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：新的知识内容，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P 3
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m e 的比值,为
111076.1?=e
m e 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：221r q q k
F = 静电力常量k = 9.0×109N ·m 2/C 2 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m 1=9.10×10-31kg ，质子的质量m 2=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
F Q r F m r F F Q Gm m F F 12222212212121919
113127160160910167=k Q =G m =kQ =9.01010106.67101010
=2.310111939，，·×××××××××××....-----
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，所以靠成同一电荷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.
带领学生总结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.
（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=qEL AM =qEL AB cos θ
【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：PB PA E E W AB -=
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E P 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E P =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：P 19（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：
AB AB PA qEL W E ==
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P 20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：q E p
=?（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P 21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P 18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AB U 表示。
（2）公式：B A AB U ??-= 或 A B A B U ??-= ①
所以有：AB U =-BA U 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W AB 等于电荷在A 、B 两点的电势能之差。
推导：()AB B A B A PB PA AB qU q q q E E W =-=-=-=???? 所以有： AB AB qU W = 或 q
W U AB AB =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P 24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：Ed U AB =
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P 26问题 电势差与电场强度的关系也可以写做：d
U E AB = 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P 27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：U Q C = （3） 单位：法拉（F ）还有微法（μF ）和皮法（pF ） 1F=10-6μF=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P 29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 kd
S C π4=
介质 kd S C r πε4= 4、常用电容器（结合课本介绍P 30）
（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，mg qE =，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：qEL qU W == 粒子到达另一极板的动能为：221
mv E k = 由动能定理有：221
mv qU =（或22
1mv qEL = 对恒力） ※若初速为v 0，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v 0），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P 33问题
分析讲解例题1。（详见课本P 33）
【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v 0⊥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v 0在电场中做类平抛运动
沿电场方向匀速运动所以有：t v L 0= ①
电子射出电场时，在垂直于电场方向偏移的距离为： 221at y =
② 粒子在垂直于电场方向的加速度：md
eU m eE m F a === ③ 由①②③得：2
021???? ????=v L md eU y ④ 代入数据得：36.0=y 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v 0，而垂直于电
场方向的速度：
v L md eU at v ?==⊥ ⑤ 故电子离开电场时的偏转角θ为：200tan mdv eUL v v ==
⊥θ ⑥ 代入数据得：θ=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P 35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．
场强图像 1．如图所示，两个带电荷量分别为2q和－q的点电 荷固定在x轴上，相距为2L。下列图象中，两个点电荷连线上场强大小E与x关系的图象可能是( ) 2．一带正电粒子在正点电荷的电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动。取该直线为x轴，起始点 O为坐标原点，则下列关于电场强度E、粒子动能E k、粒子电势能E p、粒子加速度a与位移x的关系图象可能的是( ) 3如图所示x轴上各点的电场强度如图所示，场强方 向与x轴平行，规定沿x轴正方向为正，一负点电荷从坐标原点O以一定的初速度沿x轴正方向运动，点电荷到达x2位置速度第一次为零，在x3位置第二次速度为零，不计粒子的重力。下列说法正确的是( ) A．O点与x2和O点与x3电势差U Ox2＝U Ox3 B．点电荷从O点运动到x2，再运动到x3的过程中， 加速度先减小再增大，然后保持不变 C．点电荷从O点运动到x2，再运动到x3的过程中，速度先均匀减小再均匀增大，然后减小再增大D．点电荷在x2、x3位置的电势能最小 4．如图甲所示，两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离相等，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，在t＝0时刻，一不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场，粒子射入电场时的速度为v0，t＝T时刻粒子刚好沿MN 板右边缘射出电场。则( ) A．该粒子射出电场时的速度方向一定是沿垂直电场方向的 B．在t＝ T 2 时刻，该粒子的速度大小为2v0 C．若该粒子在 T 2 时刻以速度v0进入电场，则粒子会打在板上 D．若该粒子的入射速度变为2v0，则该粒子仍在t＝T 时刻射出电场 5.在x轴上关于原点对称的a、b两点处固定两个电荷量相等的点电荷，如图所示的E－x图象描绘了x轴上部分区域的电场强度(以x轴正方向为电场强度的正方向)。对于该电场中x轴上关于原点对称的c、d两点，下列结论正确的是( ) A.两点场强相同，c点电势更高 B.两点场强相同，d点电势更高 C.两点场强不同，两点电势相 等，均比O点电势高 D.两点场强不同，两点电势相等，均比O点电势低 6.(多选)静电场在x轴上的 场强E随x的变化关系如图所 示，x轴正方向为场强正方向， 带正电的点电荷沿x轴运动， 则点电荷( )
一、课内摘要 （一）电荷、电荷守恒定律 1、两种电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。 2、元电荷：一个元电荷的电量为1.6×10-19C ，是一个电子所带的电量。 说明：任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。 3、起电：使物体带电叫起电，使物体带电的方式有三种 ①摩擦起电，摩擦的两个物体带上等量异种电荷 ②接触起电，电荷重新分配，与带电体表面形状有关，尖细部位电荷集中，平缓部位电荷稀疏。 ③感应起电，不带电的物体靠近（不接触）带电的物体，不带电的物体上出现电荷移动，遵守电荷守恒定律 4、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能被消灭，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，系统的电荷总数是不变的． 注意：电荷的变化是电子的转移引起的；完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分。 （二）库仑定律 内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 公式： 22 1r q q k F k ＝9．0×109N·m2／C2 3．适用条件：（1）真空中； （2）点电荷． 点电荷是一个理想化的模型，在实际中，当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，就可以把带电体视为点电荷．点电荷很相似于我们力学中的质点． 综合练习1.1 1、如图1.1，A ，B 为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片 ，C 是带正电的小球，下列说法正确的是（ ） A 、把C 移近导体A 时，A,B 上的金属箔片都张开 B 、把 C 移近导体A ，先把A,B 分开，然后移去C ，A 、B 上的金属箔片仍张开 C 、先把C 移走，再把A,B 分开，A,B 上的金属箔片仍张开 D 、先把A,B 分开，再把C 移去，然后重新让A,B 接触，A 上的金属箔片张开，而B 上的金属箔片闭合 2、有一带正电的验电器，当一金属球A 靠近验电器的小球时，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 、金属球一定带负电 图1.1
选修3-1第一章电场 本章概述 本章是高中物理电磁学的起始章节，可以说本章将学生引入另一个新的学习领域；本章教学是整个电磁学教学的基础，对后续的电磁学的教学将产生深远的影响。 本章知识内容共有9节，大致分为三个单元。 第一单元包括第1，2节，既“电荷及其守恒定律”和“库仑定律”，是本章的基础。 第一单元包括第3、4、5、6节，分别是“电场强度”“电势能和电势”“电势差”“电势差与电场强度的关系”，是本章的核心内容。 第一单元包括第7、8、9节，既“静电现象的应用”“电容器的电容”“带电粒子在电场中的用”,是本章的综合应用。 本章的核心内容是电场的概念及描述电场性质的物理量。教材中从电荷在电场中受力入手，引入电场强度的概念，用来表示电场的强弱。通过静电力做功与重力做功类比法，得出电荷在电场中具有的物理量----电势能。 本章的知识特点：(1)新概念多且抽象不易直接感知；(2)综合性强、跨度大；(3)包含有丰富的物理思维方法。 本章的重点、难点：重点是基本概念、基本原理的理解。难点是本章知识的跨度与力学的综合应用。 本章的课标要求： 1．了解静电现象及其在生活和生产中的应用。用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。 2．知道点电荷，体会科学研究中的理想模型方法。知道两个点电荷间相互作用的规律。通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性与统一性。 3．了解静电场，初步了解场是物质存在的形式之一。理解电场强度。会用电场线描述电场。 4．知道电势能、电势，理解电势差。了解电势差与电场强度的关系。 5．观察常见电容器的构造，了解电容器的电容。举例说明电容器在技术中的应用。 6.带电粒子在匀强电场中的运动。 本章的知识版块及知识结构 静电基本现象→电场力的性质和能的性质→电场对电场中的物质的作用(电场对电荷的作用、电场对导体的作用、电场对电介质的作用) 本章知识结构图 学情分析 学生对电场知识类了解不多，初中教学中实验不全；回忆总结初中静电学知识参差不齐；学生正处在形象思维向抽象思维转变的关键时期，部分学生存在抽象思维障碍，尤其是空间思维障碍；物理学中的一些研究方法不了解；部分学生对电学知识不感兴趣，存恐惧感。 教学要求 1．加强演示实验和生活经验在教学中的形象思维支撑，促进学生获得正确的知识表象；
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：新的知识内容，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．
电场复习指导意见 20XX 年课标版考试大纲本章特点 概念多、抽象、容易混淆。电场强度、电场力、电势、电势差、电势能、 电场力做功。 公式多。在帮助学生理解公式的来龙去脉、物理意义、适用条件的同时，可将其归类。 正负号含义多。在静电场中，物理量的正负号含义不同，要帮助学生正确理解物理量的正负值的含义。 知识综合性强。要把力学的所有知识、规律、解决问题的方法和能力应用 内 容要求说明 54．两种电荷．电荷守恒 55．真空中的库仑定律．电荷量 56．电场．电场强度．电场线．点电荷的场 强．匀强电场．电场强度的叠加 57．电势能．电势差．电势．等势面 58．匀强电场中电势差跟电场强度的关系 59．静电屏蔽 60．带电粒子在匀强电场中的运动 61．示波管．示波器及其应用 62．电容器的电容 63．平行板电容器的电容，常用的电容器 Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ 带电粒子在匀强 电场中运动的计算，只 限于带电粒子进入电场时速度平行或垂直于场强的情况
到电场当中 具体复习建议 一．两种电荷，电荷守恒，电荷量（Ⅰ） 1．两种电荷的定义方式。（丝绸摩擦玻璃棒，定义玻璃棒带正点；毛皮 摩擦橡胶棒，定义橡胶棒带负电） 2．从物质的微观结构及物体带电方法 接触带电（所带电性与原带电体相同） 摩擦起电（两物体带等量异性电荷） 感应带电（两导体带等量异性电荷） 3．由于物体的带电过程就是电子的转移过程，所以带电过程中遵循电荷守恒。每个物体所带电量应为电子电量（基本电量）的整数倍。 4．知道相同的两金属球绝缘接触后将平分两球原来所带净电荷量。（注意电性）
二．真空中的库仑定律（Ⅱ）1．r r q kq F 2 2112 或 2 2121 12r q kq F F 方向在两点电荷连线上，满足同性相斥，异性相吸。2．规律在以下情况下可使用：（1）规定为点电荷；（2）可视为点电荷； （3）均匀带电球体可用点电荷等效处理，绝缘均匀带电球体间的库仑力可用库仑定律 2 21r q kq F 等效处理，但r 表示 两球心之间的距离。（其它形状的带电体不可用电荷中心等效） （4）用点电荷库仑定律定性分析绝缘带电金属球相互作用力的情况 两球带同性电荷时：2 21r q kq F r 表示两球心间距，方向在球心连线上 两球带异性电荷时：2 21r q kq F r 表示两球心间距，方向在球心连线上 3．点电荷库仑力参与下的平衡模型（两质量相同的带电通草球模型） 4．两相同的绝缘带电体相互接触后再放回原处 （1）相互作用力是斥力或为零（带等量异性电荷时为零） L mg F T α mgtg l q kq 2 2 1) sin 2(3 2 21sin 4cos l q kq mg T
第一章静电场 全章概述 本章主要研究静电场的基本性质及带电粒子在静电场中的运动问题。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，是掌握好本章知识的关键。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研究的继续；电势差、电场力的功、电势能的变化等是电场的能的性质讨论的延伸；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用。本章的内容是电学的基础知识，也是学习以后各章的准备知识。 新课标要求 1．掌握库仑定律和电荷守恒定律。 2．了解电场、电场强度及电场线，能进行电场强度的计算，特别是在匀强电场中的计算。 3．掌握电场力做功与电势能的关系，理解电势，能画出等势面。 4．根据做功原理，能够计算两点间的电势差。 5．理解电势差与电场强度的关系，能进行简单计算。 6，了解电容器的构成及常用的电容器，掌握平行板电容器的性质。 7．掌握带电粒子在电场中的加速及偏转，并会对其进行计算。 1.1 电荷及其守恒定律 教学目标： （一）知识与技能
知道各种起电方法及实质，认识元电荷，掌握电荷守恒定律的内容。 （二）过程与方法 结合具体事实理解概念及定律，化抽象为具体。 （三）情感、态度与价值观 体会生活中的静电现象，提高抽象思维水平。培养学生对实验的观察和分析的能力。 教学重点：掌握电荷的基本性质与电荷守恒定律。 教学难点：电荷基本性质与电荷守恒定律的理解及应用。 教学方法：实验归纳法、讲授法 教学用具：静电感应演示器、玻璃棒、丝绸，多媒体辅助教学设备 教学过程 （一）引入新课 教师：初中学过自然界有几种电荷，它们间的相互作用如何？电荷的多少用什么表示？ 学生：自然界只存在两种电荷，同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引。电荷的多少是用电荷量来表示。 教师：一般情况下物体不带电，不带电的物体内是否存在电荷？如何使物体带电？ 学生：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带正电，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电。 教师：摩擦起电的实质是什么？
第二节电场强度电场线 教学目标： （一）知识目标 1．知道电荷间的作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊的物质形态。2．理解电场强度的概念及其定义，会根据电场强度的定义及其变形公式的进行简单的计算， 3．知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的。 4、知道什么是匀强电场中电场线的分布 5、知道两块互相靠近，带等量异种电荷的平行金属板之间的电场是匀强电场 （二）能力目标 通过观察演示实验，理解建立电场线的思想过程，并通过概括出典型电场的电场线特点的过程，培养学生的观察能力和概括能力； （三）德育目标 通过对有关问题的生生讨论学习，培养学生的批判性思维和发散性思维； 重点：电场强度 难点：电场强度概念的建立 教具： 教学过程： 〔复习引入〕 问：库仑定律的内容、表达式、适用条件？ 电荷之间存在相互作用力，这种相互作用是怎么发生的呢？人们对这个问题的认识在历史上曾有过两种不同的观点。在法拉第之前，人们认为两个电荷之间的相互作用力是一种超距作用，也就是一个电荷对另一个电荷的作用是隔着一定空间直接给予的，不需要中 电荷? 间有什么媒介做传递，这种方式可表示为：电荷 在19世纪30年代法拉第提出一种观点，认为电荷的周围存在着由它产生的电场，另外一个电荷受到这个电荷的作用力就是通过这个电场给予的，这种作用方式可以表示为：? 电荷? 电场 电荷 近代物理学的理论和实践已经完全证明了场的观点的正确性。电场以及将要学习的磁场已被证明是一种客观存在的物质形态，电视台和无线广播电台就是靠激发电磁场的方式发送各种节目信号的。虽然电磁场“看不见”、“摸不着”，但是我们却可以在远离发射塔的地方，用电视机和收音机接受它们发送的节目信号，这就是电磁场客观存在的很好的例证。这节课我们就来学习描述电场的重要概念。 〔新课教学〕 一、电场 1.存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用力的一种特殊物质。 2.基本性质： 力的性质：对放入其中的电荷有力的作用，这种电场对电荷的静电力称为电场力。 能的性质：使放入其中的电荷具有能。 质疑：同一电荷q在电场中不同点受到电场力的方向和大小一般不同，这是什么因素造成的？因为电场具有方向性，而且各个点强弱不同，所以同一电荷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。 二、电场强度（E） 指出：虽然可以用同一电荷q在电场各点所受电场力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：在电场中同一点，电场力F与电荷电量q成正比，比值F/q由
第七章静电场【知识建构】 电场库仑定律 2 2 1 F r q q k = 适用于真空在的点电荷 电荷、电荷守恒定律，元电荷e=1.60×10-19C 力的性质 电场强度 定义 定义式 单位 物理意义 矢量性 电场叠加原理 电场线 意义 电场线的疏密来表示电场强度的大小 电容器 定义 工作基础：①充电②放电 电容 定义 定义式 物理意义 单位 平行板电容器；kd C π ε 4 S = 电容器种类：①固定电容器；②可变电容器 电容器 电场强度与电势差的关系 大小关系 方向关系 电场力做功与电势能的关系：W AB＝Ep A－Ep B 能的性质 电场力做功的特点 电势能 定义式 定义 电势 物理意义 电势差 标量，有正负 q W U U AB AB B A AB = - =, ? ? 等势面 定义 特点 电场强度与电势差的关系 沿场强的方向电势降落的最快 在匀强电场中： q U E= 带电粒子的加速：2 2 1 mv qU= 带电粒子在电场中的运动 带电粒子的偏转： 2 2 2 tan , 2dmv qUL mdv qUL y= =? 电场力： d qU qE= = F
第一节电荷电场力的性质 【考点知识梳理】 一、电荷及电荷守恒定律 1．物体带电方式：、、 . 2. 叫静电感应现象. 3.电荷 （1）用______摩擦过的______上带的电荷叫负电荷，用_______摩擦过的______上带的电荷叫正电荷； （2）电荷间的相互作用规律：同种电荷互相_________，异种电荷互相__________. （3）电荷量单位是________,简称______，单位符号是______. （4）元电荷：电子或质子所带电荷量e=1.60×10－19C，实验表明：所有带电体的电荷量是e的______，因此_________称为元电荷. （5）点电荷： .点电荷是在研究电荷之间相互作用时抽象出来的理想化的物理模型.是否为点电荷的判断依据： . 4．电荷守恒定律 （1）定律内容： . （2）电荷重新分配规律：两个带有异种电荷的导体，接触后先发生正负电荷的________，然后再进行电荷的_______.若不受外界影响，两个外形完全相同的带电金属球体接触，同
高中物理 静电场及其应用精选测试卷专题练习（word 版 一、第九章 静电场及其应用选择题易错题培优（难） 1．如图，真空中x 轴上关于O 点对称的M 、N 两点分别固定两异种点电荷，其电荷量分别为1Q +、2Q -，且12Q Q >。取无穷远处电势为零，则（ ） A ．只有MN 区间的电场方向向右 B ．在N 点右侧附近存在电场强度为零的点 C ．在ON 之间存在电势为零的点 D ．MO 之间的电势差小于ON 之间的电势差 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】 AB ．1Q +在N 点右侧产生的场强水平向右，2Q -在N 点右侧产生的场强水平向左，又因为 12Q Q >，根据2Q E k r =在N 点右侧附近存在电场强度为零的点，该点左右两侧场强方向相反，所以不仅只有MN 区间的电场方向向右，选项A 错误，B 正确； C ．1Q +、2Q -为两异种点电荷，在ON 之间存在电势为零的点，选项C 正确； D ．因为12Q Q >，MO 之间的电场强度大，所以MO 之间的电势差大于ON 之间的电势差，选项D 错误。 故选BC 。 2．如图所示，竖直平面内有半径为R 的半圆形光滑绝缘轨道ABC ，A 、C 两点为轨道的最高点，B 点为最低点，圆心处固定一电荷量为+q 1的点电荷．将另一质量为m 、电荷量为+q 2的带电小球从轨道A 处无初速度释放，已知重力加速度为g ，则（） A ．小球运动到 B 2gR B ．小球运动到B 点时的加速度大小为3g C ．小球从A 点运动到B 点过程中电势能减少mgR D ．小球运动到B 点时对轨道的压力大小为3mg ＋k 12 2 q q R 【答案】AD 【解析】
静电场 一、基础知识 1.电场力的性质 （1）元电荷e=1.6×10-19C。 （2）静电现象：电荷在物体之间或内部的转移。 （3）静电平衡：导体中没有电荷定向移动的状态 （4）处于静电平衡的导体：a.内部场强E=0，表面场强方向与该表面垂直；b.表面和内部各点电势相等，整个导体是一个等势体，导体表面是一个等势面；c.导体内部没有电荷，电荷只分布在导体外表面；d.导体外表面越尖锐的位置，电荷密度越大，凹陷处几乎没有电荷。 （5）静电屏蔽：由于静电感应，1.导体外表面感应电荷的电场与外点场在导体内部任一点的场强的叠加结果为零，从而外部电场影响不到导体内部；2.接导体壳内表面感应电荷与壳内电场在导体壳外表面以外空间叠加结果为零，从而使接地的封闭导体壳内部电场对壳外空间没有影响。 （6）库伦定律：真空中两个静止点电荷之间的作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间距 离的二次方成反比，作用力的方向在两点电荷的连线上。F=k Q1Q2 r2 ,k=9×109Nm2/C2。条件：点电荷、真 空。 （7）电场：电荷周围存在的一种物质，电场对放入其中的电荷有力的作用。静止电荷产生的电场称为静电场。 （8）电场强度：放入电场中某点的电荷受的电场力F与它的电荷量q的比值。E=F q ，单位N/C或 V/m。这是电场强度的定义式，而非决定式，场强大小决定于电场本身，与F、q无关。方向为正电荷在电场中所受的电场力的方向。 （9）点电荷场强计算式：E=k Q r2 （10）电场线：画在电场中的有方向曲线，曲线上每点的切线方向就是该点的场强方向，电场线是假想的线。电场线从正电荷或无限远出发，终止于负电荷或无限远。电场线在电场中不相交不相切。同一电场中，电场线越密集的地方场强越大。
电场电场强度 【教学目标】 一、知识与技能 1.粗略了解物理学史上对电荷间相互作用力的认识过程。 2.知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是客观存在的。 3.理解电场强度的概念及其定义，会根据电场强度的定义进行有关的计算。知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的。 4.能根据库仑定律和电场强度的定义推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算。 5.知道场强的叠加原理，并能应用这一原理进行简单的计算。 6.知道常见几种的电场线的特点。 二、过程与方法 1.经历“探究描述电场强弱的物理量”的过程，获得探究活动的体验。 2.领略通过电荷在电场中所受静电力研究电场、理想模型法、比值法、类比法等物理学研究方法。 三、情感态度与价值观 1.体验探究物理规律的艰辛与喜悦。 2.学习科学家严谨科学的态度。 【教学重点】 1.探究描述电场强弱的物理量。 2.理解电场、电场强度的概念，并会根据电场强度的定义进行有关的计算。
【教学难点】 探究描述电场强弱的物理量。 【教学过程】 一、复习提问、新课导入 教师：上一节课我们学习了库仑定律，请同学们回忆一下：库仑定律的内容是什么？ 学生回答：略 教师：我们不免会产生这样的疑问： 投影展示问题1：真空中？它们之间相隔一定的距离，又没有直接接触，这种相互作用是如何产生的呢？能不能通过离开地面的物体仍受到重力得到启示？ 投影展示“探究影响电荷间相互作用力的因素”。 教师：这幅图大家不陌生，那么相同的小球在不同的位置所受作用力不一样，说明了什么？ 学生回答：库仑力的大小与距离有关。 教师：其本质原因又是什么呢？ 教师：带着这两个疑问，本节课我们一齐来学习《电场电场强度》。（板书课题）二、新课教学 （一）电场
第七章 静电场 问题 7-1 设电荷均匀分布在一空心均匀带电的球面上，若把另一点电荷放在球心上，这个电荷能处于平衡状态吗？如果把它放在偏离球心的位置上，又将如何呢？ 解 我们先考虑电荷均匀分布的带电球面在球内的电场强度E 的分布情况，由 0q =E F 来判断某处点电荷是否能处于平衡状态。 对于球心O 处，由于球面电荷分布均匀，球面上各点的电荷在球心处的电场强度在各个方向上都是均衡的，又由于电场强度为矢量，所以其合矢量为零， 偏离球心的任一点P 处的电场强度可以由高斯定律求得，根据球面电荷分布的对称性，我们选取过点P 、与带电球同心的球面为高斯面。利用高斯定理有 0S d ?=? E S ，所以在点P 处的电场强度也为零。 由上分析可知，在均匀带电的球面内任一点（球心或者偏离球心）处放一点电荷，此电荷受到的合力都为零，都能处于平衡状态。 7-2 在电场中某一点的电场强度定义为0 q = F E ，若该点没有试验电荷，那么该点的电场强度又如何？为什么？ 解 该点电场强度不会改变。因为电场强度反映的是电场本身的性质，它是电场本身的属性，与试验电荷的存在与否无关。 7-3 我们分别介绍了静电场的库仑力的叠加原理和电场强度的叠加原理。这两个叠加原理是彼此独立没有联系的吗？ 解 这两个叠加原理并非彼此独立，而是相互联系的。这两个叠加原理都是矢量叠加原理，电场强度的叠加原理是由库仑力的叠加原理推导而来的。 7-4 电场线能相交吗？为什么？ 解 不能相交。由电场线性质可知，电场中任一点的电场强度的方向与此处电场线切线方向。若两条电场线相交，则相对于不同的电场线，相交处的电场强度有不同的方向，而电场中一点的电场强度只能有一个确定的方向，所以电场线不能相交。 7-5 如果穿过曲面的电场强度通量e 0Φ=，那么，能否说此曲面上每一点的电场强度E 也必为零呢？
电场电场强度教案设计 电场电场强度教案设计 第二节电场电场强度一、教学目标 1. 了解电场的概念 2. 理解电场强度的概念 3. 掌握电场强度的计算方法二、重点、难点分析 1. 重点是使学生理解电场强度的概念及掌握电场强度的计算方法。2. 电场强度是描述电场性质的物理量之一，这是难点。初学者容易把电场强度跟电场力混同起来。三、主要教学过程 1. 复习库仑定律在真空中两点电荷的作用力跟它们的电量乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，这就是库仑定律。2.新课引入任何力的作用都离不开物质，脚踢球，脚对球的力直接作用在球上;狗拉雪橇，狗对雪橇的拉力是通过绳子作用的;地球对地表附近物质的作用力是通过重力场物质;两电荷间相互作用时不直接接触，它们之间的相互作用也是通过别的物质作用的，这就是电场。 3.教学过程设计(1)电场 a.电荷周围存在一种特殊物质提问：既然场是物质，为什么我们看不到呢? 答：物质形式实体(由分子组成);看的见，摸的着。场(形式)：看不见，摸不着，不以人的感官意识为转移的客观存在。例如可见光波长由7000 ~4000 ，但还有很多波长的光线我们看不到，但不等于它们不存在。不能以人灯感官为标准判一存在与否。场客观存在的证明是它有力、能的特性。例如重力场对有质量的物体有力的作用，用可对物体做功，说明其能量。电场对放入其的电荷Q也有力的作用，可对Q做功，说明其有能量。b.电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用，此力称电场力。c.静电场：静止电荷的电场。场有能和力的特性，我们先看电场中力的性质，它是本章的重要内容，先以点电荷为例。如图1所示，在+Q电场中A点分别放入电荷q1、q2、q3则它们分别受电场力为：A:F1= F2= ;F3=看看上式，我们可发现场电荷Q对不同的检验电荷q 有不同的电场力，但只要A点位置不变，F与q的比值就不变。若换到B点，则从上面分析看出：Q固定则电场的空间分布固定，对于场中某点固定，值仅与Q、r有关，与检验电荷无关，它反映的是电场的性质，反映的是电场的强弱，称场强。(2)电场强度 a.定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫该点的电场强度，简称场强。 b.定义式：E=F 电场力国际单位：牛(N) q 电量国际单位：库(C) E 电场强度国际单位：牛/库(N/C) c.物理意义：电场中某点的电场强度数值上等于单位正电荷在那里所受的电场力。 d.电场强度是矢量，规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向。电场中同一点，+q、-q受力方向不同，场强只能有一个方向，规定以+q的受力方向为正。例在图2中标出A、B、C、D四点的电场强度的方向。正点电荷电场中某点电场强度方向沿连线背离+Q，负点电荷电场中某点电场强度方向沿连线指向-Q。e.单位：牛/库N/C E= 借助于点电荷场强推出，可适用于任意电场。(3)一个点电荷电场的场强 a. 真空中：E= (与检验电荷q无关，仅与场电荷Q及r有关) b. 方向：正电荷在该点受电场力方向(以后还会遇到各点场强大小，方向均相同的匀强电场) (4)两个点电荷产生的电场的叠加原理如图3所法，在正点电荷Q1与负点电荷Q2产生的电场中有一点A，求A点的电场强度EA，由电场强度定义可知，EA在数值上为+1C点电荷在A点所受的电场力。今在A点放q=1+C，q将同时受到Q1和Q2的作用，每个作用力都能单独用库仑定律求出，就像另一个电荷不存在一样，而q受的合力为各分力的矢量和，又因为q是1C正电荷，所以它受的电场力在数值上等于场强，也就是说A点的合场强为Q1与Q2单独在A眯产生的场强的矢量和，这就是电场强度的叠加原理。用电场强度的叠加原理可以求和任意多个点电荷产生的电场强度，任何一个带电体不管其电荷分布多么复杂，都可以视为由许多点电荷组成，因而可以用场强叠加原理求出它的场强。可以看出，真空中任意多个点电荷产生的电场强度，仅由场是荷、电场中
高二物理教案《电场电场强度》 一、教学目标 1．了解电场的概念。 2．理解电场强度的概念。 3．掌握电场强度的计算方法。 二、重点、难点分析 1．重点是使学生理解电场强度的概念及掌握电场强度的计算方法。 2．电场强度是描述电场性质的物理量之一，这是难点。初学者容易把电场强度跟电场力混同起来。 三、主要教学过程 1．复习库仑定律 在真空中两个点电荷的作用力跟它们的电量乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，这就是库仑定律。 2．新课引入 任何力的作用都离不开物质，脚踢球，脚对球的力直接作用在球上；狗拉雪橇，狗对雪橇的拉力是通过绳子作用的；地球对地表附近物质的作用力是通过重力场——物质，作用的；地球与月亮间有万有引力作用力也是因有万有引力场——物质；两电荷间相互作用时不直接接触，它们之间的相互作用也是通过别的物质作用的，这就是电场。 3．教学过程设计 （1）电场 a．电荷周围存在一种特殊物质 提问：既然场是物质，为什么我们看不到呢？ 为转移的客观存在。 例如可见光波长由7000～4000，但还有很多波长的光线我们看不到，但不等于它们不存在。不能以人 类感官为标准判定存在与否。场客观存在的证明是它有力、能的特性。例如重力场对有质量的物体有力的作用，且可对物体做功，说明其能量。电场对放入其中的电荷Q也有力的作用，可对Q做功，说明其有能量。 b．电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用，此力称电场力。 c．静电场：静止电荷的电场。 场有能和力的特性，我们先看电场中力的性质，它是本章的重要内容，先以点电荷为例。 如图1所示，在+Q电场中A点分别放入电荷q 1、q 2 、q 3 则它们分别受电场力为： 看看上式，我们可发现场电荷Q对不同的检验电荷q有不同的电场力，但只要A点位置不变，F与q的比值就不变。 从上面分析看出：Q固定则电场的空间分布固定，对于场中某固定
静电场 一、静电现象与产生 1.静电产生 （1）使物体带电的三种方式微观解释 ①摩擦起电：通过两种不同的物体相互摩擦是物体带电得失电子 ②接触带电：通过与带电导体接触时物体带电方式电荷转移 ③感应起电：通过静电感应使物体带电的方式电荷间相互作用 （2）带电体的电性 ①丝绸摩擦过的玻璃棒带正电 ②毛皮摩擦过的橡胶棒带负电 （3）三种起电方式比较 2.电荷守恒定律 ①内容：电荷既不能创造也不能消失，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保持不变。 ②理解： a.电荷守恒定律是自然界最基本的定律之一 b.两物体之间或物体各部分之间转移的是电子 c.起电过程的实质是物体中正、负电荷的分离和转移的过程，电荷发生转移或分离后由于剩余的正负电荷的代数和不为零，从而对外显电性，那种电荷量多，显哪种电性 d.电荷中和，实质是等量的正电荷和负电荷代数和为零从而不显电性，而不是电荷消失 3.几个小球电量分配问题 ①两个完全相同的带电金属球接触后再分开，电荷量Q A’’=Q B ’= 2Q Q B A ，代入电荷量数值时将电性符号一起带入进行代数运算 ②三个完全相同的带电金属球接触后在分开，先用公式计算两个，结果再和第三个小球用公式计算 二、静电力、库仑定律
1.静电力与点电荷模型 （1）静电力：静止的带电体之间的相互作用 （2）点电荷：把本身的大小比相互之间的距离小得多的带电体称为点电荷 ①理解 a.点电荷是物理模型，只有电荷量，没有大小和形状的理想化模型，类比质点 b.把带电体看成点电荷的条件：带电体间的距离比它们自身大小大得多； c.点电荷只具有相对意义，一个物体能否看成是点电荷要看其具体问题，不能凭带电体自身的大小和形状 2.库仑定律 （1）内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力F 的大小，跟它们的电荷量Q 的乘积成正比，跟他们的距离r 的平方成反比，作用力的方向沿着它们的连线。 （2）表达式：F=22 1r q q k （3）使用条件①真空中②点电荷 （4）解释：K 为静电力常量 k=9.0×109N·m 2/C 2 由于只计算静电力大小所以q 取正值 方向根据同性相吸异性相斥的原理判断 （5）静电力的叠加原理：对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷受到的库仑力的大小，都等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷作用力的矢量和 例如：下面有三个完全相同的金属球ABC ，A 球带+q 的电量，B 球带-q 的电量，C 球带+q 的电量，如图所示分布在一个等边三角形的三个顶点上，求C 求受到的静电力 F1为AC 之间的静电力，F2为BC 原理，金属球C 受到的力就是F1和F2形得到C 受到的合力F （6）几个带电小球求静电力的问题 根据静电力叠加原理进行计算，如上例题所示，具体步骤为： ①确定研究对象②受力分析③分别列受到的静电力公式④矢量和相加 （7）三个点电荷相互作用下平衡时的规律：“三点共线，两同夹一异，两大夹一小，近小远大”满足 322131q q q q q q += 3.静电力与万有引力的比较 B
《带电粒子在电场中的运动》教学设计 一、教材分析 本节内容选自人教版物理选修3-1 第一章第九节。是对电场知识的重要应用，也是力学知识与电学知识的综合应用，通过对本节课的学习，学生能够把电场知识和牛顿运动定律、动能定理、运动的合成与分解等力学知识有机的结合起来，加深对力学、电学知识的理解，有利于培养学生用物理知识解决实际问题的能力。另外，这节课与现代科学技术结合紧密，通过这节课的学习有利于培养学生对科学和技术应有的正确态度和责任感。 根据教材的具体内容以及新课程标准的要求，确定本节课的教学目标如下： （1）知识与技能 ①学会运用静电力、电场强度等概念研究带电粒子在电场中运动的加速度、速度和位移等物理量的变化。 ②了解示波管的工作原理。、 （2）过程与方法 通过对“类平抛运动”的学习，提升学生对知识的迁移能力；在对示波管原理的分析过程中，提高学生独立观察、分析、推理及应用物理知识解决实际问题的能力。 （3）情感态度与价值观 通过带电粒子在电场中的实际应用，提高学生对物理的学习兴趣，同时，使学生体会静电场知识对科学技术的影响，提高学生对科学技术的责任感。 本节课的重点：带电粒子在匀强电场中的加速和偏转问题。 本节课的难点：示波管的原理。 二、学情分析 通过学生对必修一以及电场基本知识的学习，学生已经具备的知识和能力是： 1. 平抛运动的条件、性质以及处理方法； 2. 力学和电场的基本知识，初步具备了应用力学知识分析电场问题的能力。 此时学生还欠缺的知识和能力是： 1.逻辑思维和抽象思维能力还有待提高； 2.公式的熟练应用上存在有问题。 三、教学方法设计 根据本节课的教学目标、教学重、难点及学生特点，整节课采用情景式教学，直观演示
静电场重点题型复习 题型一、利用电场线判断带电粒子运动情况 1.某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N， 以下说法正确的是（） A.粒子必定带正电荷 B.粒子在M点的电势能小于它在N点的电势能 C.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度 D.粒子在M点的动能小于它在N点的动能 2.如图所示，a、b带等量异种电荷，MN为a、b连线的中垂线，现有一个带电粒子从M点以一定的初速度v射出，开始时一段轨迹如图中实线所示，不考虑粒子的重力，则在飞越该电场的过程中（） A．该粒子带正电 B．该粒子的动能先增大，后减小 C．该粒子的电势能先减小，后增大 D．该粒子运动到无穷远处后，速率大小一定仍为v 3.某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是( ) A．c点场强大于b点场强 B．c点电势高于b点电势 C．若将一试电荷+q由a点释放，它将沿电场线运动到b点 D．若在d点再固定一点电荷-Q，将一试探电荷+q由a移至b的过程中，电 势能减小 4.如图所示，在竖直平面内，带等量同种电荷的小球A、B，带电荷量为-q（q＞0），质量都为m，小球可当作质点处理．现固定B球，在B球正上方足够高的地方释放A球，则从释放A球开始到A球运动到最低点 的过程中（） A小球的动能不断增加 B．小球的加速度不断减小 C．小球的机械能不断减小 D．小球的电势能不断减小 5.如图所示，平行的实线代表电场线，方向未知，电荷量为1×10-2C的正电荷在电场中只受电场力作用，该电荷由A点运动到B点，动能损失了0.1J，若A点电势为10V，则（） A．B点电势为零 B．电场线方向向左 C．电荷运动的轨迹可能是图中曲线① D．电荷运动的轨迹可能是图中曲线②
高中物理学习材料 金戈铁骑整理制作 静电场专题练习 1．电子伏（eV）是电学中的一个重要单位，1eV=__________________J。 2．将一个电量为1×10-5C的正电荷从从无穷远处移到电场中的A点，需克服电场力做功6×10-3J，则A点的电势为φA＝_________V；如果此电荷从无穷远处移到电场里的另一点B时，电场力做功0.02J，则A、B两点电势差为U AB＝_________V；如果另一个电量是-0.2C的负电荷从A移到B，则电场做功为_____________J。 3．规定无穷远处电势为零，则负点电荷周围空间的电势为__________值；一正电荷位于某负点电荷产生的电场内，它的电势能为___________值；一负电荷位于某负点电荷产生的电场内，它的电势能为___________值。 4．在电场中A、B两点的电势分别为φA=300V，φB=200V，则A、B间的电势差U AB=___________，一个质子从A点运动到B点，电场力做功_____________，质子动能的增量为______________。 5．将一个电量-2×10-8C的点电荷，从零电势点O移到M点需克服电场力做功4×10-8J，则M点电势φM=___________；若将该电荷从M点再移至N点，电场力做功1.4×10-7J，则N 点电势φN=__________，M、N两点间的电势差U MN =_____________。 6．电场中A点电势φA=80V，B点电势φB= -20V，C点电势φC=80V，把q= -3×10-6C的电荷从B点移到C点的过程中电场力做功W BC=______________，从C点移到A点，电场力做功W CA=______________。 7．在电场中，A点的电势高于B点的电势，则 A．把负电荷从A点移到B点，电场力做负功 B．把负电荷从A点移到B点，电场力做正功 C．把正电荷从A点移到B点，电场力做负功 D．把正电荷从A点移到B点，电场力做正功 8．在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是 A．电场强度大的地方电势一定高 B．电势为零的地方场强也一定为零 C．场强为零的地方电势也一定为零 D．场强大小相同的点电势不一定相同 9．关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是 A．电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电量决定 B．电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电量决定 C．电势差是矢量，电场力做功是标量 D．在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点间的电势差均为零
第二节、库仑定律 山东省泰安第一中学梁光健 【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】掌握库仑定律及其使用条件 【难点】1．会用库仑定律的公式进行有关的计算 2．点电荷的概念 【教具】库仑扭秤（模型或挂图） 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．
（3）带电小球可等效看成电量都集中在球心上的点电荷． （4）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，用矢量求 和法求合力。 【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m 1=9.10×10-31kg ，质子的质 量m 2=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． 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P 9 【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q 1=5×10-3C ，q 2=－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． F F F 12=