靜電場教學設(shè)計

1、第二節(jié)、庫侖定律【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(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】 掌握庫侖定律及其使用條件【難點】 1會用庫侖定律的公式進行有關(guān)的計算2點電荷的概念【教具】 庫侖扭秤（模型或掛圖）【教學過程】（一） 復(fù)習上課時相關(guān)知識提出問題：電荷之間的相互作用力跟什么因素有關(guān)？（二）新課教學【板書】- 第 2 節(jié)、庫侖定律【演示】帶正電的物體和帶正電的小球

2、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(jié)論（參見課本圖1.2 1）?！景鍟?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（ 1）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（ 2）公式： Fk q1 q2 ，靜電力常量 k = 9.0 10×9N·m2/C2r 23、適用條件：（1）真空中；（ 2）點電荷 理想化模型【說明】（ 1）關(guān)于“點電荷”，應(yīng)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

3、想模型，實際上是不存在的 這里可以引導(dǎo)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(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（ 3）帶電小球可等效看成電量都集中在球心上的點電荷1（ 4）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，用矢量求和法求合力?！景鍟?3、庫侖扭秤實驗（1785 年，法國物理學家?guī)靵觯狙菔尽繋靵雠こ?模型或掛圖 )介紹：物理簡史及庫侖的實驗

4、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F1Q1 Q2，F(xiàn)2= Gm1m2F1=kQ1 Q2= kr2r2，Gm1· m2F2F19.0×9×160.×1019×160.×1019

5、×39=10F2×1011 ××1031×167.×1027 = 2.3106.679.10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1、復(fù)習本節(jié)課文及閱讀科學漫步2、引導(dǎo)學生

6、完成問題與練習，練習1、 2、 4，作業(yè) 3、 5?！緟⒖碱}】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/64B 0C 3F/82D 3F/162如圖所示，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

7、q1=5×10-3 C， q2= 2×10-2C，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狀態(tài)4（較難）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(guān)系是 _ 。2說明：1點電荷是一種理想化的物理模型，這一點應(yīng)該使學生有明確的認識2通過本書的例題，應(yīng)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，還是異種電荷來判斷電荷間的相互作用是引力還是斥力

8、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，可利用模型或掛圖來介紹3第四節(jié)電勢能、電勢【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(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，更好的理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

9、題，增強科學探究的價值觀?！局攸c】 理解掌握電勢能、電勢、等勢面的概念及意義?！倦y點】 掌握電勢能與做功的關(guān)系，并能用此解決相關(guān)問題。【教學過程】一、復(fù)習前面相關(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。（ 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

10、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，引出電勢能：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(guān)，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(guān)系：靜電力做的功等于電勢能的變化量。寫成式子為：WABEPAEPB注意：4電場力做正功，電荷的電勢能減??；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

11、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的W。即 EP=W 。判斷電荷在電場中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

12、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。如若取B 為電勢能零點，則A 點的電勢能為：EPAWABqEL AB舉例分析：對圖1.4-1 中的各量賦予一定的數(shù)值，后讓學生計算。（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 1.4-3（ 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。E p（ 2）公式：（與試探電荷無關(guān)）q（ 3）單位：伏特（ V ）（ 4）標量，只有大小，沒有方向，但有正負。（ 5）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）（ 6）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）讓學生思考和討論P21 問題。分析問題與練習3、 44等勢面（ 1）定義：電場中電勢相等的點構(gòu)成的面（ 2）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。5等勢面越密，電場強度越大等勢面不相交，