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文檔簡介

1、主題單元設(shè)計電場主題單元標題電場作者姓名所屬單位聯(lián)系地址聯(lián)系電話電子郵箱郵政編碼學(xué)科領(lǐng)域 (在內(nèi)打 表示主屬學(xué)科,打 + 表示相關(guān)學(xué)科) 思想品德 音樂 化學(xué)信息技術(shù) 勞動與技術(shù) 語文 美術(shù) 生物 科學(xué) 數(shù)學(xué) 外語歷史 社區(qū)服務(wù) 體育 物理 地理社會實踐 其他(請列出):適用年級高二年級所需時間11課時(每周 3 課時,共 11 課時)主題單元概述 (簡述單元在課程中的地位和作用、單元的組成情況,解釋專題的劃分和專題之間的關(guān)系,主要的學(xué)習(xí)方式和預(yù)期的學(xué)習(xí)成果,字數(shù)300-500)本單元教材研究內(nèi)容是電場這一客觀存在的物質(zhì)的特性,包括兩個方面的內(nèi)容:一為電場力的特性;二為電場能的特性。在本專題單

2、元中,分為三個專題來組織學(xué)生活動。專題一:電荷特性及庫侖定律,通過本部分的學(xué)習(xí)可以是同學(xué)對電荷及其相互作用的特點有初步認識;專題二:通過電場強度認識電場力的特性,通過電勢、電勢差認識電場能的特性。專題三:帶電粒子再帶場中的運動,即電場知識的綜合應(yīng)用主題學(xué)習(xí)目標 (描述該主題學(xué)習(xí)所要達到的主要目標)知識與技能:1知道兩種電荷及其相互作用知道電量的概念,及帶電的本質(zhì)和三種方式,知道電荷守恒定律及元電荷2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,知道靜電力常量會用庫侖定律的公式進行有關(guān)的計算知道庫侖扭秤的實驗原理3知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的,知道電場是客觀存在的一

3、種特殊物質(zhì)形態(tài)理解電場強度的概念及其定義式,會根據(jù)電場強度的定義式進行有關(guān)的計算,知道電場強度是矢量,知道電場強度的方向是怎樣規(guī)定的能根據(jù)庫侖定律和電場強度的定義式推導(dǎo)點電荷場強的計算式,并能用此公式進行有關(guān)的計算知道電場的疊加原理,并應(yīng)用這個原理進行簡單的計算4、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。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。5、理解掌握電勢差的概念、定義式與應(yīng)用。掌握電勢差與電場強度的關(guān)系6、知道什么是電容器及常見的電容器;知道電場能的概

4、念,知道電容器充電和放電時的能量轉(zhuǎn)換;理解電容器電容的概念及定義式,并能用來進行有關(guān)的計算;知道平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān),有什么關(guān)系;掌握平行板電容器的決定式并能運用其討論有關(guān)問題。7、了解帶電粒子在電場中的運動只受電場力,帶電粒子做勻變速運動。重點掌握初速度與場強方向垂直的帶電粒子在電場中的運動(類平拋運動)。知道示波管的主要構(gòu)造和工作原理。過程與方法:1、通過對初中知識的復(fù)習(xí)使學(xué)生進一步認識自然界中的兩種電荷,通過對原子核式結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)使學(xué)生明確摩擦起電和感應(yīng)起電不是創(chuàng)造了電荷,而是使物體中的電荷分開但對一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和不變。2、通過演示讓學(xué)生探究影響電荷間

5、相互作用力的因素,再得出庫侖定律通過分析在電場中的不同點,電場力F與電荷電量q的比例關(guān)系,使學(xué)生理解比值F/q反映的是電場的強弱,即電場強度的概念;知道電場疊加的一般方法。3、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,從而更好的了解電勢能和電勢的概念。結(jié)合電勢、電勢能、靜電力做功,通過對比讓學(xué)生深入理解電勢差及其之間的關(guān)系,通過對電場力做功的兩種不同方式的比較推導(dǎo)得出電勢差與電場強度的關(guān)系4、結(jié)合實物觀察與演示,在計算過程中理解掌握電容器的相關(guān)概念、性質(zhì)。5、培養(yǎng)學(xué)生綜合運用力學(xué)和電學(xué)的知識分析解決帶電粒子在電場中的運動。情感態(tài)度與價值觀:1、通過對本節(jié)的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生從微觀的角度認

6、識物體帶電的本質(zhì) 2、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會分析和處理電場問題的一般方法。3、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)的實際問題,增強科學(xué)探究的價值觀。對應(yīng)課標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,知道靜電力常量會用庫侖定律的公式進行有關(guān)的計算知道庫侖扭秤的實驗原理2知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的,知道電場是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài)理解電場強度的概念及其定義式,會根據(jù)電場強度的定義式進行有關(guān)的計算,知道電場強度是矢量,知道電場強度的方向是怎樣規(guī)定的能根據(jù)庫侖定律和電場強度的定義式推導(dǎo)點電荷場強的計算式,并能用此公式進行有關(guān)的計算知道電場的疊加原理,并應(yīng)用

7、這個原理進行簡單的計算3、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。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。4、了解帶電粒子在電場中的運動只受電場力,帶電粒子做勻變速運動。重點掌握初速度與場強方向垂直的帶電粒子在電場中的運動(類平拋運動)。知道示波管的主要構(gòu)造和工作原理。主題單元問題設(shè)計1、生活中的靜電現(xiàn)象有哪些?2、嘗試自己設(shè)計實驗說明電荷間相互作用的特點?3、電場的強弱直接用電荷所受的電場力去描述是否合適?如果不合適請分析出一種合理的描述方式4、舉例說明電

8、場是有能量的,回顧之前我們研究能量的思路,嘗試探究電場能的特性描述5、總結(jié)通過力學(xué)方法解決帶電粒子在各種場中運動的思路專題劃分專題一:電荷特性及庫侖定律;(3課時)專題二:通過電場強度認識電場力的特性,通過電勢、電勢差認識電場能的特性。(5課時)專題三:帶電粒子再帶場中的運動,即電場知識的綜合應(yīng)用(3課時)專題一電荷特性及庫侖定律,通過本部分的學(xué)習(xí)可以是同學(xué)對電荷及其相互作用的特點有初步認識;所需課時3課時專題一概述 (介紹本專題在整個單元中的作用,以及本專題的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)活動和學(xué)習(xí)成果)本專題內(nèi)容可分兩個部分,內(nèi)容一:初步認識電荷相互作用特點及電荷守恒定律、元電荷,本部分是這一種的準備

9、性知識;內(nèi)容二:通過定性實驗掌握庫侖定律并能作簡單應(yīng)用本專題學(xué)習(xí)目標 (描述本專題學(xué)習(xí)所要達到的主要目標)1知道兩種電荷及其相互作用知道電量的概念,及帶電的本質(zhì)和三種方式,知道電荷守恒定律及元電荷2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,知道靜電力常量會用庫侖定律的公式進行有關(guān)的計算知道庫侖扭秤的實驗原理本專題問題設(shè)計1、生活中的靜電現(xiàn)象有哪些?2、嘗試自己設(shè)計實驗說明電荷間相互作用的特點?所需教學(xué)材料和資源(在此列出學(xué)習(xí)過程中所需的各種支持資源)信息化資源 PPT 常規(guī)資源學(xué)案導(dǎo)學(xué) 教學(xué)支撐環(huán)境多媒體實驗室其 他學(xué)習(xí)活動設(shè)計(描述本專題的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)活動)第一課

10、時 電荷及其守恒定律(一)引入新課:新的知識內(nèi)容,新的學(xué)習(xí)起點本章將學(xué)習(xí)靜電學(xué)將從物質(zhì)的微觀的角度認識物體帶電的本質(zhì),電荷相互作用的基本規(guī)律,以及與靜止電荷相聯(lián)系的靜電場的基本性質(zhì)。【板書】第一章 靜電場復(fù)習(xí)初中知識:【演示】摩擦過的物體具有了吸引輕小物體的性質(zhì),這種現(xiàn)象叫摩擦起電,這樣的物體就帶了電【演示】用絲綢摩擦過的玻璃棒之間相互排斥,用毛皮摩擦過的硬橡膠棒之間也相互排斥,而玻璃棒和硬橡膠棒之間卻相互吸引,所以自然界存在兩種電荷同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引(強調(diào)兩棒不一定非帶這種電)【板書】自然界中的兩種電荷正電荷和負電荷:把用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷稱為正電荷,用正數(shù)表示把用

11、毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷稱為負電荷,用負數(shù)表示電荷及其相互作用:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引(二)進行新課:第1節(jié)、電荷及其守恒定律【板書】1、 電荷(1)原子的核式結(jié)構(gòu)及摩擦起電的微觀解釋構(gòu)成物質(zhì)的原子本身就是由帶電微粒組成。 原子:包括原子核(質(zhì)子和中子)和核外電子。(2)摩擦起電的原因:不同物質(zhì)的原子核束縛電子的能力不同實質(zhì):電子的轉(zhuǎn)移結(jié)果:兩個相互摩擦的物體帶上了等量異種電荷(3)金屬導(dǎo)體模型也是一個物理模型P3用靜電感應(yīng)的方法也可以使物體帶電【演示】:把帶正電荷的球C移近彼此接觸的異體A,B(參見課本圖1.11)可以看到A,B上的金屬箔都張開了,表示A,B都帶上了電荷如果

12、先把C移走,A和B上的金屬箔就會閉合如果先把A和B分開,然后移開C,可以看到A和B仍帶有電荷;如果再讓A和B接觸,他們就不再帶電這說明A和B分開后所帶的是異種等量的電荷,重新接觸后等量異種電荷發(fā)生中和【板書】(4)、靜電感應(yīng):把電荷移近不帶電的異體,可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象。利用靜電感應(yīng)使物體帶電,叫做感應(yīng)起電提出問題:靜電感應(yīng)的原因?帶領(lǐng)學(xué)生分析物質(zhì)的微觀分子結(jié)構(gòu),分析起電的本質(zhì)原因:把帶電的球C移近金屬導(dǎo)體A和B時,由于同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引,使導(dǎo)體上的自由電子被吸引過來,因此導(dǎo)體A和B帶上了等量的異種電荷感應(yīng)起電也不是創(chuàng)造了電荷,而是使物體中的正負電荷分開,是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)

13、移到另一部分。得出電荷守恒定律【板書】2、電荷守恒定律:電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分另一種表述:一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和總是保持不變。引導(dǎo)學(xué)生分析問題與練習(xí)33元電荷電荷的多少叫做電荷量符號:Q或q 單位:庫侖 符號:C元電荷:電子所帶的電荷量,用e表示.注意:所有帶電體的電荷量或者等于e,或者等于e的整數(shù)倍。就是說,電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。電荷量e的值:e=1.60×10-19C比荷:電子的電荷量e和電子的質(zhì)量me的比值,為 C/第二課時第三課時提出問題:電荷之間的相互作用力跟什么因素有關(guān)?【演

14、示】:帶正電的物體和帶正電的小球之間的相互作用力的大小和方向使同學(xué)通過觀察分析出結(jié)論(參見課本圖1.21)【板書】: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公式:靜電力常量k = 9.0×109N·m2/C2適用條件:真空中,點電荷理想化模型【介紹】:(1)關(guān)于“點電荷”,應(yīng)讓學(xué)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想模型,實際上是不存在的這里可以引導(dǎo)學(xué)生回顧力學(xué)中的質(zhì)

15、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(xué)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擴展:任何一個帶電體都可以看成是由許多點電荷組成的任意兩點電荷之間的作用力都遵守庫侖定律用矢量求和法求合力利用微積分計算得:帶電小球可等效看成電量都集中在球心上的點電荷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【板書】:3、庫侖扭秤實驗(1785年,法國物理學(xué)家?guī)靵觯狙菔尽浚簬靵雠こ?模型或掛圖)介

16、紹:物理簡史及庫侖的實驗技巧實驗技巧:(1)小量放大(2)電量的確定教學(xué)評價(列舉本專題中要評價的學(xué)習(xí)要素和所使用的評價工具或方法)可評價的學(xué)習(xí)要素:1、小組會復(fù)述電荷守恒定律內(nèi)容評價方法:現(xiàn)場評價評價指標:呈現(xiàn)定律內(nèi)容 語言表達2、小組會應(yīng)用庫侖定律解決相關(guān)問題評價方法:現(xiàn)場評價評價指標:定律的應(yīng)用熟練度及步驟專題二電場特性所需課時6課時專題二概述 (介紹本專題在整個單元中的作用,以及本專題的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)活動和學(xué)習(xí)成果)專題二是通過電場強度認識電場力的特性,通過電場力做功特點得出電勢、電勢差等概念,從而認識電場能的特性,并從兩個特性的分析中的出二者的關(guān)聯(lián);本專題的學(xué)習(xí)可分三個問題展開,

17、問題一:通過點電荷所受的電場力特點得出用比值法定義的電場強度更能方便準確的描述電場力的特性,此部分要強調(diào)電場強度的矢量性;問題二:電勢與電勢差 在電場力特點的尋找中得出電勢能的決定因素,從而得出電勢的概念,并從中體會電勢描述電場能量特性的準確性,有了電勢的概念之后電勢差的概念便順理成章的的來了; 問題三:電勢差與電場強度的關(guān)系 二者都是描述電場特性的物理量肯定是有聯(lián)系的,但又有很大的差別,明確他們的關(guān)系實有必要本專題學(xué)習(xí)目標 (描述本專題學(xué)習(xí)所要達到的主要目標)1知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的,知道電場是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài)理解電場強度的概念及其定義式,會根據(jù)電場強度的定義式進行有

18、關(guān)的計算,知道電場強度是矢量,知道電場強度的方向是怎樣規(guī)定的能根據(jù)庫侖定律和電場強度的定義式推導(dǎo)點電荷場強的計算式,并能用此公式進行有關(guān)的計算知道電場的疊加原理,并應(yīng)用這個原理進行簡單的計算2、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。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。3、理解掌握電勢差的概念、定義式與應(yīng)用。掌握電勢差與電場強度的關(guān)系本專題問題設(shè)計1、 在某一電場A的同一位置a處放置不同電荷其電場力是否相同?由此體會電場的強弱與何有關(guān)?如何對其定量描述呢

19、?2、 電場的方向是如何規(guī)定的?3、 在勻強電場中沿不同路徑移動點電荷從A至B電場力做功有何關(guān)系?從中得出電場力做功的特點是什么?比較以前知識體會電荷在電場中具有的能量為何為某種勢能,此勢能的決定因素是什么?電場使電荷具有能量的強弱取決于什么因素?4、 電場強度與電勢有沒有簡單的大小關(guān)系?所需教學(xué)材料和資源(在此列出學(xué)習(xí)過程中所需的各種支持資源)信息化資源 PPT 電腦常規(guī)資源學(xué)案導(dǎo)學(xué) 教學(xué)支撐環(huán)境其 他學(xué)習(xí)活動設(shè)計(描述本專題的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)活動)第一課時 電場強度(一)引入新課問題引入:電荷間的相互作用力是怎樣產(chǎn)生的?(二)新課教學(xué)-第3節(jié) 電場 電場強度1、電場: 啟發(fā)學(xué)生從哲學(xué)角度認識

20、電場,理解電場的客觀存在性,不以人的意識為轉(zhuǎn)移,但能為人的意識所認識的物質(zhì)屬性利用課本圖145說明:電荷A和B是怎樣通過電場與其他電荷發(fā)生作用電荷A對電荷B的作用,實際上是電荷A的電場對電荷B的作用;電荷B對電荷A的作用,實際上是電荷B的電場對電荷A的作用(1)電荷之間的相互作用是通過特殊形式的物質(zhì)電場發(fā)生的,電荷的周圍都存在電場.特殊性:不同于生活中常見的物質(zhì),看不見,摸不著,無法稱量,可以疊加.物質(zhì)性:是客觀存在的,具有物質(zhì)的基本屬性質(zhì)量和能量.(2)基本性質(zhì):主要表現(xiàn)在以下幾方面引入電場中的任何帶電體都將受到電場力的作用,且同一點電荷在電場中不同點處受到的電場力的大小或方向都可能不一樣.

21、電場能使引入其中的導(dǎo)體產(chǎn)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象.當帶電體在電場中移動時,電場力將對帶電體做功,這表示電場具有能量.可見,電場具有力和能的特征提出問題:同一電荷q在電場中不同點受到的電場力的方向和大小一般不同,這是什么因素造成的?引出電場強度的概念:因為電場具有方向性以及各點強弱不同,所以造成同一電荷q在電場中不同點受到的電場力的方向和大小不同,我們用電場強度來表示電場的強弱和方向2、電場強度(E):由圖1.2-1可知帶電金屬球周圍存在電場。且從小球受力情況可知,電場的強弱與小球帶電和位置有關(guān)。引出試探電荷和場源電荷-(1)關(guān)于試探電荷和場源電荷-(詳見P12)注意:檢驗電荷是一種理想化模型,它是電量很

22、小的點電荷,將其放入電場后對原電場強度無影響指出:雖然可用同一電荷q在電場中各點所受電場力F的大小來比較各點的電場強弱,但是電場力F的大小還和電荷q的電量有關(guān),所以不能直接用電場力的大小表示電場的強弱實驗表明:在電場中的同一點,電場力F與電荷電量q成正比,比值F/q由電荷q在電場中的位置所決定,跟電荷電量無關(guān),是反映電場性質(zhì)的物理量,所以我們用這個比值F/q來表示電場的強弱(2)電場強度定義:電場中某一點的電荷受到的電場力F跟它的電荷量q的比值,叫做該點的電場強度,簡稱場強用E表示。公式(大小):E=F/q (適用于所有電場)單位:N/C 意義P13提出問題:電場強度是矢量,怎樣表示電場的方向

23、呢?方向性:物理學(xué)中規(guī)定,電場中某點的場強方向跟正電荷在該點所受的電場力的方向相同指出:負電荷在電場中某點所受的電場力的方向跟該點的場強方向相反帶領(lǐng)學(xué)生討論真空中點電荷周圍的電場,說明研究方法:將檢驗電荷放入點電荷周圍的電場中某點,判斷其所受的電場力的大小和方向,從而得出該點場強唯一性和固定性電場中某一點處的電場強度E是唯一的,它的大小和方向與放入該點電荷q無關(guān),它決定于電場的源電荷及空間位置,電場中每一點對應(yīng)著的電場強度與是否放入電荷無關(guān).帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)出真空中點電荷周圍電場的大小和方向在此過程中注意引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)公式E=F/q和E=kQ/r2的區(qū)別及聯(lián)系3、(真空中)點電荷周圍的電場、電場強度

24、的疊加(1)點電荷周圍的電場大小:E=kQ/r2 (只適用于點電荷的電場)方向:如果是正電荷,E的方向就是沿著PQ的連線并背離Q;如果是負電荷:E的方向就是沿著PQ的連線并指向Q(參見課本圖147)說明:公式E=kQ/r2中的Q是場源電荷的電量,r是場中某點到場源電荷的距離從而使學(xué)生理解:空間某點的場強是由產(chǎn)生電場的場源電荷和該點距場源電荷的距離決定的,與檢驗電荷無關(guān)提出問題:如果空間中有幾個點電荷同時存在,此時各點的場強是怎樣的呢?帶領(lǐng)學(xué)生由檢驗電荷所受電場力具有的疊加性,分析出電場的疊加原理(2)電場強度的疊加原理:某點的場強等于該點周圍各個電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生的場強的矢量和先分析方法

25、(P13-14)后舉例:先在同一直線再不在同一直線。例如:課本圖1.3-3中P點的場強,等于Q1在該點產(chǎn)生的場強E1和Q2在該點產(chǎn)生的場強E2的矢量和從而使學(xué)生進一步理解到,任何帶電體都可以看做是有許多點電荷組成的利用點電荷場強的計算公式及疊加原理就可以計算出其周圍各點場強第二課時:電勢 電勢差(一)復(fù)習(xí)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(xí)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

26、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: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:注意:電場力做正功,電荷的電勢能減小;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

27、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W的。即EP=W求電荷在電場中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

28、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。如上式若取B為電勢能零點,則A點的電勢能為: 舉例分析:對圖1。4-1中的各量附與一定的數(shù)值,后讓學(xué)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。標量,只有大小,沒有方向,但有正負。(2)公式:(與試探電荷無關(guān))(3)單位:伏

29、特(V)(4)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)(5)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(xué)生思考和討論P21問題。引導(dǎo)學(xué)生分析問題與練習(xí)3、44等勢面定義:電場中電勢相等的點構(gòu)成的面等勢面的性質(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。等勢面越密,電場強度越大等勢面不相交,不相切等勢面的用途:由等勢面描繪電場線。幾種電場的電場線及等勢面注意:等量同種電荷連線和中線上連線上:中點電勢最小中線上

30、:由中點到無窮遠電勢逐漸減小,無窮遠電勢為零。等量異種電荷連線上和中線上連線上:由正電荷到負電荷電勢逐漸減小。中線上:各點電勢相等且都等于零。引導(dǎo)學(xué)生分析問題與練習(xí)7。第三課時 電勢差與電場強度的關(guān)系(一)復(fù)習(xí)上課時知識 要點:電場強度、電勢差的概念 問題:既然電場強度、電勢差都可以描述電場,那么兩者有何關(guān)系?-引入新課(二)新課教學(xué)-第6節(jié)、電勢差與電場強度的關(guān)系結(jié)合圖1、61及電場力做功的兩種不同途徑推導(dǎo),再引導(dǎo)學(xué)生比較得出:勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系:即:勻強電場中兩點間的電勢差等于電場強度與這兩點沿電場方向的距離的乖積 引導(dǎo)學(xué)生思考討論P26問題電勢差與電場強度的關(guān)系也可以寫做:

31、它的意義為:在勻強電場中,電場強度的大小等于兩點間的電勢差與兩點沿電場線方向的距離的比值。 引導(dǎo)學(xué)生思考討論P27問題注意:(1)上式的適用條件:勻強電場;(2)d為勻強電場中兩點沿電場線方向的距離(等勢面間的距離)。(3)電場強度與電勢無直接關(guān)系電場強度為零的地方電勢不一定為零,電勢為不為零取決于電勢零點。如:處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部場強為零,電勢相等,是一個等勢體,若不選它為電勢零點,導(dǎo)體上電勢就不為零。若選它為電勢零點,則導(dǎo)體電勢就為零。(結(jié)合說一說)電勢為零的地方電場強度不一定為零。如:點電荷產(chǎn)生的電場中某點定為電勢零點,但該點電場強度不為零,無窮遠處場強和電勢都可認為是零。電場強度相等

32、的地方電勢不一定相等,如在勻強電場中場強相等,但各點電勢不等。而處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部場強為零,處處相等,電勢也相等。電勢相等的地方電場強度不一定相等。如在等量的異種電荷的電場中,兩電荷連線的中垂面是一個等勢面,但場強不相等。而處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部場強為零,處處相等,電勢也相等(三)小結(jié):對本節(jié)內(nèi)容要點進行概括,并引導(dǎo)學(xué)生概括場強三公式、對比其適用條件。教學(xué)評價(列舉本專題中要評價的學(xué)習(xí)要素和所使用的評價工具或方法)可評價的學(xué)習(xí)要素:1、為何用電場強度描述電場強弱是最為合適的?評價方法:現(xiàn)場評價評價指標:復(fù)述你的設(shè)計方案,闡明問題的思路和方法。 完成相應(yīng)學(xué)案上的練習(xí)2、能夠自己推導(dǎo)出電場力做

33、功與路徑無關(guān)這一特點評價方法:現(xiàn)場評價評價指標:書寫推導(dǎo)過程3、體會用電勢描述電場能量性質(zhì)的唯一性評價方法:現(xiàn)場評價評價指標:完成相應(yīng)學(xué)案上的練習(xí)專題三電場特性的應(yīng)用所需課時3課時專題三概述 (介紹本專題在整個單元中的作用,以及本專題的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)活動和學(xué)習(xí)成果)專題三是前面所學(xué)電場知識的綜合應(yīng)用,可分為兩個問題,問題一:靜電現(xiàn)象的應(yīng)用及電容器的電容;問題二:帶電粒子在電場中的運動本專題學(xué)習(xí)目標 (描述本專題學(xué)習(xí)所要達到的主要目標)1、 了解帶電粒子在電場中的運動只受電場力,帶電粒子做勻變速運動。2、 重點掌握初速度與場強方向垂直的帶電粒子在電場中的運動(類平拋運動)。3、 知道示波管的

34、主要構(gòu)造和工作原理。本專題問題設(shè)計解決動力學(xué)問題的兩個力學(xué)方法是什么?所需教學(xué)材料和資源(在此列出學(xué)習(xí)過程中所需的各種支持資源)信息化資源 PPT 電腦常規(guī)資源學(xué)案導(dǎo)學(xué) 教學(xué)支撐環(huán)境其 他學(xué)習(xí)活動設(shè)計(描述本專題的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)活動)第一課時 電容器與電容展示各種電容器.并做解釋:這是一種能容納電荷的容器,今天我們來學(xué)習(xí)它電容器以及描述它容納電荷本領(lǐng)的物理量電容1、 電容器(1) 構(gòu)造:任何兩個彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體都可以看成一個電容器。(2) 電容器的充電、放電操作:把電容器的一個極板與電池組的正極相連,另一個極板與負極相連,兩個極板上就分別帶上了等量的異種電荷。這個過程叫做充電。現(xiàn)象:從

35、靈敏電流計可以觀察到短暫的充電電流。充電后,切斷與電源的聯(lián)系,兩個極板間有電場存在,充電過程中由電源獲得的電能貯存在電場中,稱為電場能.操作:把充電后的電容器的兩個極板接通,兩極板上的電荷互相中和,電容器就不帶電了,這個過程叫放電.現(xiàn)象:從靈敏電流計可以觀察到短暫的放電電流.放電后,兩極板間不存在電場,電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量.提問:電容器在充、放電的過程中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是什么?待學(xué)生討論后總結(jié)如下:【板書】充電帶電量Q增加,板間電壓U增加,板間場強E增加, 電能轉(zhuǎn)化為電場能放電帶電量Q減少,板間電壓U減少,板間場強E減少,電場能轉(zhuǎn)化為電能2、電容與水容器類比后得出。說明:對于給定電容器,相

36、當于給定柱形水容器,C(類比于橫截面積)不變。這是量度式,不是關(guān)系式。在C一定情況下,Q=CU,Q正比于U。(1) 定義:電容器所帶的電量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值,叫做電容器的電容。(2) 公式:(3) 單位:法拉(F)還有微法(F)和皮法(pF) 1F=10-6F=10-12pF(4)電容的物理意義:電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量,是由電容器本身的性質(zhì)(由導(dǎo)體大小、形狀、相對位置及電介質(zhì))決定的,與電容器是不是帶電無關(guān).3、平行板電容器的電容(1)演示感應(yīng)起電機給靜電計帶電(詳參閱P29圖1。7-4)說明:靜電計是在驗電器的基礎(chǔ)上制成的,用來測量電勢差.把它的金屬球與一個導(dǎo)體

37、相連,把它的金屬外殼與另一個導(dǎo)體相連,從指針的偏轉(zhuǎn)角度可以量出兩個導(dǎo)體之間的電勢差U.現(xiàn)象:可以看到: 保持Q和d不變, S越小,靜電計的偏轉(zhuǎn)角度越大, U越大,電容C越小; 保持Q和S不變,d越大,偏轉(zhuǎn)角度越小,C越小. 保持Q、d、S都不變,在兩極板間插入電介質(zhì)板,靜電計的偏轉(zhuǎn)角度并且減小,電勢差U越小電容C增大.(2)結(jié)論:平行板電容器的電容C與介電常數(shù)成正比,跟正對面積S成正比,跟極板間的距離d成反比.平行板電容器的決定式:真空 介質(zhì) 4、常用電容器(結(jié)合課本介紹P30)(三)小結(jié):對本節(jié)內(nèi)容要點進行概括(四)鞏固新課:1、引導(dǎo)學(xué)生完成問題與練習(xí)。 2、閱讀教材內(nèi)容。第二課時:帶電粒子

38、在電場中的運動1帶電粒子在電場中的運動情況(平衡、加速和減速)若帶電粒子在電場中所受合力為零時,即F0時,粒子將保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。例 :帶電粒子在電場中處于靜止狀態(tài),該粒子帶正電還是負電?分析:帶電粒子處于靜止狀態(tài),F(xiàn)0,因為所受重力豎直向下,所以所受電場力必為豎直向上。又因為場強方向豎直向下,所以帶電體帶負電。若F0(只受電場力)且與初速度方向在同一直線上,帶電粒子將做加速或減速直線運動。(變速直線運動)打入正電荷(右圖),將做勻加速直線運動。設(shè)電荷所帶的電量為q,板間場強為E電勢差為U,板距為d, 電荷到達另一極板的速度為v,則電場力所做的功為:粒子到達另一極板的動能為:由動能定理有:(或 對恒力) 若初速為v0,則上列各式又應(yīng)怎么樣?讓學(xué)生討論并列出。若打入的是負電荷(初速為v0),將做勻減速直線運動,其運動情況可能如何,請學(xué)生討論,并得出結(jié)論。 請學(xué)生思考和討論課本P33問題分析講解例題1。(詳見課本P33)【思考與討論】若帶電粒子在電場中所受合力F0,且與初速度方向有夾角(不等于0°,180°),則帶電粒子將做什么運動?(曲線運動)-引出2帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)(不計重力,且初

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