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1、高二物理静电场复习课教案高三物理静电场复习 1静电场闪电撕裂了天空,雷霆震撼着大地,雷雨季节的“电闪雷鸣”是人类最早相识的电现象。我国古代最早的雷电记录是周易记述的公元前1068年一次球型雷袭,这也是世界上发觉最早的雷击记录。在这惊心动魄的自然现象背后,蕴含着很多的物理原理,吸引了不少科学家对它们进行探究,甚至像富兰克林和达利巴尔德等人还冒着生命危急去捕获闪电。今日我们生活中的电灯、电话、电视、电脑等哪一样不是与电有关?电是那样的奇妙,让人看不见、摸不着。电是从哪里来的?我们又该如何相识它呢?电荷有哪些特性?电荷间的相互作用遵从什么规律?人类应当怎样利用这些规律?链接生活同学们都有这样的生活经
2、验,在干燥的冬天梳头或脱下毛衣,会有叭叭的响声,在暗处会看到火光,你知道吗,这是电荷在作怪哟!闪电在划过夜空时,为什么会是弯曲的?细心的同学会发觉,运输汽油的油罐车,都要有一根金属链条搭在地上,你知道这是为什么吗?链接学问本章的内容是电学的基础学问,也是学习以后各章的打算学问。场强和电势是分别描述电场的力的性质和能的性质的两个物理量。正确理解场强和电势的物理意义,是驾驭好本章学问的关键。本章的其他内容,如导体在电场中的静电感应现象和静电平衡问题,实质上是电场中力的性质探讨的接着;电势差、电场力的功、电势能的改变等是电场的能的性质探讨的延长;带电粒子在电场中的运动问题则是电场中上述两性质的综合运
3、用。链接高考近几年高考对本专题学问考查的频率很高,主要集中在电场的有关概念、电场力做功与电势能的改变、带电粒子在电场中的运动及电容器等学问点上,尤其是与力学中的牛顿运动定律、动能定理、功能关系结合起来考查较多。 第1节电荷及其守恒定律 【教材详解】学问幻灯片1电荷1、两种电荷试验探究用钢笔的塑料杆摩擦干燥的头发,然后靠近轻小的纸屑。现象:我们会发觉钢笔的塑料杆能够吸引轻小的纸屑。说明:其实这和情景思索中试验的原理是相同的,主要是利用到了摩擦起电的原理!一般状况下物体不带电,不带电的物体内存在电荷,且存在等量正、负电荷,在物体内中和,对外不显电性。用摩擦的方法可以使物体带电,用丝绸摩擦过的玻璃棒
4、带正电,用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电,带电体有吸引轻小物体的性质。当玻璃与硬泡沫塑料摩擦带上静电后,就会吸引细小轻的小纸人!由于硬泡沫塑料在不停移动,作用于小纸人上的力也就发生改变,带动小纸人运动,看上去就是起舞翩翩了!(1)两种电荷:自然界中只存在两种电荷,即正电荷和负电荷。正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷。负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做负电荷。(2)自由电子和离子:金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动,这种电子叫做自由电子。失去这种电子的原子便成为带正电的离子,称为正离子;得到电子的原子便成为带负电的离子,称为负离子。(3)电荷间的相
5、互作用规律:电荷间有相互作用力,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,两电荷间的相互作用力大小相等,方向相反,作用在同始终线上。示例如图111所示,a,b,c,d为四个带电小球,两球之间的作用分别为a吸d,b斥c,c斥a,d吸b,则()A仅有两个小球带同种电荷B仅有三个小球带同种电荷Cc,d小球带同种电荷Dc,d小球带异种电荷点拨:应依据同种电荷间相互排斥、异种电荷间相互吸引,从题给条件推断出各电荷电性关系。由d吸a,d吸b可知a与b带同种电荷,且与d带异种电荷;由c斥a,c斥b可知c与a,b带同种电荷,c与d带异种电荷,A错,B对,C错,D对。答案:BD2、起电的三种方式(1)摩擦起电由于两个
6、物体相互摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体,于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物体则带正电。如玻璃棒与丝绸摩擦时,由于玻璃棒简单失去电子而带正电,硬橡胶棒与毛皮摩擦时,由于硬橡胶棒简单得到电子而带负电。思维警示:原子核中的质子不能脱离原子核而移动,即相互摩擦的两个物体中转移的不行能是正电荷,转移的只能是负电荷即电子。带正电的物体肯定失去了电子,带负电的物体肯定获得了电子,其本质都是发生了电子的转移。(2)感应起电当一个带电体靠近导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带异号电荷,远离的一端带同号电荷
7、,这种现象叫做静电感应,利用静电感应使导体带电的过程就叫做感应起电。如图1-1-2所示,导体A、B相接触后靠近C,C带正电,由于静电感应,A、B上的自由电子受到带电体C的吸引而聚集到A端,使A端带负电,B端由于失去电子而带正电。这时先把A、B分开,然后移去C,则A和B两导体上就分别带上了等量异种电荷。思维警示:假如先移开C,再分开A、B,那么原来A、B上感应出的异种电荷会马上中和,不会使A、B带电。(3)接触起电一个不带电的金属导体跟另一个带电的金属导体接触,使不带电的导体带上电荷,这种方式称为接触起带电。如验电器和带电体接触时,正是因为接触起电,带电体的一部分电荷转移到验电器上,使验电器的指
8、针张开。电荷量安排规律:接触带电时,两个物体最终电荷量的安排很困难,但两个原来相同的导体球相互接触后,总电荷量平均安排。例如,将一个带电的金属小球跟另一个完全相同的不带电的金属小球接触后分开,它们平分了原来的电荷而带上等量同种电荷。延长拓展从物体起电的各种方式不难看出,它们都不是创建了电荷,只是电荷从一个物体转移到了另一个物体,或者从物体的一部分转移到了物体的另一部分。示例绝缘细线上端固定,下端挂一轻质小球a,a的表面镀有铝膜。在a的近旁有一绝缘金属球b,起先时,a、b都不带电,如图1-1-3所示,现使b带正电,则()A、b将吸引a,吸住后不放开B、b先吸引a,接触后又把a排斥开C、a、b之间
9、不发生相互作用D、b马上把a排斥开点拨:b带电后,由于静电感应,a的近b端和远b端分别出现等量的负电荷和正电荷,b对a的吸引作用大于排斥作用。a、b接触后带同种电荷,又相互排斥。故选项B正确。答案:B误区点拨本题中假如a的表面不是镀有铝膜,则a的近b端和远b端不会分别出现等量的负电荷和正电荷,有些同学往往就错误认为A、B之间不发生相互作用,这是由于没有正确相识带电体有吸引轻小物体这一性质;也有同学认为B吸引A,所以两球吸在一起后不再分开,这是由于没有相识到由于接触导电两球带上了同种电荷。所以,在平常学习过程中,应重视对基本概念、性质的理解。学问盘点:1、电荷:自然界中只存在两种电荷,即正电荷和
10、负电荷。同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。2、物体的起电方式:摩擦起电、感应起电和接触起电任何起电方式都是电荷的转移,而不是创建电荷学问幻灯片2电荷守恒定律元电荷在近代物理试验中发觉,在肯定条件下,电荷是可以产生和湮没的,正、负电子对的湮没与电荷守恒定律冲突吗?分析:不冲突。这种状况下带电粒子总是成对湮没和产生,两种电荷数目相等,正负相反,而光子或中子都是中性的,本身不带电,所以电荷的代数和不变。由此我们可以得到下面的两种表述。1、电荷守恒定律(1)内容:电荷既不能被创建,也不能被歼灭,它们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,在转移过程中,电荷总量不变。这个结论
11、叫做电荷守恒定律。(2)电荷守恒定律的另一种表述:电荷守恒定律也常表述为: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的。温馨提示:电荷守恒定律是物理学的基本定律之一适用范围:电荷守恒定律在一切宏观、微观物理过程中成立,对全部惯性参考系都成立起电过程实质是物体中正负电荷的分别和转移的过程,两个物体之间或物体的两部分之间能转移的是电子。电荷的中和是正负电荷对外表现的电性相互抵消,使得净电荷削减或为零,但正负电荷本身依旧存在,并不是正负电荷消逝,电荷不会消逝,也不能被创建出来。我们通常探讨物体带何种电性,是指物体的净电荷是正还是负,也就是说物体所具有的总电荷中是正电荷多于负电荷,还是负电
12、荷多于正电荷。电荷的中和实质是正负电荷的结合过程,但在分别、转移、结合等过程中电荷的总量保持不变。2、元电荷(1)电荷量:电荷的多少叫电荷量,简称电量。其国际单位为库仑,符号是C。(2)元电荷:科学试验发觉的最小电荷量就是电子所带的电荷量,这个最小的电荷量叫元电荷,用e表示,这是电荷的最小单位。(3)元电荷的数值:e1.601019C。(4)比荷:电子的电荷量e和电子质量m之比叫电子的比荷。电子的比荷也是一个常用的物理量,电子的比荷为。温馨提示:元电荷是电荷量的单位(1.601019C作为一个电荷量单位),不是指某电荷,不能说元电荷就是电子电量或一个电子。在探讨原子、原子核及其他基本粒子时,为
13、了便利,常用元电荷作为电量的单位。电荷量不能连续改变,电子和质子的电荷量均为e,全部带电体的电荷量或者等于e,或者是e的整数倍。元电荷的数值最早是由美国科学家密立根用试验测得到的比较电荷带电的多少,要比较的是其电荷量的肯定值,肯定值大的带电多尽管电荷量有正负值(正号一般省略),要知道这里的“”、“”号不表示电荷量的大小,只代表电荷的性质(种类)一般,正电荷的电量用正值表示,负电荷的电量用负值表示示例甲物体与乙物体相互摩擦,没有其他物体参加电荷的交换,发觉甲物体带了9.610-16C的正电荷.以下结论正确的是()A甲物体失去了6103个电子B乙物体失去了6103个电子C乙物体带9.610-16C
14、的负电荷D乙物体带9.610-16C的正电荷点拨:依据摩擦起电的特点,甲物体带了9.610-16C的正电荷,说明甲物体失去了9.610-16C的负电荷,即失去了9.610-16C/1.601019C=6103个电子;没有其他物体参加电荷的交换,由电荷守恒定律可知,乙物体得到了6103个电子,带9.610-16C的负电荷。答案:AC学问盘点:1、电荷守恒定律:电荷既不能被创建,也不能被歼灭,它们只能是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,在转移的过程中,电荷的总量保持不变。或者说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的。2、元电荷:最小的电荷量叫做元电荷。
15、任何带电粒子所带的电量都是元电荷的整数倍。带电粒子的电荷量与其质量之比叫做粒子的比荷。【例题详解】题组幻灯片1两种电荷间的相互作用电荷间有相互作用力,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。同时要留意带电体有吸引轻小物体的性质。典题1挂在绝缘细线下的两个轻质小球,表面镀有金属薄膜,由于电荷的相互作用而靠近或远离,分别如图1-1-4甲、乙所示,则()A甲图中两球肯定带异种电荷B乙图中两球肯定带同种电荷C甲图中至少有一个带电D乙图中两球至多有一个带电慢镜头分析题目中的小球都是镀有金属薄膜的轻质小球,带电物体具有吸引轻小物体的性质,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,所以可以推断出现甲图的现象,可以是两
16、个带异种电荷的小球,也可以是一个小球带电而另一个小球不带电;两个小球由于相互排斥而出现乙图中的现象,则必需都带电且是同种电荷。答案:B、C技巧点拨两个轻小球相互吸引有两种可能性,一种是两个小球带异种电荷,另一种是一个小球带电,另一个小球不带电。相互排斥只有一种可能,就是两个小球带同种电荷。典题2如图1-1-5所示,用两根绝缘丝线挂着两个质量相同不带电的小球A和B,此时,上、下丝线受的力分别为TA、TB;假如使A带正电,B带负电,上、下丝线受力分别为TATB_。(填“变大”或“变小”或“不变”)慢镜头分析不带电时,分析B受力,拉力等于重力;带电时,分析B受力,由于异性相吸,拉力小于重力。无论带不
17、带电,对AB整体,TA2mg。答案:不变;变小方法总结本题涉及到整体隔离法的应用,可以依据力的平衡列示求解。求两个物体之间的力要用隔离法,像本题中求上面丝线的拉力则用整体法。 题组幻灯片2对起电方式的考察物体的带电方式有三种:摩擦起电、感应起电和接触起电,这三种起电方式的本质都是电荷的转移,电荷总量保持不变。典题3用毛皮摩擦橡胶棒时,橡胶棒带_电荷,毛皮带_电荷。当橡胶棒带有2.710-9库仑的电量时,电荷量为1.610-19库仑的电子有_个,是从_移到_上。慢镜头分析用毛皮摩擦橡胶棒时,橡胶棒因得到从毛皮转移来的电子,带上了负电荷,毛皮因丢失了电子,而带上了正电荷。这一摩擦起电的现象,是遵守
18、电荷守恒定律的。从毛皮转移到橡胶棒上的电子数为n=个=1.71010个答案:负,正,1.71010,毛皮,橡胶棒。误区点拨摩擦起电时,转移的是电子,质子不能发生转移。任何带电体所带的电荷量或者等于电荷量e,或者等于电荷量e的整数倍。典题4如图-1-6所示,不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔。当枕形导体的A端靠近一带正电导体C时:AA端金箔张开,B端金箔闭合B用手触摸枕形导体后,A端金箔仍张开,B端金箔闭合C用手触摸枕形导体后,将手和C都移走,两对金箔均张开D选项A中两对金箔分别带异种电荷,选项C中两对金箔带同种电荷慢镜头分析依据静电感应现象,带正电的导体C放在枕形导体旁边,在A端出现了
19、负电,在B端出现了正电,这样的带电并不是导体中有新的电荷,只是电荷的重新分布。金箔上带电相斥而张开。选项A错误。用手摸枕形导体后,B端不是最远端了,人是导体,人的脚部甚至地球是最远端,这样B端不再有电荷,金箔闭合。选项B正确。用手触摸导体时,只有A端带负电,将手和C移走后,不再有静电感应,A端所带负电便分布在枕形导体上,A、B端均带有负电,两对金箔均张开。选项C正确。以上分析看出,选项D也正确。答案:BCD反思总结解决这类问题须要将静电感应的学问与电荷间的作用特点结合起来,有时适当结合力学有关学问,比如力的平衡等综合分析。题组幻灯片3电荷守恒定律的应用任何起电方式都是电荷的转移,而不是创建电荷
20、。全部带电体的电荷量或者等于电荷量e,或者是电荷量e的整数倍。在同一隔离系统中正、负电荷量的代数和总量不变。典题5有三个相同的绝缘金属小球A、B、C,其中A小球带有310-3C的正电荷,B小球带有210-3C的负电荷,小球C不带电。先让小球C与小球A接触后分开,再让小球B与小球A接触后分开,最终让小球B与小球C接触后分开,试求这时三球的带电荷量分别为多少?慢镜头分析总电荷量是守恒的,小球接触平分电荷;C、A接触后;A、C都带3.010-3C/2=1.510-3C的正电荷,让小球B与小球A接触后分开,A、B都带-510-4C/2=-2.510-4C的负电荷,最终让小球B与小球C接触后,B、C都带
21、(1.510-3C-2.510-4C)/2=6.2510-4C的正电荷.故最终三小球的带电量分别为:qA-2.510-4CqB6.2510-4CqC6.2510-4C答案:qA-2.510-4C、qB6.2510-4C,qC6.2510-4C典题6如图1-1-7所示,左边是一个原先不带电的导体,右边C是后来靠近的带正电的导体球,若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开,分导体为A、B两部分,这两部分所带电荷量的数值分别为QA、QB,则下列结论正确的是()A沿虚线d切开,A带负电,B带正电,且QAQBB只有沿虚线b切开,才有A带正电,B带负电,且QAQBC沿虚线a切开,A带正电,B带负电,且QAQB
22、D沿随意一条虚线切开,都有A带正电,B带负电,而QA、QB的值与所切的位置有关慢镜头分析静电感应使得A带正电,B带负电,导体原来不带电,只是在C的电荷的作用下,导体中的自由电子向B部分移动,使B部分多带了电子而带负电;A部分少了电子而带正电。依据电荷守恒可知,A部分转移的电子数目和B部分多余的电子数目是相同的,因此无论从哪一条虚线切开,两部分的电荷量总是相等的。不过从不同位置切开时,QA、QB的值是改变的,故只有D正确答案:D 【深化理解】重点难点疑点关于静电感应现象的应用本节的重点是驾驭电荷守恒定律并能解答相应的问题,难点则是对三种起电方式的理解,尤其是对感应起电的理解和应用。当带电体靠近导
23、体时产生静电感应现象,靠近带电体的一端带异种电荷,远离带电体的一端带同种电荷。典题1如图1-1-8所示,有一带正电的验电器,当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时,验电器的金箔张角减小,则()A金属球可能不带电B金属球可能带负电C金属球可能带正电D金属球肯定带负电慢镜头分析验电器的金箔之所以张开,是因为它们都带有正电荷,而同种电荷相排斥.张开角度的大小确定于两金箔带电荷量的多少假如A球带负电,靠近验电器的B球时,异种电荷相互吸引,使金箔上的正电荷渐渐“上移”,从而使两金箔夹角减小,选项B正确,同时否定选项C假如A球不带电,在靠近B球时,发生静电感应现象,使A球电荷发生极性分布,靠近B球的端
24、面出现负的感应电荷,而背向B球的端面出现正的感应电荷A球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用,从而使金箔张角减小答案:AB方法提炼本题主要考查了电荷间的相互作用规律和静电感应现象在解决这类问题时依据电荷间相互作用规律和静电感应现象,推断电荷的重新分布状况,进而推断验电器金箔张角大小等问题规律方法技巧接触带电电荷安排原则、形态完全相同的两个小球(1)若一个带电,一个不带电,两小球接触后再分开,则电荷量平分(2)若两小球分别带同种电荷q1、q2,两者接触后再分开,则每个小球带电为(3)若两小球分别带异种电荷q1、q2,两者接触后再分开,则每个小球带电为、不完全相同的金属物体接触后电荷安排规律
25、:不肯定均分,安排的比例与两个导体的大小及形态有关,假如两个导体的大小形态确定,则安排比例肯定。典题2有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B,分别带有电量QA=6.410-9C,QB=-3.210-9C,让两绝缘金属小球接触,在接触过程中,电子如何转移并转移了多少?慢镜头分析两个完全相同的金属球接触后再分开,异种电荷先中和,再平均安排电量,将剩余电荷除以2即为每个金属球所带的电量。当两小球接触时,带电量少的负电荷先被中和,剩余的正电荷再重新安排。由于两小球相同,剩余正电荷必均分,即接触后两小球带电量C在接触过程中,电子由B球转移到A球,不仅将自身电荷中和,且接着转移,使B球带的正电,这样,共转
26、移的电子电量为C转移的电子数答案:电子由B球转移到A球,转移的电子数为。方法提炼相同的球接触后电量平分,是库仑当年从直觉得出的结果,也是库仑试验中的一个重要的思想方法依靠彼此接触达到变更电量的目的本题考查了电荷守恒定律,元电荷概念,涉及正负电荷中和,电荷重新分布,电子转移数量等问题。 探究建模创新电荷守恒定律是自然界主要的基本规律之一,虽然近代物理学中夸克理论的出现打破了元电荷e的界限,但是电荷守恒仍是我们解题的重要思路。典题3目前一般认为,质子和中子都是由被称为夸克和夸克的两类夸克组成。夸克带电量为,夸克带电量为,为基元电荷。下列论断可能正确的是A质子由1个夸克和1个夸克组成,中子由1个夸克
27、和2个夸克组成B质子由2个夸克和1个夸克组成,中子由1个夸克和2个夸克组成C质子由1个夸克和2个夸克组成,中子由2个夸克和1个夸克组成D质子由2个夸克和1个夸克组成,中子由1个夸克和1个夸克组成思维流程图慢镜头分析我们原来认为质子、中子是最小的微粒,但是现在的夸克理论认为还有更小的微粒存在,不过这些并不影响电荷守恒定律的应用。我们知道,质子带电量为e,那么可以看成由两个夸克和一个夸克组成,中子不带电,可以看成由一个夸克和两个夸克组成的,所以正确答案为B。答案:B技巧点拨夸克和反夸克的概念是新型的概念,但它却满意电荷数守恒的规则,我们仍旧可以利用电荷守恒来推断电荷的组成。 静电场 第一章、静电场
28、第一节、电荷及其守恒定律(1课时)教学目标(一)学问与技能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建了电荷,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建了电荷,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、通过对初中学问的复习使学生进一步相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建了电荷,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)情感看法与价值观通过对本节的学习培育学生从微观的角度相识物体带电的本质重点:电荷守恒定律难点:利
29、用电荷守恒定律分析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:新的学问内容,新的学习起点本章将学习静电学将从物质的微观的角度相识物体带电的本质,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学问:【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
30、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说明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)摩擦起电的缘由:不同物质的原子核束缚电子的实力不同实质: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
31、,B(参见课本图1.11)可以看到A,B上的金属箔都张开了,表示A,B都带上了电荷假如先把C移走,A和B上的金属箔就会闭合假如先把A和B分开,然后移开C,可以看到A和B仍带有电荷;假如再让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:静电感应的缘由?带领学生分析物质的微观分子结构,分析起电的本质缘由: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
32、的异种电荷感应起电也不是创建了电荷,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:电荷既不能创建,也不能歼灭,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33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.留意:全部带电体的电荷量或者等于e,或者等于e的整数倍。就是说,电荷量是不能连续改变的物理量。电荷量e的值:e=1.6010-19C比荷:电子的电荷量e和电子的质量me的比值,为C
33、/【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25个元电荷的电量是_,16C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体积很大的带电体肯定不能看成点电荷C当两个带电体的大小及形态对它们之间的相互作用力的影响可以忽视时,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思索与探讨: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、摩擦起电的学问,这些在初中都已经
34、讲过,本节重点是讲解并描述静电感应现象要做好演示试验,使学生清晰地知道什么是静电感应现象在此基础上,使学生知道,感应起电也不是创建了电荷,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解并描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,而密立根试验作为专题,有条件的学校可以组织学生选学其次节、库仑定律(1课时)教学目标(一)学问与技能1驾驭库仑定律,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
35、秤的试验原理(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)情感看法与价值观培育学生的视察和探究实力重点:驾驭库仑定律难点: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)复习上课时相关学问(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视察分析出结论(参见课本图1.21)【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
36、力的方向在两个点电荷的连线上 公式:静电力常量k=9.0109Nm2/C2适用条件:真空中,点电荷志向化模型【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视,带电体就可以看作点电荷严格地说点电荷是一个志向模型,事实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简单出现的错误是: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订正(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说明,只能简洁地指出:为了解除其他介质的影响,将试验和定律约束在真空的条件下扩展:任
37、何一个带电体都可以看成是由很多点电荷组成的随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、库仑扭秤试验(1785年,法国物理学家库仑)【演示】:库仑扭秤(模型或挂图)介绍:物理简史及库仑的试验技巧试验技巧:(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=9.1010-31kg,质子的质量m2=1.6710-27kg电子和质子的电荷量都是1.6010-19C分析:这个问题不用分别计算电子和质子间的静
38、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像,表述的都是力,这是相同之处;它们的实质区分是: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许多,因此在探讨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,但相比之下特别小,所以可忽视不计【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闲逛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
39、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:A3F/64B0C3F/82D3F/162如图141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=510-3C,q2=210-2C,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
40、止状态4把一电荷Q分为电量为q和(Qq)的两部分,使它们相距肯定距离,若想使它们有最大的斥力,则q和Q的关系是_说明:1点电荷是一种志向化的物理模型,这一点应当使学生有明确的相识2通过本书的例题,应当使学生明确地知道,在探讨微观带电粒子的相互作用时为什么可以忽视万有引力不计3在用库仑定律进行计算时,要用电荷量的肯定值代入公式进行计算,然后依据是同种电荷,还是异种电荷来推断电荷间的相互作用是引力还是斥力4库仑扭秤的试验原理是选学内容,但考虑到库仑定律是基本物理定律,库仑扭秤的试验对检验库仑定律具有重要意义,所以希望老师介绍给学生,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)
41、学问与技能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别物质形态2理解电场强度的概念及其定义式,会依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能依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洁的计算(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)情感看法与价值观培育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
42、场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简洁的计算教学过程(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相识电场,理解电场的客观存在性,不以人的意识为转移,但能为人的意识所相识的物质属性利用课本图145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,事实上是电荷A的电场对电荷B的作用;电荷B对电荷A的作用,事实上是电荷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别形式的物质电场发生的,电荷的四周都存在电场.特别性: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,
43、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.电场能使引入其中的导体产生静电感应现象.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可知带电金属球四
44、周存在电场。且从小球受力状况可知,电场的强弱与小球带电和位置有关。引出摸索电荷和场源电荷-(1)关于摸索电荷和场源电荷-(详见P12)留意:检验电荷是一种志向化模型,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,所以不能干脆用电场力的大小表示电场的强弱试验表明: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在电场中的位置所确定,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)电场强度定义:电场中某一点的电荷受到的电场
45、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(适用于全部电场)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?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探讨真空中点电荷四周的电场,说明探讨方法:将检验电荷放入点电荷四周的电场中某点,推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,它确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
46、是否放入电荷无关.带领学生总结出真空中点电荷四周电场的大小和方向在此过程中留意引导学生总结公式E=F/q和E=kQ/r2的区分及联系3、(真空中)点电荷四周的电场、电场强度的叠加(1)点电荷四周的电场大小:E=kQ/r2(只适用于点电荷的电场)方向:假如是正电荷,E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q;假如是负电荷:E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q(参见课本图147)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确定的,与检验电荷无关提出问题:假如空间中有几个点电荷同时存在,此时各点的场强是怎
47、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四周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:先在同始终线再不在同始终线。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很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四周各点场强【例题】(课本P9例题演化)在真空中有两个点电荷Q1=3.010-8C和Q2=3.010-8C,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
48、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=E1cos60E2cos60=2E1cos60=2kQ1cos60/r2代入数值得E=2.7104N/C可以证明:一个半径为R的匀称球体(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组织学生探讨课本中的【说一说】,由学生探讨后归纳:(1)关于静电平衡(2)静电平衡后导体内部电场的特点:处于静电平衡状态的导体,内部的场强到处为零(留意:这时的场强是合场强,即外电场和感应电场的叠加)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)电场线的基本性质电场线上每点的切线方向就