1、靜電場教材分析及課標解讀蘭州市教育科學研究所 黃暉一、課程標準的要求1了解靜電現象及其在生活和生產中的應用，用原子結構和電荷守恒的知識分析靜電現象。2知道點電荷，體會科學研究中的理想模型方法。知道兩個點電荷間相互作用的規律。通過靜電力與萬有引力的對比，體會自然規律的多樣性與同一性。3了解靜電場，初步了解場是物質存在的形式之一。理解電場強度。會用電場線描述電場。4知道電勢能、電勢，理解電勢差。了解電勢差與電場強度的關系。5觀察常見電容器的構造，了解電容器的電容。舉例說明電容器在技術中的應用。課時安排建議：第一節：電荷及其守恒定律 一課時第二節：庫侖定律 一課時第三節：電場強度 二課時第四節：電勢

2、能和電勢 三課時第五節：電勢差 一課時第六節：電勢差和電場強度的關系 一課時第七節：靜電現象的應用 一課時第八節：電容器的電容 二課時第九節：帶電粒子在電場中的運動 二課時二、教材總體分析及特點（一）本章知識呈現的整體線索任何場的描述都要從兩個角度來描述，一個是力的方面；另一方面是能的方面。本章的內容是電學的基礎，也是學習后兩章（恒定電流和磁場）的準備知識。本章的核心內容，簡單概括為“六個二”：電場強度和電勢這兩個概念，具體研究點電荷電場和勻強電場這兩種電場，有電荷守恒定律和庫侖定律兩個基本規律，介紹電場線和等勢線兩種圖線，討論靜電感應和電容器兩個具體問題，分析帶電粒子在電場中加速和偏轉兩種運

3、動。基本概念多而抽象，是這一章的突出特點。針對這個特點教材注意從具體情況出發引入概念，注意適當的論證；注意通過實驗，激發學生的學習熱情，使學生了解探究的過程和方法，弄清概念的物理意義。如電場強度的概念，學生應該明確的知道電場強度是表示電場強弱的物理量，因而首先應該知道什么是電場的強弱。相同試探電荷放在電場中的不同點，受到電場力大的點，電場強；受到電場力小的點，電場弱。理解抽象的概念，不能停留在字面上，一定要把事實、背景弄清楚。把分析過程弄清楚。本章的另一個特點是綜合性比較強，許多知識要在力學知識的基礎上學習。教材在內容選擇、確定講述方法時注意了這個特點，教學中要通過類比，把新舊知識聯系起來，由

4、舊知識過度到新知識，學生更容易接受和理解。（二）教材編寫特點1 強調對概念的基本研究方法的學習使物體帶電的實質就是電子的轉移。物體失去電子而帶正電，物體得到電子而帶負電。在電子轉移的過程中，電荷的總量保持不變的。這就是電荷守恒定律。在對靜電場的研究中，不僅可以了解電荷之間相互作用的規律、靜電場的性質，而且還會應用科學研究的基本方法，如假設法、類比法、對稱性原則等。2 加強與生活、技術、社會的聯系 本教材非常注意物理知識與生活、技術、社會的聯系。教材通過“科學漫步”欄目，讓學生認識到靜電現象在技術中有廣泛的應用，如靜電噴漆、靜電植絨、靜電復印、雷火煉殿等。在“電容器的電容”一節中，通過“做一做”

5、讓學生了解傳感器的現代應用。在“帶電粒子在電場中的運動”一節中，特別介紹了示波管的原理，通過“思考與討論”讓學生進一步明確示波器為什么可以觀察電信號隨時間的變化情況，通過“科學漫步”讓學生知道什么是靜電加速器以及直線加速器的原理與作用。3  突出了對靜電場的認識過程，類比方法貫穿始終認識靜電現象，研究電場的性質無一不是先猜想，再實驗探究，從而建立起完整的靜電場理論。人們研究靜電場的方法經常是通過類比的方法進行的，如電荷守恒定律類比質量守恒定律，庫侖定律類比萬有引力定律，點電荷類比質點，電場力類比重力，電勢能類比重力勢能，電勢類比電場強度的比值定義法，等勢面類比等高線，電勢差類比高度差

6、，電容器類比裝水容器，帶電粒子在電場中的偏轉類比平拋運動等。4注意滲透電磁學與力學的緊密聯系本章處于承上（力學）啟下（電磁學）的重要位置。電磁學依然保持著與力學的緊密聯系。教材從學生比較熟悉的力學中的一些基本概念（如力、能量）和規律入手，進一步來研究電場的相關性質和規律。5內容結構的設計形成了較緊密的“知識鏈”系統相關知識點形成了緊密的鏈條，在教學中從哪個環節入手開始教學，教材編寫中注重了這方面的問題（從力到電場強度；從電場力做功到電勢能再到電勢再到電勢差）的教學安排非常符合認知過程和學生的理解實際。是物理知識形成了一個嚴謹的科學體系，同時也真正做到了對學生三維目標的達成。框圖如下：電場中兩點

7、電勢之差叫電勢差E數值等于沿場強方向單位距離的電勢差試探電荷在場中某點受的電場力與電荷量的比值跟試探電荷無關電場力做功與路徑無關和重力與重力勢能類比試探電荷在電場中某點的電勢能與電荷量的比值跟試探電荷無關三、各節教學要求1 電荷及其守恒定律本節從物質微觀結構的角度認識物體帶電的本質、使物體帶電的方法、電荷守恒定律、元電荷的電荷量，可以通過實驗引導學生學習。（1）電荷 講授兩種電荷及其相互作用、摩擦起電的知識時，重點是做好靜電感應電荷的實驗。課本上介紹用A、B兩個枕形導體做靜電感應實驗。當帶電體C接近枕形導體A時，可見A、B上的金屬箔都張開，說明兩個枕形導體都帶了電。關于枕形導體所帶電荷種類的判

8、斷，可以用一個帶正電的有機玻璃棒分別接近導體A、B端的帶電箔片。可以發現A端的箔片被排斥，B端的箔片被吸引，由此可以說明感應電荷種類的差異。以后再按課本的程序演示，說明A、B導體所帶的電荷等量。 做好這個實驗的關鍵是保證三部分導體對地的絕緣性能良好，讓C導體帶盡可能多的電荷，而且應注意不使枕形導體與周圍空間產生放電現象。 通過實驗讓學生對看到的現象進行討論，解釋看到的現象，歸納已學習過的起電的各種方法（接觸起電、摩擦起電、感應起電）的特點，使學生對起電的過程，即使物體帶電的過程有較深的理解。（2）電荷守恒定律 電荷守恒定律是自然界主要的基本定律之一。如何引導學生得出守恒定律？可以提出以下幾個問

9、題供學生討論：A 摩擦起電的過程是什么？B 感應起電的過程是什么？是不是產生了新的電荷？C 什么是電荷的中和？電荷中和是不是正、負電荷消失了？ 從而歸納出電荷守恒定律，該定律強調的是什么？D一對正、負粒子的產生和湮沒是不是就否定了電荷守恒定律？電荷守恒定律怎樣表述更完整？（3）元電荷 只需要介紹電荷量的定義、單位，最小的電荷量是怎樣通過實驗測出來的，其值e=1.60×10-19C2 庫侖定律 庫侖定律是這一章的基礎，也是本章的重點。教材詳細地介紹了庫侖的實驗，目的是使學生了解一些重要的物理實驗方法，了解探究的過程，活躍學生的思維。通過類比質點對點電荷這個理想化的物理模型進行教學。 從

10、初中對電荷間的相互作用的認識過渡到對相互作用力的定量研究，首先就要弄清楚電荷間相互作用力的大小和方向，庫侖定律就是反映這種關系的物理規律，是電學的基本規律。課本上的實驗可以定性地說明點電荷間的作用力的大小與什么因素有關。得出庫侖定律，是以庫侖扭秤實驗為基礎的的。通過教學，不僅可以了解庫侖定律的建立過程，而且能學到一些物理實驗方法。這個實驗不要求實際去做，但應運用模型、掛圖或課件，以增強教學的直觀性。同時要引導學生聯想到卡文迪許實驗驗證萬有引力定律的過程，以幫助學生了解庫侖扭秤實驗的裝置和原理。教學中可采用講解或自學討論的方法，如果采用后一種方法，可以提以下問題：庫侖是用什么辦法測算出點電荷間的

11、作用力的？當時還沒有電荷量的單位，庫侖是怎樣解決作用力與電荷量之間的關系的？讓學生帶著問題閱讀教材，展開討論，明確庫侖扭秤實驗的過程。 對庫侖定律的內容，要把文字表達和數學表達式結合起來理解，還要把萬有引力定律作對比，以利于記憶和應用。 在應用庫侖定律進行運算時，電荷量要用絕對值代入，力的方向由引力或斥力具體確定，公式中各物理量都統一使用國際單位制的單位。在解決多個點電荷之間的作用力問題時，要注意兩個點電荷之間就有一對庫侖力，它們之間的關系遵循牛頓第三定律。在解決綜合力學問題時，帶電體不僅受到庫侖力，還可能受到重力、彈力、摩擦力的作用，教材的例1計算結果說明，在研究微觀粒子的相互作用時，庫侖力

12、比萬有引力大得多，因而萬有引力可以忽略；但在研究其它帶電體的平衡或運動問題中，是否可以忽略萬有引力（重力），應視具體情況而定。例2說明，一個點電荷受到多個庫侖力的作用時，其分力和合力的關系同樣遵從平行四邊形定則。以上各點，應結合例題、習題的教學，盡可能啟發學生親歷過程自行得出，使之易于理解、記憶和應用。3 電場強度教材通過庫侖力與萬有引力的類比，“物體不直接接觸也能產生力的作用”這種“超距作用”使科學家產生困惑，法拉第為此提出了場的觀點，電場對放入其中的電荷有力的作用，這是電場的顯著特征，從這里入手建立了表征電場性質的物理量電場強度。電場的概念，對于學生是個新的概念，又比較抽象，既是本節的重點

13、，又是本節的難點。開始只要求大體有所了解，不要求學生深入地解釋電場為什么是物質的一種形式。（1）電場電場是學生新接觸的抽象概念，可以與磁極間的相互作用進行比較，由學生初中已有的磁場概念形成對電場的認識，再結合對電磁場、電磁波及其應用于實際的廣播、電視的介紹，幫助學生理解電場是一種特殊的物質，并指出電場的物質性的表現之一，就是它對其中的電荷具有力的作用。（2）電場強度關于電場強度的引入，首先要講清試探電荷或檢驗電荷的意義。為了感知電場的存在及其性質，要用檢驗電荷進行探測。只有檢驗電荷是點電荷，由它來確定電場中某點的位置才有確切的意義；只有檢驗電荷帶電量很小，它自身的電場對源電荷電場的影響才能忽略

14、。然后，做好課本圖1.2-1所示的實驗，定性地說明檢驗電荷在電場中的不同位置，所受電場力的大小不同，進而說明電場中各點的強弱不同，為此引入電場強度這個物理量。講解電場強度的定義時，可以利用學生已知的密度概念。對于體積相同的兩種物質來說，質量大的密度大，我們用單位體積的質量來表示物質的這種性質。同樣，對于電場中的兩點，如果同樣的點電荷在某點受的力越大，就說明這點的電場越強（正如比較兩個經歷不同位移的物體運動快慢比較，利用位移和時間的比值一樣）。我們用單位電荷量的電荷受到的電場力，即電場力與電荷量的比值表示電場的這種性質。電場強度的單位是N/C或V/m，是導出單位。電場強度的方向，可以在課本圖1.

15、3-2的基礎上來說明，以+Q為圓心、r為半徑作圓，在圓上任取兩點A、B，說明A、B兩點的電場強度的大小相等，同一電荷分別在這兩點所受電場力大小相等，但力的方向是不相同的，從而說明電場強度是有方向的，是矢量。然后再進一步指出，電場強度的方向是怎樣規定的。（3）點電荷的電場，電場強度的疊加利用課本圖1.3-2，以點電荷電場中某點為例，分析電場力隨試探電荷的電荷量的變大而增大，概括出電場力與電荷量的比值相同；對于不同的點則比值不同，即E=KQ/r2。由此抽象出這個比值與檢驗電荷量無關，表示電場本身的性質；在比值大的點電場強，在比值小的點電場弱，并把點電荷的電場推廣到任何電場。 由于電場強度是矢量，對

16、幾個電場的疊加，其合電場強度要用平行四邊形定則進行矢量運算。 可以把電場強度與電荷所受的電場力，從意義、公式、方向、單位等方面用列表的形式加以比較，加深對電場強度的理解，還應該通過解答習題，幫助學生認識公式E=F/q與E= KQ/r2的區別和聯系。（4）電場線 先通過講解，明確引入電場線可以形象表示電場的分布，然后講述電場線的定義，說明線上各點的切線方向與該點的電場強度方向一致，再介紹電場線的三個特點，最后說明電場線是人為設想的，不是真實存在的。（5）勻強電場 勻強電場是最簡單而又很重要的電場，要講清什么是勻強電場，它的電場強度的特點和電場線分布的特點是什么，實際的勻強電場有哪些。4 電勢能和

17、電勢教材從電場對電荷做功的角度出發，推知在勻強電場中電場力做功與移動電荷的路徑無關。進而指出這個結論對非勻強電場也適用的。并與重力勢能類比，說明電荷在電場中也具有電勢能。電場力做功的過程就是電勢能轉化為其他形式的能的過程，電場力做的功只能決定電勢能的變化量，而不能決定電荷在電場中某點的電勢能的數值，因此有必要規定電勢能的零點電勢的概念既是本節的重點，也是本節的難點。類比電場強度的定義，通過勻強電場推知，電荷在電場中的電勢能與它的電荷量的比值，是由電場中這點的位置決定的，跟試探電荷無關，并推廣之從而給出了電勢的定義。在規定了電勢的零點后，就可以確定某點的電勢。電場中電勢相同的點構成的面叫做等勢面

18、，等勢面有其自身的特點和應用。建議用類比法教學。（1）靜電力做功的特點 教材通過把試探電荷q在勻強電場中從A沿直線、折線、曲線等不同的路徑移到B點，計算出這幾種情況下靜電力對電荷所做的功都是一樣的，經過論證得出了靜電力做功的特點：靜電力做的功只與電荷的起始位置和終點位置有關，與電荷經過的路徑無關。同時推廣到非勻強電場也適用。對于把該特點推廣到非勻強電場中，教學中可以不深究。讓學生知道即可。（2）電勢能 電勢能和電勢是兩個密切聯系的概念，反映了電場的能的性質，內容比較抽象。教材把地面附近重力對物體做功的情況跟物體的重力勢能的變化關系，與正電荷在勻強電場中電場力做功的情況跟電勢能的變化關系進行類比

19、，從而得出了靜電力的功只能決定電勢能的變化量，而不能決定在電場中某點的電荷電勢能的數值。只有規定了零電勢能的位置，才能確定電荷在某點的電勢能。教學中，可以在復習重力勢能、正功、負功等知識的基礎上，引導學生列表對比進行討論。應該指出的是，由于電場力可以是引力也可以是斥力，電荷可以是正電荷也可以是負電荷，因此電場做功的問題要復雜些。在教學中，對正電荷在電場中的情形由教師講解，負電荷在電場中的情形可以由學生自行推出結果，以培養學生的推理能力。 在討論電勢能的數值時，可以先復習重力勢能是怎樣確定的，再與重力勢能類比，通過例子講清確定電勢能數值的過程。要先確定電勢能為零的位置，一般取電荷q在無窮遠處的電

20、勢能為零，把電荷q從電場中某點移到零電勢能處電場力做功的大小，即為電荷q在電場中某點電勢能的數值。 對于電勢能的正負的討論，可以讓學生根據重力勢能的正負的意義，對于電勢能的正負進行討論。貫徹課程標準“注重學生自主學習，提倡教學方式的多樣化”的基本理念。（3）電勢 方案一：在引入電勢之前，可以復習電場強度的引入過程，說明在電場中某點，隨著檢驗電荷電荷量的增大，所受電場力成正比地增大，但電場力與電荷量的比值是確定的，這就是該點的電場強度。它與檢驗電荷的電荷量無關，是表示電場的力的性質的物理量。與電場強度的引入過程類比，結合具體的電場定性說明：在電場中的某點，檢驗電荷的電勢能隨電荷的電荷量的增大而成

21、正比地增大，但電勢能與電荷量的比值是確定的，它表示電場的能的性質的物理量，也可以后作與電場強度的類比，從而加深對概念的理解。結合教材的推導，從而引入電勢，電勢的高低也與檢驗電荷的電荷量無關，由電場本身的性質決定的。 與電勢能確定一樣，講明零電勢位置的確定。零電勢確定后，電場中各點的電勢的大小才有確定的數值，電勢的正負才能有確切的定義，再應用上述認識，說明點電荷+Q和-Q的電場中各點的電勢的高低，從而得出結論：在+Q的電場中，電勢都為正值，離+Q越近電勢越高；在-Q的電場中，電勢都為負值，離-Q越近電勢越低。 根據電場線的方向可以判定電場中各點的電勢的高低。為了幫助學生理解，可先列舉電荷在課本圖

22、1.44的電場中的各點之間移動時，根據電場力做功的正負，判定電勢能的變化，進而判定電勢的高低，再考察電場線的方向與這些點的電勢高低的聯系，最后概括出：順著電場線的方向，電勢越來越低。 要及時引導學生小結已學過的知識，可以把電場強度與電勢、電勢與電勢能，分別列出表格，從意義、公式、方向性、單位等方面進行比較，鞏固掌握這些概念，也發展了分析、比較的思維能力。方案二檢驗電荷的電荷量q+q+2q+3qq檢驗電荷在A點的電勢能EP1=EqL1EP2=2EqL1EP3=3EqL1EP4=-EqL1檢驗電荷的電荷量q+q+q檢驗電荷在A點的電勢能EPA=EqL1EPB=EqL2通過對電場中同一點放置不同電荷

23、，及其在不同點放置同一電荷，從而表達出電勢取決于電場本身與試探電荷無關。（4）等勢面 首先要明確什么是等勢面。可以運用地圖上等高線作比喻，以點電荷的電場和勻強電場為例，配合模型教具，講清等勢面的意義。 電場線與等勢面的關系，可以用反證法得出：等勢面一定跟電場線垂直；再在復習電場線方向與電勢高低的關系的基礎上得出：電場線是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面，注意運用這些知識，分析具體的各種電場線與等勢面之間的關系，了解和想象這些電場的等勢面的形狀。 結合教材圖1.4-5同時指出兩個相鄰的等勢面之間的電勢之差是相等的。參考方案： 由于學生對等高線的理解有一定的難度，在處理等勢面的問題時也可以采

24、取通過電場力做功和電勢能變化結合上圖來處理從而引出等勢面的概念并能很好的歸納出等勢面的特點。5 電勢差電場中某點的電勢是相對零電勢而言的，取不同的電勢零點，電勢的值是不同的，因此電勢具有相對性，但同一電場中，兩點的電勢的差值不因為零電勢的選取而發生改變，所以電勢差比電勢更有意義、更重要。引入電勢差時，除了用地理位置的高度差來比喻外，還可以列舉數據闡述或指導學生運算，說明在勻強電場中，選定不同的零電勢位置，其中任意兩點的電勢之差保持不變；進而指出電勢差的應用比電勢更普遍，它的物理意義和公式也就順勢得出了。用電勢差來計算電場力做功時，公式中各物理量取絕對值，電場力做功的正負要根據電荷移動的方向與所

25、受電場力方向的具體情況來判定。參考方案可采取與電勢相同的比值定義法定義電勢差的概念而后舉帶電粒子在勻強電場中運動電場力做功引起電勢能的變化比結合電勢定義及電勢差定義來推導出電勢差等于電勢之差更符合知識發生發展過程。即：WAB=EPA-EPB UAB=WAB/ q =EP/ q UAB=A-B6 電勢差與電場強度的關系電場強度描述的是電場力的性質，電勢描述的是電場能的性質，它們之間是否存在某種關系呢？本節教材就探討勻強電場中電勢差與電場強度的關系。 討論電勢差和電場強度方向的關系時，為了便于學生接受，可以舉例說明，自山頂上從坡度不同的兩個方向下到同一水平面，坡度陡的方向，單位長度的水平距離上高度

26、下降大，即高度下降得快，再結合課本1·6-2的勻強電場講解，沿不同的方向，電勢下降的差值都相同時，沿電場線方向的距離最小，即電勢降落得最快；因而得出：電場強度的方向是指電勢降低最快的方向，再通過計算兩種方式電場力所做的功而比較得到UAB=Ed。 在得出電勢差和電場強度在數值上的關系式E=UAB /d后，要強調理解公式的意義和適用條件，d是兩點間在電場強度方向上的距離，UAB是所對應的兩點間的電勢差，它只對勻強電場才適用。7 電容器與電容本節教材主要介紹一種重要的電學元件電容器，它有廣泛的應用。電容器被充電的過程就是把電能儲存起來，放電的過程就是電場能轉化為其他形式能的過程。還介紹了電

27、容的定義以及平行板電容器的電容由哪些因素決定。（1）電容器在收音機、電視機、電子儀器中廣泛使用電容器。教學中可以進行實物展示，從而引入對電容器的學習。讓學生觀察廢舊電容器的外形及電極，再把它拆開，看兩個極板（金屬箔）和中間的電介質，了解電容器是由兩個彼此絕緣而又相互靠近的導體構成的；再演示電容器的充放電現象，配合講解，說明充電后，電容器兩極板帶上等量異種電荷，電容器的功能就是能夠容納（儲存）電荷。要強調指出：電容器所帶的電荷量，是指一個極板所帶電荷量的絕對值。（2）電容 不同電容器容納電荷的本領是不同的，可從怎樣表征這一性質過渡到電容概念的教學。電容這個概念比較抽象，教材把它與容器的容量做了對

28、比，既然是對比，就不可能完全相同，達到了有助于理解電容的目的就可以了。 還可以用電場強度和電勢等用比值定義的物理量作類比，加深對電容概念的理解。（3）平行板電容器 這里討論的是決定平行板電容器的電容大小的因素，使學生對電容的物理意義有深入的認識。講清這一問題的前提是做好教材要求的演示實驗，靜電計指針偏角的大小反映了兩極板之間的電勢差，由電容的定義公式就可以推知電容器的電容大小。 在介紹實驗裝置時，應講清靜電計張角的大小為什么能夠表示電容器兩極板之間的電壓大小。在進行操作前，可以先把觀察現象的記錄表格畫出來，使學生觀察有目的，并在演示中及時記錄。根據實驗結果，概括出平行板電容器的電容公式C=S/

29、4kd可以用已學過的的知識，對公式作定性說明，還要指出，這個公式與電容的定義式的區別和聯系，以及它只適用于平行板電容器這一條件。 要通過練習或例題，使用公式C=Q/U討論平行板電容器的有關問題時要注意：A若電容器兩極板與電源相連，則極板之間的電壓不變；B若電容器極板與電源斷開，則極板的電荷量不變；（4）常用電容器 可以先展示不同類型的電容器，再介紹相關的電容器的特點，讓學生了解電容器的工作電壓和擊穿電壓，懂得電容器的工作電壓是有限的，否則將被擊穿損壞，電器設備也隨之無法正常使用。8帶電粒子在電場中的運動本節教材中介紹了帶電粒子在電場力的作用下的兩種運動情況:帶電粒子的加速和帶電粒子的偏轉.(1

30、)帶電粒子的加速帶電粒子在勻強電場中的運動,綜合了靜電場和力學的知識,有助于提高學生靈活運用知識的能力,為了增強學生的感性認識.教學中可以用演示陰極射線管,說明熱電子在加速電場作用下,形成電子束.結合課本圖1.81,可引導學生應用已學的電學和力學知識自己去探究,對帶正電粒子的加速,要求學生分別用牛頓定律和動能定理,推導出帶電粒子達到負極板時的速度v(2)帶電粒子的偏轉首先演示陰極射線管或其他帶電粒子在電場中偏轉現象,增強學生的感性認識.帶電粒子在電場中的偏轉可以用專用的陰極射線管來演示.引導學生對照物體在重力場中的平拋運動,根據受力、加速度、飛行時間、側移距離、末速度v與初速度v0的夾角，結合

31、例題，逐步推導出側移量y和夾角的表達式，并討論決定的因素。還可以深入討論下述一些問題。比如，在帶正電粒子加速的現象中，可以提出：（1）若粒子以速度v0從正極板小孔沿電場強度方向進入電場，則從負極板穿出時的速度v有多大？（2）若粒子以初速度v0從負極板小孔沿電場強度方向進入電場，粒子作什么運動？為什么？（3）如果不是勻強電場，能否用勻變速運動公式求出粒子達到負極板的速度，為什么？應該怎么辦？在帶電粒子的加速和偏轉的討論中，為什么不考慮重力？這常常是學生感到困惑的一個問題。應該讓學生了解，這是因為在所討論的問題中，帶電粒子受到的重力遠小于電場力的緣故。要概括講解分析和解決問題的思路：對帶電粒子進行

32、受力分析(包括電場力),明確粒子的運動狀態及過程,運用相應的力學規律列式求解.(3)示波管的原理示波管是前面知識的實際應用.在教學中應該用已有的知識讓學生對于示波管的工作原理有初步了解. (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)示波管的構造:由電子槍,偏轉電極和熒光屏組成.(3)原理:利用了電子的慣性小,熒光物質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.讓學生對P36的【思考與討論】進行討論.本章編寫上的幾個問題一、 為什么把電荷守恒定律單列一節？ 各種守恒定律都是物理學的基本定律，它們不是在盲目摸索中得來的副產品，它是物

33、理學家追求的目標。新教科書突出了守恒的思想，例如，力學中學習功和能的時候就是從“追尋守恒量”開始的。這里把電荷守恒定律作為一節，目的就在于此。 過去常把摩擦起電和感應起電作為單獨的兩個知識點來處理，新書中它們從屬于電荷守恒定律。編者要通過對這兩個現象的分析，使學生想到：電荷可能是守恒的。 對于元電荷的概念，最重要的是把握電荷量子化的思想，這是學生第一次接觸“量子化”，要為以后的學習做鋪墊。 二、靜電計與驗電器有什么區別？ 這章的第1節給出了驗電器和靜電計的照片。靜電計實際上就是具有導電外殼的驗電器。靜電計的外殼與中間的金屬桿構成了一個電容器，它們是電容器

34、的兩個極板。與驗電器一樣，指針（或金屬箔）張開的大小表示帶電的多少；對于電容器來說，帶電多少正比于兩板的電勢差，所以當它們分別與兩個導體相連時，可以由靜電計指針的張角判斷它們的電勢差。外殼是否接地對于顯示電勢差沒有影響，但有時可以增加實驗現象的穩定性。由于靜電計這個“電容器”的兩個極板太簡陋，受外界影響太大，極板間的電勢差與板上電荷量的關系比較復雜，所以靜電計只能用來定性地估計電勢差。 三、為什么沒有說“庫侖定律是由大量實驗歸納得到的”？ 科學定律的建立需要實驗事實，也需要歸納，但不一定符合“大量數據歸納結論”這樣簡單的模式。科學家以廣泛的知識和深刻的洞察力為基礎進行的猜想

35、，才是最有創造力的思維活動。在18世紀中葉，庫侖定律發現的前夕，對萬有引力的研究已經相當深入，人們已經知道了反平方力的各種表現，例如，把質點放到均勻物質球殼中的任何一點，球殼對它的引力都是零。18世紀60年代，富蘭克林做了一個實驗：把一個帶電的軟木球吊在帶電的罐頭盒中，軟木球不受任何力的作用。另一位物理學家愛普里斯特利據此猜測靜電力也與萬有引力一樣具有反平方的性質。這里只能說是猜測，因為實驗條件并不一樣：罐頭盒并不是均勻帶電的球殼。在此同時，還有其他人由于不同事實的啟發，也在推測靜電力的反平方規律。 庫侖是在這樣的背景下進行他的扭秤實驗的。也就是說，實驗前他已經對結果有了預測。現代人

36、看他的原始資料，實驗數據與反平方規律之間有很大的差距，根據這樣的數據寫出靜電力的表達式，的確需要“勇氣”。 出于這樣的考慮，教科書用的語言是，庫侖“通過研究確認”了現在周知的庫侖定律。 四、為什么本章沒有強調電場的物質性？ 以現代物理學的觀點看，場是一種物質，但以數學的觀點看，如果某量是空間各點的函數，這個空間也可以定義為一個場。例如，某空間區域的各點都對應一個矢量，那么這個空間就是一個矢量場。這個矢量場可以不涉及任何物質實體。定義電場的思路是這樣的：在一個電荷附近的任何一點，檢驗電荷會受力，力與電荷量的比值與電荷量無關，說明比值反映了空間的某種性質，于是就定義了電場。這樣定義的電場，可能是一種物質實體，也可能根本就是一個數學工具，我們無法區分。因此，在這里可以提一提電場的物質性，不必強調。我們沒有說服學生的理由，過于強求反而給人不說理的印