人教板—新课标物理选修3—1教案---第一章

人教板—新课标物理选修3—1教案-----第一章、静电场 第一节、电荷及其守恒定律（1课时）  教学目标 （一）知识与技能 1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量的概念． 2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开． 3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开． 4．知道电荷守恒定律． 5．知道什么是元电荷． （二）过程与方法 1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷 2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。 （三）情感态度与价值观 通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质 重点：电荷守恒定律 难点：利用电荷守恒定律解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。 教具：丝绸，玻璃棒，毛皮，硬橡胶棒，绝缘金属球，静电感应导体，通草球。 教学过程： （一）引入新课：新的知识，新的学习起点．本章将学习静电学．将从物质的微观的角度认识物体带电的本质，电荷相互作用的基本规律，以及与静止电荷相联系的静电场的基本性质。 【板书】第一章  静电场 复习初中知识： 【演示】摩擦过的物体具有了吸引轻小物体的性质，这种现象叫摩擦起电，这样的物体就带了电． 【演示】用丝绸摩擦过的玻璃棒之间相互排斥，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒之间也相互排斥，而玻璃棒和硬橡胶棒之间却相互吸引，所以自然界存在两种电荷．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引． 【板书】自然界中的两种电荷 正电荷和负电荷：把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷，用正数表示．把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷，用负数表示． 电荷及其相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引． （二）进行新课：第1节、电荷及其守恒定律 【板书】 1、 电荷 （1）原子的核式结构及摩擦起电的微观解释 构成物质的原子本身就是由带电微粒组成。       原子：包括原子核（质子和中子）和核外电子。 （2）摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同． 实质：电子的转移． 结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷． （3）金属导体模型也是一个物理模型P3 用静电感应的方法也可以使物体带电． 【演示】：把带正电荷的球C移近彼此接触的异体A，B(参见课本图1.1－1)．可以看到A，B上的金属箔都张开了，表示A，B都带上了电荷．如果先把C移走，A和B上的金属箔就会闭合．如果先把A和B分开，然后移开C，可以看到A和B仍带有电荷；如果再让A和B接触，他们就不再带电．这说明A和B分开后所带的是异种等量的电荷，重新接触后等量异种电荷发生中和． 【板书】（4）、静电感应：把电荷移近不带电的异体，可以使导体带电的现象。利用静电感应使物体带电，叫做感应起电． 提出问题：静电感应的原因？ 带领学生分析物质的微观分子结构，分析起电的本质原因：把带电的球C移近金属导体A和B时，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使导体上的自由电子被吸引过来，因此导体A和B带上了等量的异种电荷．感应起电也不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，是电荷从物体的一部分转移到另一部分。 得出电荷守恒定律． 【板书】2、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分． 另一种表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变。 ○引导学生分析问题与练习3 3．元电荷 电荷的多少叫做电荷量．符号：Q或q 单位：库仑  符号：C 元电荷:电子所带的电荷量，用e表示. 注意：所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的整数倍。就是说，电荷量是不能连续变化的物理量。 电荷量e的值：e=1.60×10-19C 比荷：电子的电荷量e和电子的质量me的比值,为C/㎏ 【小结】对本节内容做简要的小结 ●巩固练习 1．关于元电荷的理解，下列说法正确的是：[    ] A．元电荷就是电子 B．元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量 C．元电荷就是质子 D．物体所带的电量只能是元电荷的整数倍 2．5个元电荷的电量是________， 16 C电量等于________元电荷． 3．关于点电荷的说法，正确的是：[    ] A．只有体积很小的带电体才能看成点电荷 B．体积很大的带电体一定不能看成点电荷 C．当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体可看成点电荷 D．一切带电体都可以看成点电荷 ●作业 1．复习本节课文． 2．思考与讨论：引导学生完成课本P5问题与练习1-4 说明： 1、两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、摩擦起电的知识，这些在初中都已经讲过，本节重点是讲述静电感应现象．要做好演示实验，使学生清楚地知道什么是静电感应现象．在此基础上，使学生知道，感应起电也不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，使电荷从物体的一部分转移到另一部分．本节只说明静电感应现象。 2．在复习摩擦起电现象和讲述静电感应现象的基础上，说明起电的过程是使物体中正负电荷分开的过程，进而说明电荷守恒定律． 3．要求学生知道元电荷的概念，而密立根实验作为专题，有条件的学校可以组织学生选学． 第二节、库仑定律（1课时） 教学目标 （一）知识与技能 1．掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解库仑定律的含义及其公式表达，知道静电力常量． 2．会用库仑定律的公式进行有关的计算． 3．知道库仑扭秤的实验原理． （二）过程与方法 通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素，再得出库仑定律 （三）情感态度与价值观 培养学生的观察和探索能力 重点：掌握库仑定律 难点：会用库仑定律的公式进行有关的计算 教具：库仑扭秤(模型或挂图)． 教学过程：（一）复习上课时相关知识 （二）新课教学【板书】----第2节、库仑定律 提出问题：电荷之间的相互作用力跟什么因素有关？ 【演示】：带正电的物体和带正电的小球之间的相互作用力的大小和方向．使同学通过观察分析出结论(参见课本图1.2－1)． 【板书】：1、影响两电荷之间相互作用力的因素：1．距离．2．电量． 2、库仑定律 内容表述：力的大小跟两个点电荷的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比．作用力的方向在两个点电荷的连线上 公式： 静电力常量k = 9.0×109N·m2/C2 适用条件：真空中，点电荷——理想化模型 【介绍】：（1）．关于“点电荷”，应让学生理解这是相对而言的，只要带电体本身的大小跟它们之间的距离相比可以忽略，带电体就可以看作点电荷．严格地说点电荷是一个理想模型，实际上是不存在的．这里可以引导学生回顾力学中的质点的概念．容易出现的错误是：只要体积小就能当点电荷，这一点在教学中应结合实例予以纠正． （2）．要强调说明课本中表述的库仑定律只适用于真空，也可近似地用于气体介质，对其它介质对电荷间库仑力的影响不便向学生多作解释，只能简单地指出：为了排除其他介质的影响，将实验和定律约束在真空的条件下． 扩展：任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的．任意两点电荷之间的作用力都遵守库仑定律．用矢量求和法求合力． 利用微积分计算得：带电小球可等效看成电量都集中在球心上的点电荷． 静电力同样具有力的共性，遵循牛顿第三定律，遵循力的平行四边形定则． 【板书】：3、库仑扭秤实验（1785年，法国物理学家．库仑） 【演示】：库仑扭秤(模型或挂图)介绍：物理简史及库仑的实验技巧． 实验技巧：（1）．小量放大．（2）．电量的确定． 【例题1】：试比较电子和质子间的静电引力和万有引力．已知电子的质量m1=9.10×10-31kg，质子的质量m2=1.67×10-27kg．电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C． 分析：这个问题不用分别计算电子和质子间的静电引力和万有引力，而是列公式，化简之后，再求解． 解：电子和质子间的静电引力和万有引力分别是 可以看出，万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似，表述的都是力，这是相同之处；它们的实质区别是：首先万有引力公式计算出的力只能是相互吸引的力，绝没有相排斥的力．其次，由计算结果看出，电子和质子间的万有引力比它们之间的静电引力小的很多，因此在研究微观带电粒子间的相互作用时，主要考虑静电力，万有引力虽然存在，但相比之下非常小，所以可忽略不计． 【例题2】：详见课本P9 【小结】对本节内容做简要的小结 （三）巩固练习 1、 复习本节课文及阅读科学漫步 2、 引导学生完成问题与练习，练习1、2、4，作业3、5。 参考题 1．真空中有两个相同的带电金属小球A和B，相距为r，带电量分别为q和2q，它们之间相互作用力的大小为F．有一个不带电的金属球C，大小跟A、B相同，当C跟A、B小球各接触一次后拿开，再将A、B间距离变为2r，那么A、B间的作用力的大小可为：[    ] A．3F/64    B．0        C．3F/82        D．3F/16 2．如图14－1所示，A、B、C三点在一条直线上，各点都有一个点电荷，它们所带电量相等．A、B两处为正电荷，C处为负电荷，且BC=2AB．那么A、B、C三个点电荷所受库仑力的大小之比为________． 3．真空中有两个点电荷，分别带电q1=5×10-3C，q2=－2×10-2C，它们相距15cm，现引入第三个点电荷，它应带电量为________，放在________位置才能使三个点电荷都处于静止状态． 4．把一电荷Q分为电量为q和(Q－q)的两部分，使它们相距一定距离，若想使它们有最大的斥力，则q和Q的关系是________． 说明： 1．点电荷是一种理想化的物理模型，这一点应该使学生有明确的认识． 2．通过本书的例题，应该使学生明确地知道，在研究微观带电粒子的相互作用时为什么可以忽略万有引力不计． 3．在用库仑定律进行计算时，要用电荷量的绝对值代入公式进行计算，然后根据是同种电荷，还是异种电荷来判断电荷间的相互作用是引力还是斥力． 4．库仑扭秤的实验原理是选学内容，但考虑到库仑定律是基本物理定律，库仑扭秤的实验对检验库仑定律具有重要意义，所以希望教师介绍给学生，可利用模型或挂图来介绍．  第三节、电场  电场强度（2课时）   教学目标 （一）知识与技能 1．知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态． 2．理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的． 3．能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算． 4．知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算． （二）过程与方法     通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。 （三）情感态度与价值观   培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。 重点：电场强度的概念及其定义式 难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算 教学过程 （一）引入新课 问题引入：电荷间的相互作用力是怎样产生的？ （二）新课教学-----第3节  电场  电场强度 1、电场： 启发学生从哲学角度认识电场，理解电场的客观存在性，不以人的意识为转移，但能为人的意识所认识的物质属性．利用课本图14－5说明：电荷A和B是怎样通过电场与其他电荷发生作用．电荷A对电荷B的作用，实际上是电荷A的电场对电荷B的作用；电荷B对电荷A的作用，实际上是电荷B的电场对电荷A的作用． （1）电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质——电场发生的，电荷的周围都存在电场. 特殊性：不同于生活中常见的物质，看不见，摸不着，无法称量，可以叠加. 物质性：是客观存在的，具有物质的基本属性——质量和能量. （2）基本性质：主要表现在以下几方面 ①引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用，且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样. ②电场能使引入其中的导体产生静电感应现象. ③当带电体在电场中移动时，电场力将对带电体做功，这表示电场具有能量. 可见，电场具有力和能的特征 提出问题：同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小一般不同，这是什么因素造成的？引出电场强度的概念：因为电场具有方向性以及各点强弱不同，所以造成同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小不同，我们用电场强度来表示电场的强弱和方向． 2、电场强度(E)： 由图1.2-1可知带电金属球周围存在电场。且从小球受力情况可知，电场的强弱与小球带电和位置有关。引出试探电荷和场源电荷---- （1）关于试探电荷和场源电荷-（详见P12） 注意：检验电荷是一种理想化模型，它是电量很小的点电荷，将其放入电场后对原电场强度无影响 指出：虽然可用同一电荷q在电场中各点所受电场力F的大小来比较各点的电场强弱，但是电场力F的大小还和电荷q的电量有关，所以不能直接用电场力的大小表示电场的强弱．实验表明：在电场中的同一点，电场力F与电荷电量q成正比，比值F/q由电荷q在电场中的位置所决定，跟电荷电量无关，是反映电场性质的物理量，所以我们用这个比值F/q来表示电场的强弱． （2）电场强度 ①定义：电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强．用E表示。 公式（大小）：E=F/q  （适用于所有电场） 单位：N/C  意义P13 提出问题：电场强度是矢量，怎样表示电场的方向呢？ ②方向性：物理学中规定，电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同． 指出：负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点的场强方向相反． 带领学生讨论真空中点电荷周围的电场，说明研究方法：将检验电荷放入点电荷周围的电场中某点，判断其所受的电场力的大小和方向，从而得出该点场强．． ◎唯一性和固定性 电场中某一点处的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放入该点电荷q无关，它决定于电场的源电荷及空间位置，电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷无关. 带领学生出真空中点电荷周围电场的大小和方向．在此过程中注意引导学生总结公式E=F/q和E=kQ/r2的区别及联系． 3、（真空中）点电荷周围的电场、电场强度的叠加 （1）点电荷周围的电场 ①大小：E=kQ/r2  （只适用于点电荷的电场） ②方向：如果是正电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q；如果是负电荷：E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q．(参见课本图14－7) 说明：公式E=kQ/r2中的Q是场源电荷的电量，r是场中某点到场源电荷的距离．从而使学生理解：空间某点的场强是由产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离决定的，与检验电荷无关． 提出问题：如果空间中有几个点电荷同时存在，此时各点的场强是怎样的呢？带领学生由检验电荷所受电场力具有的叠加性，分析出电场的叠加原理． （2）电场强度的叠加原理：某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和． 先分析方法（P13-14）后举例：先在同一直线再不在同一直线。 例如：课本图1.3-3中P点的场强，等于＋Q1在该点产生的场强E1和Q2在该点产生的场强E2的矢量和．从而使学生进一步理解到，任何带电体都可以看做是有许多点电荷组成的．利用点电荷场强的计算公式及叠加原理就可以计算出其周围各点场强． 【例题】（课本P9例题演变）在真空中有两个点电荷Q1=＋3.0×10-8C和Q2=－3.0×10-8C，它们相距0.1m，求电场中A点的场强．A点与两个点电荷的距离相等，r=0.1m 分析：点电荷Q1和Q2的电场在A点的场强分别为E1和E2，它们大小相等，方向如图所示，合场强E在E1和E2的夹角的平分线上，此平分线跟Q1和Q2的连线平行． 解：E=E1cos60°＋E2cos60° =2E1cos60°=2kQ1cos60°/r2 代入数值得  E=2.7×104N/C 可以证明：一个半径为R的均匀球体（或球壳）在外部产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同，球外各点和电场强度一样 即：E=kQ/r2 ◎组织学生讨论课本中的【说一说】，由学生讨论后归纳： （1）关于静电平衡 （2）静电平衡后导体内部电场的特点： ①处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零（注意：这时的场强是合场强，即外电场和感应电场的叠加） ②处于静电平衡状态的导体，电荷只分布在导体的外表面上。 4、电场线 （1）电场线：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度的方向。 （2）电场线的基本性质 ①电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向. ②电场线的疏密反映电场强度的大小(疏弱密强). ③静电场中电场线始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远.它不封闭，也不在无电荷处中断. ④任意两条电场线不会在无电荷处相交(包括相切) 介绍各种点电荷电场线的分布情况。 【演示】模拟电场线 指出：电场线是为了形象描述电场而引入的，电场线不是实际存在的线。 5、匀强电场 (1)定义：电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场. (2)匀强电场的电场线：是一组疏密程度相同(等间距)的平行直线.例如，两等大、正对且带等量异种电荷的平行金属板间的电场中，除边缘附近外，就是匀强电场.如图14.3-1. 常见电场的电场线 电场 电场线图样 简要描述 正点电荷 发散状 负点电荷 会聚状 等量同号电荷 相斥状 等量异号电荷 相吸状 匀强电场 平行的、等间距的、同向的直线 （三）【小结】对本节内容做简要的小结 ◎巩固练习 1．下列说法中正确的是：[ABC ] A．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场 B．电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西 C．电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用 2．下列说法中正确的是：[BC ] A．电场强度反映了电场的力的性质，因此场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比 B．电场中某点的场强等于F/q，但与检验电荷的受力大小及带电量无关 C．电场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向 D．公式E=F/q和E=kQ/r2对于任何静电场都是适用的 3．下列说法中正确的是：[ACD ] A．场强的定义式E=F/q中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中的电荷的电量 B．场强的定义式E=F/q中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电量 C．在库仑定律的表达式F=kq1q2/r2中kq2/r2是电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，此场对q1作用的电场力F=q1×kq2/r2，同样kq1/r2是电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强的大小，此场对q2作用的电场力F=q2×kq1/r2 D．无论定义式E=F/q中的q值(不为零)如何变化，在电场中的同一点，F与q的比值始终不变 4．讨论电场力与电场强度的区别于联系 ●作业 1． 复习本节课文 2． 思考课本P16问题与练习第(1)、(3)、(4)、(5)、(7)题． 3．将(2)、(6)题做在作业本上． 参考题 1． 在电场中某一点，当放入正电荷时受到的电场力向右，当放入负电荷时受到电场力向 左，下列说法正确的是：[    ] A．当放入正电荷时，该点的场强向右，当放入负电荷时，该点的场强向左 B．只有在该点放入电荷时，该点才有场强 C．该点的场强方向一定向右 D．以上说法均不正确 2． 真空中，两个等量异种点电荷电量数值均为q，相距r．两点电荷连线中点处 的电场强度的大小为：[    ] A．B．2kq/r2    C．4k/r2    　  D．8kq/r2 3．真空中，A，B两点上分别设置异种点电荷Q1、Q2，已知两点电荷间引力为10N，Q1=1.0×10-2C，Q2=2.0×10-2C．则Q2在A处产生的场强大小是________N/C，方向是________；若移开Q2，则Q1在B处产生的场强的大小是________N/C，方向是________． 说明 1．电场强度是表示电场强弱的物理量，因而在引入电场强度的概念时，应该使学生了解什么是电场的强弱，同一个电荷在电场中的不同点受到的电场力的大小是不同的，所受电场力大的点，电场强． 2．应当使学生理解为什么可以用比值F/q来表示电场强度，知道这个比值与电荷q无关，是反映电场性质的物理量． 用比值定义一个新的物理量是物理学中常用的方法，应结合学生前面学过的类似的定义方法，让学生领会电场强度的定义． 3．应当要求学生确切地理解E=F/q和E=kQ/r2这两个公式的含义，以及它们的区别和联系． 4．应用电场的叠加原理进行计算时不应过于复杂，一般只限于两个电场叠加的情形．通过这种计算，使学生理解场强的矢量性 5．电场线是为了形象描述电场而引入的，电场线不是实际存在的线。     第四节    电势能、电势（2课时） 教学目标 （一） 知识与技能 1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。 2、理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。 （二）过程与方法 通过与前面知识的结合，理解电势能与静电力做的功的关系，从而更好的了解电势能和电势的概念。 （三）情感态度与价值观     尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题，增强科学探究的价值观。 重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。 难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。 教学过程： （一）复习前面相关知识     1．静电力、电场强度概念，指出前面我们从力的性质研究电场，从本节起将从能量的角度研究电场。 2．复习功和能量的关系。 从静电力做功使试探电荷获得动能入手，提出问题：是什么能转化为试探电荷的动能？引入新课。 （二）进行新课 1．静电力做功的特点 结合课本图1。4-1（右图）分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。 （1） q沿直线从A到B （2） q沿折线从A到M、再从M到B （3） q沿任意曲线线A到B     结果都一样即：W=qELAM =qELABcos 【结论】：在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运动路径无关。 与重力做功类比，引出： 2．电势能 （1） 电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。 （2） 静电力做功与电势能变化的关系：         静电力做的功等于电势能的变化量。写成式子为： 注意： ①．电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加 ②．电场力力做多少功，电势能就变化多少，在只受电场力作用下，电势能与动能相互转化，而它们的总量保持不变。 ③．在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任 一点具有的电势能都为负。 在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。 ④．求电荷在电场中某点具有的电势能 电荷在电场中某一点A具有的电势能EP等于将该点电荷由A点移到电势零点电场力所做的功W的。即EP=W ⑤．求电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低 将电荷由A点移到B点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在A点电势能大于在B点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在B点的电势能小于在B点的电势能。 ⑥电势能零点的规定     若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中电势能的零位置。     关于电势能零点的规定：P19（大地或无穷远默认为零）     所以：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。如上式若取B为电势能零点，则A点的电势能为：            举例分析：对图1。4-1中的各量附与一定的数值，后让学生计算。（1课时） 3．电势---表征电场性质的重要物理量度 通过研究电荷在电场中电势能与它的电荷量的比值得出。参阅P20图1。4--3 （1）定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。用表示。标量，只有大小，没有方向，但有正负。 （2）公式：（与试探电荷无关） （3）单位：伏特（V） （4）电势与电场线的关系：电势顺线降低。（电场线指向电势降低的方向） （5）零电势位置的规定：电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关，即电势的数值决定于零电势的选择．（大地或无穷远默认为零） ◎让学生思考和讨论P21问题。◎引导学生分析问题与练习3、4 4．等势面 ⑴．定义：电场中电势相等的点构成的面 ⑵．等势面的性质： ①．在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功 ②．电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。 ③．等势面越密，电场强度越大 ④．等势面不相交，不相切 ⑶．等势面的用途：由等势面描绘电场线。 ⑷．几种电场的电场线及等势面 注意：①等量同种电荷连线和中线上 连线上：中点电势最小 中线上：由中点到无穷远电势逐渐减小，无穷远电势为零。 ②等量异种电荷连线上和中线上 连线上：由正电荷到负电荷电势逐渐减小。 中线上：各点电势相等且都等于零。 ◎引导学生分析问题与练习7。 （三）小结：对本节内容要点进行概括。 （四）巩固新课1。引导学生完成问题与练习其他题目。     2．阅读教材内容 第五节 、电势差    （1课时） 教学目标 （一）知识与技能 理解掌握电势差的概念、定义式与应用。 （二） 过程与方法   结合电势、电势能、静电力做功，通过对比让学生深入理解电势差及其之间的关系 （三） 情感态度与价值观   培养学生对比的学习方法，培养学生的逻辑能力 重点：理解掌握电势差的概念、定义式。 难点：根据电势差的定义式进行有关计算。 教学过程： （一）复习上课时知识     要点：1、静电力做功与电势能的关系。     2、电势概念。-----后引入新课 （二）新课教学-----第5节、电势差   通过对重力场中的高度、高度差和电场中的电势、电势的差值进行类比，并结合P18图1、4-1分析得出： 1、 电势差 （1）定义：电场中两点间电势的差值，也叫电压。用表示。       （2）公式：  或    ①     所以有：=-      ② 注意：电势差也是标量，可正，可负。 2、静电力做功与电势差的关系   电荷Q在电场中从A移动到B时，静电力做的功WAB等于电荷在A、B两点的电势能之差。 推导：   所以有：      或 ③   即：电场中A、B两点间的电势差等于电场力做的功与试探电荷Q的比值。 注意：电场中A、B两点间的电势差跟移动电荷的路径无关，只与AB位置有关 分析P24例题（这里略） 先引导学生画示意图。后解之。并对A、C间的电势差的计算过程做补充说明。 （三）小结：对本节内容要点进行概括。 （四）巩固新课1。引导学生完成问题与练习。作业1、2，3做练习。     2．阅读教材内容 第六节 、电势差与电场强度的关系    （1课时） 教学目标 （一）知识与技能 掌握电势差与电场强度的关系 （四） 过程与方法   通过对电场力做功的两种不同方式的比较推导得出电势差与电场强度的关系 （五） 情感态度与价值观 1、 习感知科学的价值和应用 2、 培养对科学的兴趣、坚定学习思考探索的的信念 重点：匀强电场中电势差与电场强度的关系 难点：电势差与电场强度的关系在实际问题中应用。 教学过程： （一）复习上课时知识     要点：电场强度、电势差的概念     问题：既然电场强度、电势差都可以描述电场，那么两者有何关系？--引入新课 （二）新课教学---第6节、电势差与电场强度的关系 结合图1、6—1及电场力做功的两种不同途径推导，再引导学生比较得出： 匀强电场中电势差与电场强度的关系： 即：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乖积 ◎ 引导学生思考讨论P26问题 电势差与电场强度的关系也可以写做： 它的意义为：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场线方向的距离的比值。 ◎ 引导学生思考讨论P27问题 注意： （1）上式的适用条件：匀强电场； （2）d为匀强电场中两点沿电场线方向的距离（等势面间的距离）。 （3）电场强度与电势无直接关系 ①．电场强度为零的地方电势不一定为零，电势为不为零取决于电势零点。如：处于静电平衡的导体内部场强为零，电势相等，是一个等势体，若不选它为电势零点，导体上电势就不为零。若选它为电势零点，则导体电势就为零。（结合说一说） ②．电势为零的地方电场强度不一定为零。如：点电荷产生的电场中某点定为电势零点，但该点电场强度不为零，无穷远处场强和电势都可认为是零。 ③．电场强度相等的地方电势不一定相等，如在匀强电场中场强相等，但各点电势不等。而处于静电平衡的导体内部场强为零，处处相等，电势也相等。 ④．电势相等的地方电场强度不一定相等。如在等量的异种电荷的电场中，两电荷连线的中垂面是一个等势面，但场强不相等。而处于静电平衡的导体内部场强为零，处处相等，电势也相等 （三）小结：对本节内容要点进行概括，并引导学生概括场强三公式、对比其适用条件。 （四）巩固新课：1、引导学生完成问题与练习。作业1、2，3、4做练习。     2、阅读教材内容 第七节 、电容器与电容    （1课时） 教学目标 （一）知识与技能 1、知道什么是电容器及常见的电容器； 2、知道电场能的概念，知道电容器充电和放电时的能量转换； 3、理解电容器电容的概念及定义式，并能用来进行有关的计算； 4、知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，有什么关系；掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题。 （二）过程与方法   结合实物观察与演示，在计算过程中理解掌握电容器的相关概念、性质。 （三）情感态度与价值观   体会电容器在实际生活中的广泛应用，培养学生探究新事物的兴趣。 重点：掌握电容器的概念、定义式及平行板电容器的电容。 难点：电容器的电容的计算与应用 教具准备：常见的电容器示教板,带电羽的平行板电容器,静电计,介质板,感应起电机,电线 教学过程： （一）复习前面相关知识     要点：场强、电势能、电势、电势差等。 （二）新课教学----第七节 、电容器与电容 展示各种电容器.并做解释:这是一种能容纳电荷的容器,今天我们来学习它——电容器以及描述它容纳电荷本领的物理量——电容 1、 电容器 （1） 构造：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器。 （2） 电容器的充电、放电 操作：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。这个过程叫做充电。 现象：从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能. 操作:把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫放电. 现象:从灵敏电流计可以观察到短暂的放电电流.放电后,两极板间不存在电场,电场能转化为其他形式的能量. 提问:电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么?待学生讨论后总结如下: 【板书】充电——带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加, 电能转化为电场能 放电——带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能 2、电容 与水容器类比后得出。说明：对于给定电容器，相当于给定柱形水容器，C（类比于横截面积）不变。这是量度式，不是关系式。在C一定情况下，Q=CU，Q正比于U。 （1） 定义：电容器所带的电量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫做电容器的电容。 （2） 公式： （3） 单位：法拉（F）还有微法（F）和皮法（pF）  1F=10-6F=10-12pF （4）电容的物理意义:电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是由电容器本身的性质（由导体大小、形状、相对位置及电介质）决定的,与电容器是不是带电无关. 3、平行板电容器的电容 （1）[演示]感应起电机给静电计带电（详参阅P29图1。7-4） 说明:静电计是在验电器的基础上制成的,用来测量电势差.把它的金属球与一个导体相连,把它的金属外壳与另一个导体相连,从指针的偏转角度可以量出两个导体之间的电势差U. 现象:可以看到: 1． 保持Q和d不变， S越小,静电计的偏转角度越大, U越大,电容C越小； 2． 保持Q和S不变，d越大，偏转角度越小，C越小. 3． 保持Q、d、S都不变,在两极板间插入电介质板,静电计的偏转角度并且减小,电势差U越小电容C增大. （2）结论:平行板电容器的电容C与介电常数ε成正比,跟正对面积S成正比,跟极板间的距离d成反比. 平行板电容器的决定式：真空     介质  4、常用电容器（结合课本介绍P30） （三）小结：对本节内容要点进行概括 （四）巩固新课：1、引导学生完成问题与练习。    2、阅读教材内容。 第八节 、带电粒子在电场中的运动  （2课时） 教学目标 （一）知识与技能 1．了解带电粒子在电场中的运动——只受电场力，带电粒子做匀变速运动。 2．重点掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中的运动(类平抛运动)。 3．知道示波管的主要构造和工作原理。 （二）过程与方法   培养学生综合运用力学和电学的知识分析解决带电粒子在电场中的运动。 （三）情感态度与价值观 1．渗透物理学方法的教育：运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，不计粒子重力。 2．培养学生综合分析问题的能力，体会物理知识的实际应用。 重点：带电粒子在电场中的加速和偏转规律 难点：带电粒子在电场中的偏转问题及应用。 教学过程： （一）复习力学及本章前面相关知识     要点：动能定理、平抛运动规律、牛顿定律、场强等。 （二）新课教学 1．带电粒子在电场中的运动情况（平衡、加速和减速） ⑴．若带电粒子在电场中所受合力为零时，即∑F＝0时，粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态。 例 ：带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电? 分析：带电粒子处于静止状态，∑F＝0，，因为所受重力竖直向下，所以所受电场力必为竖直向上。又因为场强方向竖直向下，所以带电体带负电。 ⑵．若∑F≠0（只受电场力）且与初速度方向在同一直线上，带电粒子将做加速或减速直线运动。(变 速直线运动) ◎打入正电荷（右图），将做匀加速直线运动。 设电荷所带的电量为q，板间场强为E 电势差为U，板距为d, 电荷到达另一极板的速度为v,则 电场力所做的功为： 粒子到达另一极板的动能为： 由动能定理有：（或 对恒力）     ※若初速为v0，则上列各式又应怎么样？让学生讨论并列出。 ◎若打入的是负电荷（初速为v0），将做匀减速直线运动，其运动情况可能如何，请学生讨论，并得出结论。 ◎ 请学生思考和讨论课本P33问题 分析讲解例题1。（详见课本P33） 【思考与讨论】若带电粒子在电场中所受合力∑F≠0，且与初速度方向有夹角(不等于0°，180°)，则带电粒子将做什么运动？（曲线运动）---引出 2．带电粒子在电场中的偏转（不计重力，且初速度v0⊥E，则带电粒子将在电场中做类平抛运动）   复习：物体在只受重力的作用下，被水平抛出，在水平方向上不受力，将做匀速直线运动，在竖直方向上只受重力，做初速度为零的自由落体运动。物体的实际运动为这两种运动的合运动。 详细分析讲解例题2。 解：粒子v0在电场中做类平抛运动 沿电场方向匀速运动所以有：    ① 电子射出电场时，在垂直于电场方向偏移的距离为：     ② 粒子在垂直于电场方向的加速度：      ③ 由①②③得：    ④ 代入数据得：m 即电子射出时沿垂直于板面方向偏离0.36m 电子射出电场时沿电场方向的速度不变仍为v0，而垂直于电场方向的速度：                 ⑤ 故电子离开电场时的偏转角为：    ⑥ 代入数据得：=6.8° 【讨论】：若这里的粒子不是电子，而是一般的带电粒子，则需考虑重力，上列各式又需怎样列？指导学生列出。 3．示波管的原理 （1）示波器：用来观察电信号随时间变化的电子仪器。其核心部分是示波管 （2）示波管的构造：由电子枪、偏转电极和荧光屏组成（如图）。 （3）原理：利用了电子的惯性小、荧光物质的荧光特性和人的视觉暂留等，灵敏、直观地显示出电信号随间变化的图线。 ◎让学生对P35的【思考与讨论】进行讨论。 （三）小结：1、研究带电粒子在电场中运动的两条主要线索 带电粒子在电场中的运动，是一个综合电场力、电势能的力学问题，研究的方法与质点动力学相同，它同样遵循运动的合成与分解、力的独立作用原理、牛顿运动定律、动能定理、功能原理等力学规律．研究时，主要可以按以下两条线索展开． （1）力和运动的关系——牛顿第二定律 根据带电粒子受到的电场力，用牛顿第二定律找出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等．这条线索通常适用于恒力作用下做匀变速运动的情况． （2）功和能的关系——动能定理 根据电场力对带电粒子所做的功，引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理或从全过程中能量的转化，研究带电粒子的速度变化，经历的位移等．这条线索同样也适用于不均匀的电场． 2、研究带电粒子在电场中运动的两类重要的思维技巧 （1）类比与等效 电场力和重力都是恒力，在电场力作用下的运动可与重力作用下的运动类比．例如，垂直射入平行板电场中的带电粒子的运动可类比于平抛，带电单摆在竖直方向匀强电场中的运动可等效于重力场强度g值的变化等． （2）整体法(全过程法) 电荷间的相互作用是成对出现的，把电荷系统的整体作为研究对象，就可以不必考虑其间的相互作用． 电场力的功与重力的功一样，都只与始末位置有关，与路径无关．它们分别引起电荷电势能的变化和重力势能的变化，从电荷运动的全过程中功能关系出发(尤其从静止出发末速度为零的问题)往往能迅速找到解题入口或简化计算． （四）巩固新课：1、引导学生完成问题与练习。1、3、4做练习。作业2、5。                 2、阅读教材内容，及P36-37的【科学足迹】、【科学漫步】