強度的關(guān)系教學(xué)三維目標(biāo)(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)系對于公式要知道推導(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)探究中的邏輯美教學(xué)重點與難點分析前面幾節(jié)的內(nèi)容是研究描述電場的各個物理量,本節(jié)內(nèi)容是研究電勢差與電場強度的關(guān)系,注意電場強度是描述電場力的性質(zhì),電勢是描述電場能的性質(zhì)、電勢差是跟電場力移動電荷做功相互聯(lián)系(如下圖),電場強度與電勢差的關(guān)系、電場力與電勢能的變化之間的關(guān)系,這兩個關(guān)系之間的內(nèi)部邏輯教師在講解時需要把握其內(nèi)部聯(lián)系教法建議本節(jié)課是通過分析推理得出勻強電場的電勢差與電場強度之間的關(guān)系的,教學(xué)中重視啟發(fā)學(xué)生聯(lián)想,分析物理量之間的關(guān)系,要使學(xué)生不僅知道結(jié)論,并會推導(dǎo)得出結(jié)論,在一定的條件下正確應(yīng)用結(jié)論教學(xué)過程電勢差與電場強度關(guān)系一、課題引入教師出示圖片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E中,正電荷Q在電場力作用下從A點沿電場方向移動到B點,已知AB兩點之間的距離為D,分析電場強度E與電勢差之間有什么關(guān)系A(chǔ)B間距離為D,電勢差為,場強為E把正電荷Q從A點移到B時,電場力所做的功為利用電勢差和功的關(guān)系,這個功又可求得為,比較這兩個式子,可得,即這就是說,在勻強電場中,沿場強方向的兩點間的電勢場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AD兩點間電勢差仍為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,比較這兩個式子可得D為AB兩點間距離,也是AB所在等勢面間距離或者可以說是AD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、U為兩點間電壓,E為場強,D為兩點間距離在場強方向的投影2、由,得,可得場強的另一個單位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二、例題講解(具體內(nèi)容參考典型例題資料)三、教師總結(jié)場強表示單位電量的電荷所受的電場力,而電場中兩點間的電勢差表示單位電量的電荷在這兩點間移動時電場力所做功的大小,由于力和功是互相聯(lián)系的,所以場強與電勢差之間存在著必然的聯(lián)系在非勻強電場中,電勢差與場強的關(guān)系要復(fù)雜的多,但是電場中兩點間距離越小時的電勢差越大,則該處場強就越大只能是定性判斷教后記1、這節(jié)課的重點就在公式的理解,特別是在D不在場強方向時如何處理。在講解時特別要把握好電場強度與電勢差的關(guān)系、電場力做功與電勢能的變化之間的關(guān)系,這兩個關(guān)系之間的內(nèi)部邏輯,但也不要指望學(xué)生在一節(jié)課就解決所有問題。17電容器與電容教學(xué)三維目標(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。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(yīng)用教學(xué)過程(一)復(fù)習(xí)前面相關(guān)知識要點場強、電勢能、電勢、電勢差等。(二)新課教學(xué)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,今天我們來學(xué)習(xí)它電容器以及描述它容納電荷本領(lǐng)的物理量電容1、電容器(1)構(gòu)造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。(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?,F(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【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(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、電容與水容器類比后得出。說明對于給定電容器,相當(dāng)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(guān)系式。在C一定情況下,QCU,Q正比于U。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。公式UQC單位法拉(F)還有微法(F)和皮法(PF)1F106F1012PF(4)電容的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)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。74)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一個導(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)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)KDS4KDSCR44、常用電容器(結(jié)合課本介紹P30)(三)小結(jié)對本節(jié)內(nèi)容要點進行概括(四)鞏固新課1、引導(dǎo)學(xué)生完成問題與練習(xí)。2、閱讀教材內(nèi)容。3、作業(yè)紙教后記1、電容的物理意義的理解在上課前就意識到是個難點,所以采用了類比法,幾次使用類比法的效果都是比較理想的。2、對于電容變化引起的電壓帶電量電場強度的變化因使用的公式較多,學(xué)生掌握還有個過程。18帶電粒子在電場中的運動教學(xué)三維目標(biāo)(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(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。重點帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律難點帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題及應(yīng)用。教學(xué)過程(一)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)若帶電粒子在電場中所受合力為零時,即F0時,粒子將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(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電分析帶電粒子處于靜止?fàn)顟B(tài),F(xiàn)0,因為所受重力豎直MGQE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。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動。變速直線運動打入正電荷(右圖),將做勻加速直線運動。設(shè)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LUW粒子到達另一極板的動能為21MVEK由動能定理有(或?qū)懔Γ?1VQ2Q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(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V0E,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。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TVL0電子射出電場時,在垂直于電場方向偏移的距離為21ATY粒子在垂直于電場方向的加速度MDEUEFA由得201VLMDEUY代入數(shù)據(jù)得M36即電子射出時沿垂直于板面方向偏離036M電子射出電場時沿電場方向的速度不變?nèi)詾閂0,而垂直于電場方向的速度0VLMDEUAT故電子離開電場時的偏轉(zhuǎn)角為200TANMDVEUL代入數(shù)據(jù)得68【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(dǎo)學(xué)生列出。3示波管的原理(1)示波器用來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(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。讓學(xué)生對P35的【思考與討論】進行討論。(三)小結(jié)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(xué)問題,研究的方法與質(zhì)點動力學(xué)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(xué)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(guān)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(jié)合運動學(xué)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(guān)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(zhuǎn)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(guān),與路徑無關(guān)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(guān)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)鞏固新課1、引導(dǎo)學(xué)生完成問題與練習(xí)。1、3、4做練習(xí)。作業(yè)紙。2、閱讀教材內(nèi)容,及P3637的【科學(xué)足跡】、【科學(xué)漫步】教后記1、帶電粒子在電場中的運動是綜合性非常強的知識點,對力和運動的關(guān)系以及動量、能量的觀點要求較高,是高考的熱點之一,所以教學(xué)時要有一定的高度。2、學(xué)生對于帶電粒子在電場中的運動的處理局限于記住偏轉(zhuǎn)量和偏轉(zhuǎn)角的公式,不能從力和運動的關(guān)系角度高層次的分析,這樣的能力可能要到高三一輪復(fù)習(xí)結(jié)束才能具備。第二章、恒定電流21、導(dǎo)體中的電場和電流(1課時)一、教學(xué)目標(biāo)(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)
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