高中物理静电场.pptx

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1、第一章静电场1电荷及其守恒定律2库仑定律3电场强度4电势能和电势5电势差6电势差与电场强度的关系7电容器与电容8带电粒子在电场中的运动2007考试说明1物质的电结构、电荷守恒2静电现象的解释3点电荷4库仑定律5静电场6电场强度.点电荷的电场7电场线8电势能、电势9电势差10匀强电场中电势差与电场强度的关系11带电粒子在匀强电场中的运动12示波管13常见电容器14电容器的电压、电荷量和电容的关系第1页/共69页一教学的思考1教学的难点2教学的重点3考试的热点4个人的思考第2页/共69页电电 场场 力力电场强度电场强度.电场线电场线电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系电势电势.电势差电势差

2、.等势面等势面电电 势势 能能库仑定律库仑定律电场电场知识结构电容器与电容电容器与电容.带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动.第3页/共69页定义式定义式决定式决定式电场强度电场强度F/q（点电荷）（点电荷）电电 势势E/q（点电荷）（点电荷）电电 容容Q/U（平行板电容器）（平行板电容器）一一.知识的类比：知识的类比：学习方法学习方法二二.方法的迁移方法的迁移1.带电粒子在电场中的偏转带电粒子在电场中的偏转-类平抛运动类平抛运动2.将电场问题看作只是增加了电场力的力学问题将电场问题看作只是增加了电场力的力学问题,前面学习的物前面学习的物理规律理规律(如如:平衡条件平衡条件.牛顿运动定

3、律牛顿运动定律.动能定理等动能定理等)均可在此使用均可在此使用.第4页/共69页教学的时间安排第一单元:从力的角度看电场(库仑定律 电场 电场强度 电场线)_ 课时第二单元:从能的角度看电场(电场力做功 电势能电势 电势差 等势面 电势与电场强度的关系)_ 课时第三单元:综合应用(电容等相关器件 带电物的运动 生产生活中的电场现象)_ 课时第四教学环节:实验考试_ 课时第5页/共69页二、教学设计思路及教学建议二、教学设计思路及教学建议1、电荷及电荷守恒定律2、库仑定律3、电场强度4、电势能和电势5、电势差6、电势差与电场强度的关系7、电容器与电容8、带电粒子在电场中的运动第6页/共69页第一

4、节、电荷及其守恒定律（第一节、电荷及其守恒定律（1 1课时）课时）教学目标教学目标（一）知识与技能（一）知识与技能1知道两种电荷及其相互作用知道电荷量的概念2知道摩擦起电和静电感应现象，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分开3知道电荷守恒定律4知道什么是元电荷（二）过程与方法（二）过程与方法 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。掌掌握起电的方法握起电的方法。（三）情感态度与价值观（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：重点：电

5、荷守恒定律难点：难点：做好演示实验，利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。第7页/共69页a:电荷有两类以及性质，正电荷、负电荷。电荷有两类以及性质，正电荷、负电荷。b:电荷之间的作用电荷之间的作用a.a.摩擦起电摩擦起电b.b.感应起电感应起电1 有关电荷知识的回顾2起电的方式一、电荷一、电荷第8页/共69页a.a.摩擦起电摩擦起电复习：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复习：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排斥，而玻璃棒和硬橡胶棒之

6、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，异种电荷相互吸引相互排斥，异种电荷相互吸引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，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 结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷电荷总量没有变。结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷电荷总量没有变。原子的核式结构及摩擦起电的微观解释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

7、电微粒组成，构成物质的原子本身就是由带电微粒组成，包括带正电原子核（质子和中子）和带负包括带正电原子核（质子和中子）和带负电的核外电子，电的核外电子，不同物质的原子核不同物质的原子核束缚电子的能力束缚电子的能力不同，在摩擦过程中不同，在摩擦过程中电子发生转移电子发生转移第9页/共69页现象及解释：把带正电荷的球C移近彼此接触的异体A，B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上的金属箔都会闭合如果先把A和B分开，然后移开C，可以看到A和B仍带有电荷，金属箔仍张开；如果再让A和B接触，金属箔都会闭合这说明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静电感

8、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b感应起电感应起电的本质原因：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转移到另一部分，电荷总量没有变总量没有变。第10页/共69页3、起电的本质：、起电的本质：不是创造了电荷，而是使物体中不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开的电荷分开二二.电荷守恒定律电荷守恒定律 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转移到另一

9、个物体，或者从物体的一部分转移转移到另一部分 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。第11页/共69页三三.元电荷元电荷电荷量：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，是最小的电荷量比荷：电子的电荷量e和电子的质量me的比值,为C/密立根油滴法测定：e=1.6021773310-19库仑(C)e=1.610-19库仑(C)现代的一些认识-夸克等第12页/共69页本本题题功功能能：物物理理学学中中一一个个常常用用的的处处理理方方法法：利利用用情情境境的的对对称称性性。也也为为下下一一节节“库库仑仑的的实实验验”做做

10、准准备备。要明确条件：要明确条件：完全一样的金属球。完全一样的金属球。介绍第三种起电方式：接触起电。介绍第三种起电方式：接触起电。P5第第3题题3.有有三三个个完完全全一一样样的的绝绝缘缘金金属属球球，A球球带带的的电电荷荷量量为为q，B、C均均不不带带电电。现现要要使使B球球带带的的电电荷荷量量为为3q/83q/8，应该怎么办？，应该怎么办？第13页/共69页第二节、第二节、库仑定律（库仑定律（1 1课时）课时）教学目标教学目标（一）知识与技能（一）知识与技能1掌握库仑定律掌握库仑定律，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，知道库仑定律的适用条件2会用库仑定律

11、的公式进行有关的计算计算3了解库仑扭秤的实验原理（二）过程与方法（二）过程与方法1、通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素，并猜想关系2、从库仑的探究过程中体会控制变量法和对称法控制变量法和对称法3、从点电荷体会理想化理想化的研究方法（三）情感态度与价值观（三）情感态度与价值观培养学生的观察和探索能力重点：重点：掌握库仑定律难点：难点：会用库仑定律的公式进行有关的计算第14页/共69页依据实验现象猜想：力的大小与什么因素有关，会不会与万有引力的大小具有相似的形式呢？即1、问题的提出：、问题的提出：第15页/共69页2、库仑扭秤实验、库仑扭秤实验1 1、思想方法、思想方法_控制变量法、对称

12、法控制变量法、对称法2、保持两个小球带电荷量不变，改变距离，探究发现保持两个小球带电荷量不变，改变距离，探究发现力的大小跟它们的距离的二次方成反比力的大小跟它们的距离的二次方成反比3、保持两个小球距离不变，改变电荷量，探究发现保持两个小球距离不变，改变电荷量，探究发现力力的大小跟两个点电荷的电荷量的乘积成正比的大小跟两个点电荷的电荷量的乘积成正比体会控制变量法、对称法在科学研究中的作用第16页/共69页3、库仑定律、库仑定律静电力常量：静电力常量：k k=9.0=9.010109 9 N Nm m2 2/C/C2 2内容表述：内容表述：真空真空中两个静止中两个静止点电荷点电荷之间的相互作用力的

13、大小跟两个点电荷的之间的相互作用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电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比作用作用力的方向在两个力的方向在两个点电荷的连线上点电荷的连线上公式：公式：适用条件：真空中，点电荷点电荷点电荷理想化模型，实际上是不存在的但只要带电体本身的大小跟它理想化模型，实际上是不存在的但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并非是体积小就能们之间的距离相比可以忽略，带电体就可以看作点电荷并非是体积小就能当点电荷（理想化研究方法）当点电荷（理想化研究方法）第17页/共69页【例题2】：试比较电子和质子间的静电

14、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启示与小结：可以看出，万有引力公式和库仑定律公式在表面启示与小结：可以看出，万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似，只有质量和电荷量的区别，体现了科学的一种对称上很相似，只有质量和电荷量的区别，体现了科学的一种对称美，它们的实质区别是：首先万有引力公式计算出的力只能是美，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

15、的力，绝没有相排斥的力其次，由计算结果看出，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，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，所以可忽略不计有引力虽然存在，但相比之下非常小，所以可忽略不计第18页/共69页问题与练习问题与练习本题再一次用到对称的研究方法本题再一次用到对称的研究方法第19页/共69页第三节、电场第三节、电场 电场强度电场强度教学目标教学目标（一）知识与技能（一）

16、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物质形态2理解电场强度的概念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（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；体会用比值法定义物理量的方法比值法定义物理量的方法，知道电场叠加的一般方法。（三）情

17、感态度与价值观（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：重点：电场强度的概念及其定义式难点：难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理叠加原理进行简单的计算 第20页/共69页一、电场的存在a:力的作用媒介：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.b:电场的基本特征：引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用。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c:电场的物质性是客观存在的，具有物质的基本属性质量和能量。它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.静电场：静止

18、电荷产生的电场第21页/共69页二、电场强度a:电场强度概念的提出：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，因此电场具有方向性以及各点强弱的不同，引出电场强度的概念来描述电场这种性质的不同。b:检查强度的方法：用同一检验电荷q q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小不同，用来表示电场的强弱和方向的不同c:电场强度的定义：虽然可用同一检验电荷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

19、无关，是反映电场性质的物理量，所以我们用这个比值F/q来表示电场的强弱第22页/共69页4、决定因素: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点电荷q q无关无关，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.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。2、公式（大小）：E=F/q （适用于所有电场）单位：N/C 意义：3、方向性：电场强度是矢量物理学中规定，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第2

20、3页/共69页定义式和决定式加速度的定义式与决定式电场强度的电容电势电阻的.磁感强度比值法第24页/共69页三、点电荷的电场a真空中点电荷的电场强度的决定式(检验电荷与产生电场的电荷)E=F/q和E=kQ/r2b点电荷电场的方向：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Qc多个点电荷的电场的求解：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等量同种和等量异种电荷电场的叠加问题是命题的热点问题引导学生推导，注意适用条件。第25页/共69页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：导体不再有电荷

21、的定向运动（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）处于静电平衡状态的导体，电荷只分布在导体的外表面上第26页/共69页四、电场线电场线：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切线方向表示该点的电场强度的方向示该点的电场强度的方向。电场线的基本性质电场线的基本性质电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向.电场线的疏密反映电场强度的大小电场线的疏密反映电场强度的大小(疏弱密强疏

22、弱密强).).静静电电场场中中电电场场线线始始于于正正电电荷荷或或无无穷穷远远，止止于于负负电电荷荷或或无无穷穷远远.它它不不封封闭闭，也也不不在在无电荷处中断无电荷处中断.任意两条电场线任意两条电场线不会在无电荷处相交不会在无电荷处相交电场线是为了形象描述电场而引入的电场线是为了形象描述电场而引入的假想的线假想的线，不是实际存在的线。，不是实际存在的线。第27页/共69页5 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

23、强电场.如右图所示第28页/共69页常见电场的电场线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、同向的直线第29页/共69页说明说明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

24、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30页/共69页习题课1库仑规律的理解与简单应用2电场的概念辨析3简单的电场强度的求解(包括场强的叠加）4综合应用：a:简单的平衡 b:牛顿规律的应用 c:简单的曲线运动等第31页/共69页第四节第四节 电势能、电势（电势能、电势（2 2课时）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

25、解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。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（二）过程与方法1.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。2.进一步体会用比值法来定义物理量的方法.（三（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。重点重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。难点难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。第32页/共69页一、电场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

26、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运动路径无关。与重力做功类比，引出：电势能引入新课：从静电力做功使试探电荷获得动能入手，提出问题：是什么引入新课：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？能转化为试探电荷的动能？第33页/共69页二电势能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由位置决定的势能，这种势能叫做

27、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减少量。写成式子为：注意：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 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。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类比于重力势能，有正负无方向 第34页/共69页电势-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。（类比电场强度的定义）（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

28、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。（电场线指向电电势势降降低低最最快快的方向的方向）（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）三、电势三、电势第35页/共69页四等势面定义：电场中电势相等的点构成的面等势面的性质：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。等势面越密，电场强度越大等势面不相交，不相切几种电场的电

29、场线及等势面（课本21页）说明说明:这里讨论等势面与电场线的关系时用到了反证法。反证这里讨论等势面与电场线的关系时用到了反证法。反证法是科学研究中重要的逻辑方法，在日常生活中也常用到。法是科学研究中重要的逻辑方法，在日常生活中也常用到。第36页/共69页第五节第五节 、电势差、电势差 （1 1课时）课时）教学目标（一）知识与技能（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（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（三）情感态度与价值观 培养学生对比的学习方法对比的学习方法，培养学生的逻辑能力重点：重

30、点：理解掌握电势差的概念、定义式。难点：难点：根据电势差的定义式进行有关计算。第37页/共69页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，引出电势差。（1）定义：电场中两点间电势的差值，也叫电压。用表示。或注意：电势差也是标量，可正，可负。一、电势差 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 即：电场中电场中A A、B B两点间的电势差等于电场力做的功与试探电荷两点间的电势差等于电场力做的功与试探电荷Q Q的比值。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位置有关二、二、静电力做功与电势

31、差的关系静电力做功与电势差的关系第38页/共69页问题与练习问题与练习P25第第2题题 2.在在研研究究微微观观粒粒子子时时常常用用电电子子伏伏特特（eV）作作做做能能量量的的单单位位。1 eV等等于于一一个个电电子子经经过过1 V电电压压加加速速后后所所增增加加的的动动能能。请请推推导导电子伏特与焦耳的换算关系。电子伏特与焦耳的换算关系。这个值这个值1.61019让学生在脑子中记一记，常用到。让学生在脑子中记一记，常用到。P24例题 先引导学生画示意图。后解答。引导学生养成良好的作图分析的习惯。第39页/共69页第六节第六节 、电势差与电场强度的关系、电势差与电场强度的关系 （1 1课时）课

32、时）教学目标（一）知识与技能（一）知识与技能 1 1、掌握电势差与电场强度的关系 2、初步了解电场强度与电势的关系（二）过程与方法（二）过程与方法 通过对电场力做功的两种不同方式的比比较较推推导导得出电势差与电场强度的关系（三）态度与价值观（三）态度与价值观1、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：重点：匀强电场中电势差与电场强度的关系 难点：难点：电势差与电场强度的关系在实际问题中应用。第40页/共69页引导学生结合图1、61用电场力做功的两种不同途径求出电场力做的功。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：结论一：匀强电场中两点间的电势差等

33、于电场强度与这两点沿电场方向的距离沿电场方向的距离的乘积。即结论二：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沿电场线方向的距离的比值。即适用条件：匀强电场第41页/共69页归纳总结一：电场强度与电势无直接关系，而是与电势的变化相联系与电势的变化相联系，并举例说明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。电势为零的地方电场强度不一定为零。电场强度相等的地方电势不一定相等。电势相等的地方电场强度不一定相等。归纳总结二：并引导学生概括场强三个公式E=F/q、E=kQ/r2和E=UAB/d，对比其适用条件。强调强调d d是是沿电场方向的距离沿电场方向的

34、距离第42页/共69页问问题题和和练练习习.图图1.6-4是是初初中中地地理理中中的的等等高高线线图图（图图中中数数字字的的单单位位是是米米）。小小山山坡坡的的左左边边a和和右右边边b哪哪一一边边的的地地势势更更陡陡些些？如如果果把把一一个个球球分分别别从从山山坡坡左左右右两两边边滚滚下下（不不考考虑虑摩摩擦擦）哪哪边边的的加加速速度度更更大大？现现在在把把图图1.6-4看看成成一一个个描描述述电电势势高高低低的的等等势势线线图图，图图中中的的单单位位是是伏伏特特，a和和b哪哪一一边边电电势势降降落落得得快快？哪哪一一边边的的电电场场强强度度大大？根根据两者的对比谈谈你的体会。据两者的对比谈谈

35、你的体会。科学方法：类比第43页/共69页习题课1电势能、电势、电势差电场强度的概念辨析2电场力的功与电势差关系的理解和应用3电势差与电场强度关系的理解和应用4简单综合应用 a:电场中简单的直线运动问题 b:电场中简单的功能关系问题 第44页/共69页第七节第七节 、电容器与电容、电容器与电容 （1 1课时）课时）教学目标（一）知识与技能（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；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

36、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（二）过程与方法 结合实物观察与演示，在讨论与计算过程中理解掌握电容器的相关概念、性质。进一步体会用比值法来定义物理量的方法。（三）情感态度与价值观（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：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：难点：电容器的电容的计算与应用第45页/共69页一、电容器一、电容器电容器的结构：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。电容器的充电、放电：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

37、种电荷。这个过程叫做充电。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.内部能量：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.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.归归纳纳：充充电电带带电电量量Q Q增增加加,板板间间电电压压U U增增加加,板板间间场场强强E E增增加加,电电能能转转化化为为电电场能场能放电放电带电量带电量Q减少减少,板间电压板间电压U减少减少,板间场强板间场强E减少减少,电场能转化为电能电场能转化为电能第46页/共69页二：电容(类比)2.与储水容器类比。对

38、于给定电容器，相对于给定柱形水容器，C（类比于横截面积）不变,U(类比于水的深度),Q(类比于储水的体积)。在C一定情况下，Q=CU，Q正比于U,Q/U是一个常量.4.电容的定义: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。5.电容的定义式:6.单位(数量级的名称):法拉（F）还有微法（F）和皮法（pF）1F=10-6F=10-12pF7.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电容器的定义式不是决定式,电容大小与电容器的带电量和两极间电压大小无关.1、电容的引入:讨论充电

39、后的电容器Q与U的比值Q/U的意义。第47页/共69页三三.平行板电容器的电容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.结论结论:平行板电容器的电容C与介电常数成正比,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.第48页/共69页四、常

40、用电容器铝质电解电容器铝质电解电容器 聚苯乙烯电容器聚苯乙烯电容器1、固定电容器、固定电容器知道电容器的击穿.额定电压和击穿电压第49页/共69页甲甲 观察电容器放电的电路图观察电容器放电的电路图 乙乙 实验装置实验装置图图1.7-7用传感器在计算机上观察电容器的放电用传感器在计算机上观察电容器的放电做一做做一做（1）在图中画一个竖立的狭）在图中画一个竖立的狭长矩形，它的面积的物理意义是长矩形，它的面积的物理意义是什么？什么？（2）怎样根据右图估算电容）怎样根据右图估算电容器在全部放电过程中释放的电荷器在全部放电过程中释放的电荷量？量？（3）根据以上数据估算的电）根据以上数据估算的电容是多少？

41、容是多少？第50页/共69页2、可变电容器、可变电容器怎样改变电容？第51页/共69页第八节第八节、带电粒子在电场中的运动、带电粒子在电场中的运动（2课时）课时）教学目标（一）知识与技能（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（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问题。（三）情感态度与价值观（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

42、学生综合分析问题的能力，体会物理知识的实际应用。重点：重点：带电粒子在电场中的加速和偏转规律难点：难点：带电粒子在电场中的偏转问题及应用。第52页/共69页（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。1带电粒子在电场中的加速由动能定理有：（或对恒力）2带电粒子在电场中的偏转（不计重力，且初速度v0E，则带电粒子将在电场中做类平抛运动）第53页/共69页 d+-带电粒子在电场中的偏转 lv0d-qvv0vyl/2第54页/共69页X方向做匀速直线运动：方向做匀速直线运动：Vx=V0 X=V0ty方向做初速度为零的方向做初速度为零的匀加速直线运动匀加速直线运动:

43、Vy=atY=at212qEmqUmda=Y=qUx22mv2d0侧移距离侧移距离=arctanqUxmdv20偏转角偏转角Vx=V0EVVyV0 yUXtan=VyV0=qUxmdv20第55页/共69页应用应用-示波器示波器示波管的原理（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。第56页/共69页第57页/共69页P38第第2题题2.某种金属板某种金属板M受到某种紫外线照射时会

44、不停地发射电受到某种紫外线照射时会不停地发射电子，射出的电子具有不同的方向，其速度大小也不相同子，射出的电子具有不同的方向，其速度大小也不相同。在。在M旁放置一个金属网旁放置一个金属网N。如果用导线将。如果用导线将MN连起来，连起来，M射出的电子落到射出的电子落到N上便会沿导线返回上便会沿导线返回M，从而形成电，从而形成电流。现在按图流。现在按图1.8-11那样给那样给M、N之间加一个电压之间加一个电压U，发现当发现当U 12.5V时电流表中就没有电流。时电流表中就没有电流。问：被这种紫外线照射出的电子，最大速度是多少？问：被这种紫外线照射出的电子，最大速度是多少？第58页/共69页习题课1带

45、电粒子在电场中的偏转问题2带电粒子在简单的交变电场中的运动问题3带电粒子在简单的复合场中的运动问题注：电粒子在电场中的平衡、减速、圆周运动、其它曲线运动等问题也要在习题课中穿插.总结：带电粒子在电场中的运动问题，只不过总结：带电粒子在电场中的运动问题，只不过是增加了电场力的力学问题是增加了电场力的力学问题。第59页/共69页第60页/共69页一、静电场的物质特性一、静电场的物质特性静电场是存在于电荷周围的一种特殊物质，是静电场是存在于电荷周围的一种特殊物质，是物质的一种形态，只要有电荷就有电场这种物质，物质的一种形态，只要有电荷就有电场这种物质，它的存在是通过对放入电场中的电荷受电场力的它的存

46、在是通过对放入电场中的电荷受电场力的作用表现出来的。不管电场中是否放入电荷，但作用表现出来的。不管电场中是否放入电荷，但电场这种物质都是客观存在的。电场这种物质都是客观存在的。二、二、静电场的力特性静电场的力特性电场的基本特性是对放入电场的电荷电场的基本特性是对放入电场的电荷有电场力的作用。电场具有力的性质。有电场力的作用。电场具有力的性质。第61页/共69页 是电场强度的定义式引入检验电荷q q是为了研究电场的力的性质实际上场强的大小跟检验电荷的电量q q的大小无关，场强大小由电场本身的性质决定这个公式适用于一切电场，包括变化磁场所产生的感应电场 是真空中的点电荷Q Q产生的场强的决定式，即

47、场强大小跟场源电荷的电量Q Q成正比，跟离场源电荷的距离r r的平方成反比它只适用于点电荷在真空中所产生的电场第62页/共69页 其中d d是A A、B B两点沿场强方向的距离公式反映了匀强电场中场强跟电势差的关系只适用于匀强电场第63页/共69页三、三、静电场的能的特性静电场的能的特性1 1、电荷放入电场后就具有电势能。电场力做电荷放入电场后就具有电势能。电场力做功是电势能变化的量度：电场力对电荷做正功，功是电势能变化的量度：电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少；电荷克服电场力做功，电电荷的电势能减少；电荷克服电场力做功，电荷的电势能增加；电场力做功的多少和电势能荷的电势能增加；电场力做功的

48、多少和电势能的变化数值相等。的变化数值相等。2 2、引入电势：电场中某点的电势，等于单位引入电势：电场中某点的电势，等于单位正电荷由该点移动到参考点（零电势点）时电正电荷由该点移动到参考点（零电势点）时电场力所做的功。用字母场力所做的功。用字母a a表示表示 。电势是相对的，只有选择零电势的位置才能确电势是相对的，只有选择零电势的位置才能确定电势的值，通常取无限远或地球的电势为零。定电势的值，通常取无限远或地球的电势为零。电势是标量只有大小，没有方向，但有正、负电势是标量只有大小，没有方向，但有正、负之分之分，这里正负只表示比零电势高还是低。，这里正负只表示比零电势高还是低。第64页/共69页

49、电荷电荷q q在电场中由一点在电场中由一点A A移动到另一点移动到另一点B B时，电场力时，电场力所做的功所做的功W WABAB与电荷量的与电荷量的q q的比值叫电势差电势差的比值叫电势差电势差这个物理量与场中的试探电荷无关，它是一个只这个物理量与场中的试探电荷无关，它是一个只属于电场的量。电势差是从能量角度表征电场的属于电场的量。电势差是从能量角度表征电场的一个重要物理量。一个重要物理量。电势差也等于电场中两点电势之差电势差也等于电场中两点电势之差 电势差由电场的性质决定，与零电势点选择无关。电势差由电场的性质决定，与零电势点选择无关。第65页/共69页四、四、与电场有关的一些物理量与电场有

50、关的一些物理量电场强度电场强度（）、电势、电势（）、电势差（、电势差（）以上公式变型得到：以上公式变型得到：电场力电场力F=EqF=Eq、电势能、电势能 A A=qU=qUA A、电场力的功、电场力的功W WABAB=qU=qUABAB。不能直接用电场力、电势能、电场力的功来描述电场，不能直接用电场力、电势能、电场力的功来描述电场，因为这三个量不仅与电场有关，还与放人电场中的电荷因为这三个量不仅与电场有关，还与放人电场中的电荷q q有关有关。电场力、电势能、电场力的功不仅与电场有关而电场力、电势能、电场力的功不仅与电场有关而且还与放入电场中的电荷种类电量大小有关。是由电荷且还与放入电场中的电荷