大学物理静电场教学
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通过曲面S 的总电通量 ⎰⎰⋅=Φ=ΦS S e e S d E d
S 为闭合曲面时 ⎰⋅=ΦS e S d E
无关,只与被球面所包围的电量q 有关
虚线表示等势面,实线表示电力线 二、场强与电势梯度的关系 电势与场强的积分关系:⎰⋅=零点
l d E U
,
求出场强分布后可由该式求得电势分布.
空腔内有带电体q时,空腔内表面感应电荷为-q,导体外表面感应电荷为静电屏蔽
)在导体内部有空腔时,空腔内的物体不受外电场的影响。
)接地的导体空腔,空腔内的带电物体的电场不影响外界。
三、有导体存在的静电场场强与电势的计算
有极分子电介质的极化:在外电场作用下分子偶极矩转向与外电场接近平行的方向,叫取向极化。
五、极化强度和极化电荷
极化强度P
)。
课时:2课时教学目标:1. 理解静电场的概念,掌握静电场的基本性质和规律。
2. 掌握电场强度、电势和电势能等基本物理量的定义和计算方法。
3. 能够运用静电场的基本知识解决实际问题。
教学重点:1. 静电场的概念和基本性质。
2. 电场强度、电势和电势能的计算方法。
教学难点:1. 电场强度、电势和电势能的物理意义及其应用。
2. 静电场中的电场线、等势面等概念的理解和应用。
教学过程:一、导入1. 回顾静电场的概念,引导学生思考静电场的产生原因和特点。
2. 介绍静电场在自然界和生活中的应用,激发学生的学习兴趣。
二、静电场的基本性质1. 讲解静电场的定义,引导学生理解静电场的概念。
2. 介绍静电场的基本性质,如电场线、电势、电势能等。
三、电场强度1. 讲解电场强度的定义,引导学生理解电场强度的物理意义。
2. 介绍电场强度的计算方法,如点电荷电场强度、均匀电场强度等。
3. 通过实例讲解电场强度的应用。
四、电势1. 讲解电势的定义,引导学生理解电势的物理意义。
2. 介绍电势的计算方法,如点电荷电势、均匀电场电势等。
3. 通过实例讲解电势的应用。
五、电势能1. 讲解电势能的定义,引导学生理解电势能的物理意义。
2. 介绍电势能的计算方法,如点电荷电势能、均匀电场电势能等。
3. 通过实例讲解电势能的应用。
六、静电场中的电场线与等势面1. 讲解电场线与等势面的概念,引导学生理解它们的物理意义。
2. 介绍电场线与等势面的绘制方法,如点电荷电场线与等势面、均匀电场线与等势面等。
3. 通过实例讲解电场线与等势面的应用。
七、课堂小结1. 回顾本节课所学内容,引导学生总结静电场的基本概念、性质和计算方法。
2. 强调电场强度、电势和电势能在实际问题中的应用。
八、课后作业1. 完成课后习题,巩固所学知识。
2. 查阅相关资料,了解静电场在实际生活中的应用。
教学反思:本节课通过讲解静电场的基本概念、性质和计算方法,引导学生理解静电场的物理意义和应用。
课时:2课时教学目标:1. 让学生理解静电场的基本概念,掌握静电场的基本性质。
2. 使学生熟练运用库仑定律、电场叠加原理等基本公式,解决静电场中的实际问题。
3. 培养学生的逻辑思维能力和实验操作能力。
教学重点:1. 静电场的基本概念和性质。
2. 库仑定律、电场叠加原理的应用。
教学难点:1. 静电场中电势的计算。
2. 静电场中的电势能和能量守恒。
教学过程:一、导入新课1. 复习静电荷、电场、电势等基本概念。
2. 引出静电场的基本性质:静电场是保守场,有源场,无旋场。
二、讲授新课1. 静电场的基本概念:静电场是指电荷在静止时所激发的电场。
静电场具有以下基本性质:(1)静电场是保守场:静电场力做功只与始末位置有关,与路径无关。
(2)静电场是有源场:静电场的电场线起于正电荷或无穷远,止于负电荷或无穷远。
(3)静电场是无旋场:静电场中沿任意闭合路径移动电荷,电场力所做的功都为零。
2. 库仑定律:描述两个点电荷之间的相互作用力。
公式为:F = k q1 q2 / r^2,其中,F为作用力,k为静电力常量,q1、q2为两点电荷的电荷量,r为两点电荷中心点连线的距离。
3. 电场叠加原理:多个电荷产生的电场,可以看作是各个电荷单独产生的电场的矢量和。
4. 静电场中的电势:电势是描述电场中某一点的电势能的物理量。
电势的计算公式为:V = W / q,其中,V为电势,W为电场力所做的功,q为电荷量。
5. 静电场中的电势能和能量守恒:静电场中的电势能等于电荷在电场中所具有的势能。
静电场中的能量守恒定律:静电场中的总能量等于静电场中的电势能。
三、课堂练习1. 计算两个点电荷之间的作用力。
2. 求解静电场中的电势。
3. 分析静电场中的电势能和能量守恒。
四、课堂小结1. 回顾静电场的基本概念和性质。
2. 强调库仑定律、电场叠加原理的应用。
3. 总结静电场中的电势能和能量守恒。
五、作业布置1. 复习本节课所学内容,完成课后习题。
课时:2课时教学目标:1. 理解并掌握库仑定律及其应用,能够计算两个点电荷之间的作用力。
2. 掌握电场叠加原理,并能利用其求解点电荷电场分布。
3. 理解并掌握电场强度和电势的概念,以及它们之间的关系。
4. 熟悉静电场中导体、绝缘介质等物理现象,并能解释相关现象。
教学重点:1. 库仑定律及其应用。
2. 电场叠加原理。
3. 电场强度和电势的概念及其关系。
教学难点:1. 电场叠加原理的应用。
2. 静电场中导体、绝缘介质等物理现象的理解。
教学准备:1. 多媒体课件。
2. 静电场实验器材。
3. 电荷板、电场线图等教学辅助工具。
教学过程:第一课时一、导入1. 通过生活中的实例,引导学生思考电荷、电场等基本概念。
2. 引出静电场的研究意义。
二、新课讲授1. 库仑定律及其应用- 介绍库仑定律的物理意义和数学表达式。
- 通过实例讲解库仑定律的应用,如计算两点电荷之间的作用力。
2. 电场叠加原理- 介绍电场叠加原理的物理意义。
- 通过实例讲解电场叠加原理的应用,如求解点电荷电场分布。
三、课堂练习1. 举例说明库仑定律的应用。
2. 利用电场叠加原理求解点电荷电场分布。
四、小结1. 总结本节课所学内容,强调库仑定律和电场叠加原理的重要性。
2. 提出课后思考题,引导学生进一步巩固所学知识。
第二课时一、导入1. 回顾上一节课的内容,引导学生思考电场强度和电势的概念。
2. 提出本节课的研究重点。
二、新课讲授1. 电场强度和电势的概念- 介绍电场强度和电势的定义、物理意义和数学表达式。
- 通过实例讲解电场强度和电势的关系,如电场强度与电势梯度的关系。
2. 静电场中导体、绝缘介质等物理现象- 介绍静电场中导体、绝缘介质等物理现象的原理。
- 通过实例讲解静电场中导体、绝缘介质等物理现象的应用。
三、课堂练习1. 举例说明电场强度和电势的关系。
2. 解释静电场中导体、绝缘介质等物理现象。
四、小结1. 总结本节课所学内容,强调电场强度和电势的概念及其应用。
课时:2课时教学目标:1. 理解电荷、电场和电势等基本概念;2. 掌握静电场的基本性质和规律;3. 能够运用静电场的相关公式进行计算;4. 培养学生分析问题、解决问题的能力。
教学重点:1. 静电场的基本性质和规律;2. 静电场的计算方法。
教学难点:1. 静电场中电势的计算;2. 静电场中的高斯定理和环路定理。
教学过程:第一课时一、导入1. 回顾电荷、电场和电势等基本概念;2. 引入静电场的研究背景和意义。
二、新课讲授1. 静电场的基本性质:(1)静电场是保守场,由静电场的环路定理体现;(2)静电场是有源场,由高斯定理体现;(3)静电场中电场线从正电荷发出,指向负电荷。
2. 静电场的基本规律:(1)库仑定律:描述两个静止点电荷之间的相互作用力;(2)电场强度定义式:描述电场在某一点的强度;(3)点电荷激发的电场强度:描述单个点电荷在某一点的电场强度;(4)电场强度叠加原理:描述多个电荷在某一点的电场强度。
三、课堂练习1. 根据库仑定律,计算两个点电荷之间的相互作用力;2. 根据电场强度定义式,计算电场在某一点的强度;3. 根据点电荷激发的电场强度,计算单个点电荷在某一点的电场强度。
四、小结1. 总结静电场的基本性质和规律;2. 强调静电场计算方法的重要性。
第二课时一、导入1. 回顾静电场的基本性质和规律;2. 引入静电场中的电势和电势差。
二、新课讲授1. 静电场中的电势:(1)电势的定义:描述电场中某一点的电势能;(2)电势的计算:根据电势的定义,计算电场中某一点的电势;(3)电势叠加原理:描述多个电荷在某一点的电势。
2. 静电场中的电势差:(1)电势差的定义:描述电场中两点之间的电势差;(2)电势差的计算:根据电势差的定义,计算电场中两点之间的电势差。
三、课堂练习1. 根据电势的定义,计算电场中某一点的电势;2. 根据电势叠加原理,计算多个电荷在某一点的电势;3. 根据电势差的定义,计算电场中两点之间的电势差。
静电场教案一.教学目标1.知识与技能:①理解库仑定律的意义并掌握其应用②理解电场叠加原理并掌握应用其求点电荷电场分布的方法③掌握用解析法和几何法描述静电场的方法④理解静电场的性质⑤理解高斯定理的物理意义并掌握应用其求特殊带电体电场分布的方法2.过程与方法:①通过整理知识框图与“三基”问题带领学生复习本章内容,培养学生归纳知识的能力②通过合作讨论探究问题,培养学生进一步运知识的能力,学习一定研究问题的科学方法3.情感态度与价值观:创设情境,联系生活中相关物理现象和生活技巧,激发学生对本章内容的学习兴趣,培养学生求实的科学态度。
二.重点、难点1.重点:①静电场的描述②电场叠加原理的理解和应用③高斯定理的理解和应用2.难点:高斯定理的理解和应用通量E dS =静电平衡0in E =斯定1E dS ε==∑⎰电场叠加原理1nii E E ==∑静示:电场线对电场强弱及方向的描述点电荷电场强度204r q E e rπε=分立电荷电场强度2104i nir i iq E e r πε==∑连续电荷电场强度204rdqE d E e rπε=⎰=⎰12204rq q F e r πε=电场强度定义式F E q=四..基本物理量1. 电荷:q一切电磁现象归因于物体所带电荷,电荷具有量子性,即电荷总是以一个基本单元的整数倍出现,这个基本单元 电荷的带电量为 191.60210e C -=⨯ 2. 电力F 包括带电体与带电体之间的静电力和带电体在电场中受到的电场力 3. 电场强度F E q= 4. 电通量:cos e d E dS EdS φθ==电通量是衡量静电场中垂直穿过某一面积元的电场线条数的量五.基本定律1. 库仑定律:12204rq q F e rπε=反映真空中两个静止点电荷之间的相互作用特点 2. 电场叠加原理:1ni i E E ==∑反映当多个点电荷存在时,它们在某场点激发的总电场与他们各自单独存在时在该场点激发的电场的关系 3.高斯定律:01e in E dS q φε==∑⎰ 映在真空静电场内任意封闭曲面上电通量与该曲面包围的电荷代数和之间关系,它表示该电通量与封闭曲面外的电荷无关,即封闭曲面上的总电场只由曲面内的电荷决定。