高中物理必修第三冊全冊教學(xué)設(shè)計(jì)

第九章靜電場及其應(yīng)用............................................2

1.電荷.....................................................2

2.庫侖定律.................................................8

3.電場電場強(qiáng)度...........................................14

4.靜電的防止與利用........................................22

第十章靜電場中的能量...........................................29

1.電勢能和電勢............................................29

2.電勢差..................................................33

3.電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系..................................37

4.電容器的電容............................................42

5.帶電粒子在電場中的運(yùn)動..................................51

第十一章電路及其應(yīng)用...........................................55

1.電源和電流..............................................55

2.導(dǎo)體的電阻..............................................61

3.1實(shí)驗(yàn)1長度的測量及測量工具的選用.......................68

3.2實(shí)驗(yàn)2金屬絲電阻的測量.................................73

4.串聯(lián)電路和并聯(lián)電路......................................77

5.實(shí)驗(yàn)：練習(xí)使用多用電表..................................83

第十二章電能能量守恒定律......................................87

1.電路中的能量轉(zhuǎn)化........................................87

2.閉合電路歐姆定律........................................92

3.實(shí)驗(yàn)：電池電動勢和內(nèi)阻的測量............................97

4.能源與可持續(xù)發(fā)展.......................................107

第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步..................................111

1.磁場磁感線............................................111

2.磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量......................................116

3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用.....................................122

4.電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用.....................................128

5.能量量子化.............................................134

第九章靜電場及其應(yīng)用

1.電荷

【教學(xué)目標(biāo)】

一.知識與技能

1.知道自然界只存在正、負(fù)兩種電荷。知道同種電荷相互排斤，異種電荷相互

吸引。知道電荷量的概念及其國際單位；

2.理解電荷守恒定律；

3.關(guān)注存在元電荷的事實(shí)，知道元電荷的概念，知道電荷量不能連續(xù)變化。

二.過程與方法

1.經(jīng)歷摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)驗(yàn)過程，了解使物體帶電的方法，能從物質(zhì)微

觀結(jié)構(gòu)的角度認(rèn)識物體帶電的本質(zhì)；

2.經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，體驗(yàn)科學(xué)探究的思維方法，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析的能力。

三.情感態(tài)度與價(jià)值觀

1.通過電荷守恒定律的理解和應(yīng)用，培養(yǎng)他們謙虛好學(xué)的思想和實(shí)事求是的態(tài)度。

2.培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)方法解決物理問題的科學(xué)思維方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維

過程以及初步的觀察、分析和概括能力。

【重點(diǎn)難點(diǎn)】

教學(xué)重點(diǎn)：1.理解摩擦起電、感應(yīng)起電和接觸起電；

2.對于元電荷的理解，以及對于電荷守恒定律的理解和應(yīng)用。

教學(xué)難點(diǎn)：1.學(xué)會從物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的角度認(rèn)識物體帶電的本質(zhì)；

2.應(yīng)用電荷守恒定律分析接觸起電現(xiàn)象中電荷量的分配。

【教學(xué)準(zhǔn)備】

課件、玻璃棒（附絲綢）、橡膠棒（附毛皮）、驗(yàn)電器、乒乓球、碎紙屑等

【教學(xué)過程】

導(dǎo)入新課：

摩擦可以使物體帶電。摩擦過的琥珀能夠吸引羽毛。為什么有的物體容易帶電，

而有的物體很難帶電呢？

講授新課：

(1)電荷

【教師舉例引導(dǎo)】通過生活中的現(xiàn)象，我們可以知道，剛梳過頭發(fā)的塑料梳子可

以將我們的頭發(fā)吸引起來；冬天的夜晚，我們脫掉身上的毛衣會有“嗨啪”的聲

響，衣服也會黏在身上，那么為什么會出現(xiàn)這些現(xiàn)象呢？發(fā)生這些現(xiàn)象的原因是

什么？

【教師引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)】

學(xué)生實(shí)驗(yàn)：利用桌子上的實(shí)驗(yàn)用具，用絲綢摩擦玻璃棒，毛皮摩擦橡膠棒，

分別把棒靠近乒乓球或者碎紙屑等輕小物體，觀察現(xiàn)象。

【學(xué)生討論】學(xué)生：發(fā)現(xiàn)玻璃棒和橡膠棒可以吸引輕小物體。

學(xué)生小組討論，思考現(xiàn)象原因。

【教師總結(jié)】物體具有了吸引輕小物體的性質(zhì)，我們就說物體帶了電，或說物體

帶了電荷。習(xí)慣上把帶了電的物體叫做帶電體。用摩擦的方法使物體帶電叫摩擦

起電。

【教師引導(dǎo)提問】我們已經(jīng)知道了什么叫帶電現(xiàn)象，知道了被毛皮摩擦過的橡膠

棒和被絲綢摩擦過的玻璃棒都帶上了電荷，那么它們帶的電荷是否相同呢？

【演示實(shí)驗(yàn)】將被毛皮摩擦過的橡膠棒放在支架上，用另一根被毛皮摩擦過的橡

膠棒去靠近它，看到的現(xiàn)象：發(fā)現(xiàn)兩根橡膠棒相互遠(yuǎn)離；將被絲綢摩擦過的玻璃

棒放在支架上，用另一根被絲綢摩擦過的玻璃棒去靠近它，看到的現(xiàn)象:發(fā)現(xiàn)兩

根玻璃棒相互遠(yuǎn)離；將被毛皮摩擦過的橡膠棒放在支架上，用被絲綢摩擦過的玻

璃棒去靠近它，看到的現(xiàn)象：發(fā)現(xiàn)兩根棒相互靠近。

【教師引導(dǎo)】人們通過大量的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，用摩擦的方法可以使各種各樣的物

質(zhì)帶電。帶電后的物體凡是跟絲綢摩擦過的玻璃棒互相吸引的，必定跟毛皮摩擦

過的橡膠棒互相排斤；凡是跟毛皮摩擦過的橡膠棒互相吸引的，必定跟絲綢摩擦

過的玻璃棒互相排斥。

【教師總結(jié)】（1）自然界中只存在兩種電荷：正電荷和負(fù)電荷。

①正電荷：用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷。則絲綢所帶的電荷為負(fù)電荷。

②負(fù)電荷：用毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷。則毛皮所帶的電荷為正電荷。

（2）電荷間的相互作用：

同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引。

（2）靜電感應(yīng)

【教師提問】摩擦可以使物體帶點(diǎn)，那么，還有其他的方法可以使物體帶電嗎？

【演示實(shí)驗(yàn)】觀察靜電感應(yīng)實(shí)驗(yàn)

【教師總結(jié)】當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由

電荷便會去向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠(yuǎn)離帶電體

的一端帶同種電荷。這種現(xiàn)象叫作靜電感應(yīng)。利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過

程叫作感應(yīng)起電。

【做一做】用驗(yàn)電器檢驗(yàn)物體是否帶電

觀察實(shí)物知道驗(yàn)電器的主要構(gòu)造，通過實(shí)驗(yàn)了解驗(yàn)電器的原理和作用。

實(shí)驗(yàn)（演示、分組）：用被絲綢摩擦過的玻璃棒接觸驗(yàn)電器的金屬球，驗(yàn)電器

金屬箔片張開，此時(shí)金屬箔片帶正電，用力多摩擦幾下玻璃棒，再去接觸驗(yàn)電器

的金屬球，驗(yàn)電器金屬箔片張開的角度變大。換用毛皮摩擦過的橡膠棒，重做上

面的實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)電器金屬箔片張開的角度不同，說明了帶電量不同。

【教師總結(jié)】驗(yàn)電器是實(shí)驗(yàn)室里常用的一種檢驗(yàn)物體是否帶電的儀器。它是由金

屬球、金屬桿、金屬箔片等幾部分組成的。它利用同種電荷互相排斥的原理，當(dāng)

用帶電體接觸驗(yàn)電器的金屬球時(shí)，就有一部分電荷轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器的金屬箔片上,

這兩片金屬箔片由于帶同種電荷互相排斥而張開。

驗(yàn)電器金屬箔片張開的角度不同，反映了帶電體傳給驗(yàn)電器的電荷的多少不

同。

【教師補(bǔ)充】三種起電方式：

1、摩擦起電：兩個(gè)不同材料制成的物體摩擦

2、感應(yīng)起電：帶電體靠近導(dǎo)體

3、接觸起電：帶電體與導(dǎo)體接觸

摩擦起電適用于絕緣體，感應(yīng)起電、接觸起電適用于導(dǎo)體。

（3）電荷守恒定律和元電荷

【教師總結(jié)】1、電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只是從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一

物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不

變。這個(gè)結(jié)論叫做電荷守恒定律。

電荷守恒定律的普遍表述：一個(gè)與外界沒有電和交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和

保持不變。

2、元電荷：最小的電荷量，用e表示。

所有帶電體的電荷量都是e的整數(shù)倍，也就是說，電荷量是不能連續(xù)變化的物理

量。

元電荷的值：e=1.60xl0-19C

比荷：電子的電荷量e與電子的質(zhì)量%之比?！?1.76xlO"C/kg

me

【課堂練習(xí)】

1、關(guān)于元電荷下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.元電荷實(shí)際上是指電子和質(zhì)子本身

B.元電荷的值通常取作e=L60xl（）T9c

C.所有帶電體的電荷量大小一定等于元電荷的整數(shù)倍

D.電荷量e的數(shù)值最早是由美國科學(xué)家密立根用實(shí)驗(yàn)測得的

答案：A

2、關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)，下列說法正確的是（）

A、摩擦起電現(xiàn)象說明通過做功可以創(chuàng)造電荷

B、摩擦起電說明電荷可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體

C、感應(yīng)起電說明帶電的物體可以使不帶電的物體創(chuàng)造電荷

D、感應(yīng)起電說明電荷從帶電的物體轉(zhuǎn)移到原來不帶電的物體上去了

答案：B

3、化纖衣服很容易沾上灰塵，這是因?yàn)樗ǎ?/p>

A.容易積累靜電荷

B.具有一定的粘性

C.具有大量的微孔

D.質(zhì)地柔軟

答案：A

4、春節(jié)假期，某同學(xué)用易得的材料制作了一個(gè)簡易的驗(yàn)電器，如圖所示。簡易

的驗(yàn)電器帶有正電，它的金屬箔片張開某一角度，用另一個(gè)有絕緣手柄的導(dǎo)體靠

近驗(yàn)電器的金屬絲，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器的金屬箔片的張角減小，關(guān)于導(dǎo)體的帶電金屬箔

片情況，下列說法正確的是（）

A.只可能帶負(fù)電

B.只可能帶正電

C.可能帶負(fù)電或不帶電

D.以上說法都不正確

答案：C

5、M和N是兩個(gè)原來不帶電的物體,它們相互摩擦后,M帶1.6X10wC的正電荷,

則下列判斷正確的是（）

A.摩擦前,M和N的內(nèi)部沒有任何電荷

B.摩擦過程中，電子從M轉(zhuǎn)移到N

C.摩擦后,N一定帶1.6X10叱的負(fù)電荷

D.摩擦過程中,M失去1.6X10'°個(gè)電子

答案：BC

【板書設(shè)計(jì)】

§9.1電荷

一、電荷

1、用摩擦的方法使物體帶電一摩擦起電。

2、帶電體具有吸引輕小物體的性質(zhì)。

3、同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引。

二、靜電感應(yīng)

實(shí)驗(yàn)

三、電荷守恒定律

內(nèi)容

四、元電荷

1、元電荷：最小的電荷量，用e表示。

2、元電荷的值：e=1.60xl0-|9C

3、比荷：電子的電荷量e與電子的質(zhì)量也之比。

—=1.76xlO"C/kg

2.庫侖定律

【教學(xué)目標(biāo)】

一、知識與技能

1.了解探究實(shí)驗(yàn)中的控制變量以及探究庫侖定律的建立過程；

2.理解庫侖定律內(nèi)容以及適用條件，掌握庫侖定律的計(jì)算方法。

二、過程與方法

1.通過探究實(shí)驗(yàn)中的控制變量，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析的能力，了解庫倫扭秤實(shí)

驗(yàn)；

2.經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，體驗(yàn)科學(xué)探究的思維方法。

三、情感態(tài)度與價(jià)值觀

1.通過探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)他們交流溝通的能力，提高理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力。

2.培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)方法解決物理問題的科學(xué)思維方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維

過程以及初步的觀察、分析和概括能力。

【重點(diǎn)難點(diǎn)】

1、理解元電荷、點(diǎn)電荷與帶電體的區(qū)別。（重點(diǎn)）

2、理解庫侖定律內(nèi)容以及適用條件。（重點(diǎn)）

3、對庫侖定律的深入理解以及探究實(shí)驗(yàn)中的控制變量。（難點(diǎn)）

4、理解三個(gè)點(diǎn)電荷相互作用時(shí)的平衡與加速問題。（難點(diǎn)）

【教學(xué)準(zhǔn)備】

課件

【教學(xué)過程】

一、導(dǎo)入新課：

帶正電的帶電體C置于鐵架臺旁，把系在絲線上帶正電的小球先后掛在尸八

呂、丹等位置。帶電體C與小球間的作用力會隨距離的不同怎樣改變呢？

在同一位置增大或減小小球所帶的電荷量，作用力又會怎樣變化？電荷之間

作用力的大小與哪些因素有關(guān)?

二、講授新課：

1、電荷之間的作用力

【教師引入課程】電荷之間的作用力會不會與萬有引力具有相似的形式呢？也就

是說，電荷之間的相互作用力，會不會與它們電荷量的乘積成正比，與它們之間

距離的二次方成反比？

【教師引導(dǎo)】事實(shí)上，電荷之間的作用力與萬有引力是否相似的問題早己引起當(dāng)

年一些研究者的注意，英國科學(xué)家卡文迪什和普里斯特利等人都確信“平方反比”

規(guī)律適用于電荷間的力。不過，最終解決這一問題的是法國科學(xué)家?guī)靵?。他設(shè)計(jì)

了一個(gè)十分精妙的實(shí)驗(yàn)（扭秤實(shí)驗(yàn)），對電荷之間的作用力開展研究。

【實(shí)驗(yàn)演示】探究影響電荷間相互作用力的因素

懸掛的小球受重力、拉力和電荷間相互作用力，懸線與豎直方向的夾角為

則電荷間作用力Qzz^ana.偏角。越大，這表明電荷間作用力越大。

演示一：讓帶電物體A靠近懸掛在絲線上的帶正電小球，觀察在不同距離時(shí)小球

的偏轉(zhuǎn)角度。

演示二：使小球處于同一位置，增大或減少小球所帶的電荷量，觀察小球的偏角

的變化關(guān)系。

結(jié)論：電荷之間的作用力隨電荷量的增大而增大，隨距離的增大而減小。

【教師補(bǔ)充】真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘

積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。這個(gè)

規(guī)律叫作庫侖定律。電荷之間的相互作用力叫作靜電力或庫侖力。

【教師補(bǔ)充】庫侖定律的適用條件：真空中靜止的兩個(gè)點(diǎn)電荷。

【教師提問】什么是點(diǎn)電荷？怎么理解點(diǎn)電荷？

【學(xué)生討論】小組分析

【小結(jié)】當(dāng)帶電體之間的距離比它們自身的大小大得多，以致帶電體的形狀、大

小及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可以忽略時(shí)，這樣的帶電體可以看

作帶電的點(diǎn)，叫作點(diǎn)電荷。

點(diǎn)電荷類似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)，也是一種理想化模型。兩個(gè)有一定形狀的帶電

體之間的作用力，等于一個(gè)帶電體的每個(gè)電荷元與另一個(gè)帶電體的每一個(gè)電荷元

的相互作用的矢量和。任意兩個(gè)電荷元之間的靜電力都遵守庫侖定律。

2、庫倫的實(shí)驗(yàn)

【教師引導(dǎo)】庫侖做實(shí)驗(yàn)用的裝置叫作庫侖扭秤。如圖力是帶電小球，3是不帶

電的小球，6與1的重力平衡，另一帶電小球?？拷?時(shí)，力與。的作用力使懸

絲扭轉(zhuǎn)，通過懸絲扭轉(zhuǎn)的角度比較力的大小。

【教師補(bǔ)充】實(shí)驗(yàn)方法應(yīng)用控制變量法、微量放大法；

通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)力F與距離r的二次方成反比，即Foc^；電荷之間的作用力與

r

電荷量的乘積成正比，即尸

【教師總結(jié)】關(guān)系式為44華，式中的k是比例系數(shù)，叫作靜電力常量。當(dāng)兩

r

個(gè)點(diǎn)電荷所帶的電荷量為同種時(shí)，它們之間的作用力為斥力；反之，它們之間的

作用力為引力。

3、靜電力計(jì)算

【教師總結(jié)】1、在研究微觀帶電粒子的相互作用時(shí)，可以把萬有引力忽略；

2、兩個(gè)或兩個(gè)以上點(diǎn)電荷對某一個(gè)點(diǎn)電荷的作用力，等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)對這個(gè)

點(diǎn)電荷的作用力的矢量和。

【課堂練習(xí)】

1、關(guān)于庫侖定律，下列說法中正確的是（）

A.庫侖定律適用于點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷其實(shí)就是體積很小的球體

B.根據(jù)尸隼，當(dāng)兩電荷的距離趨近于零時(shí)，靜電力將趨向無窮大

r

C.若點(diǎn)電荷1的電荷量大于%的電荷量，則q對外的靜電力大于矽對q的靜電

力

D.庫侖定律和萬有引力定律的表達(dá)式相似，都是平方反比定律

答案：D

2、真空中兩個(gè)完全相同、帶等量同種電荷的金屬小球A和B（可視為點(diǎn)電荷），

分別固定在兩處，它們之間的靜電力為F。用一個(gè)不帶電的同樣金屬球C先后

與A、B球接觸，然后移開球C,此時(shí)A、B球間的靜電力為（）

A.￡B.￡C.北D.￡

8482

答案：C

3、在真空中有甲、乙兩個(gè)點(diǎn)電荷，其相互作用力為F.要使它們之間的相互作

用力為2凡下列方法可行的是（）

A.使甲、乙電荷量都變?yōu)樵瓉淼奈灞?/p>

2

B.使甲、乙電荷量都變?yōu)樵瓉淼?倍

C.使甲、乙之間距離變?yōu)樵瓉淼?倍

D.使甲、乙之間距離變?yōu)樵瓉淼囊贡?/p>

答案：B

4、如圖所示,直徑為L的光滑絕緣半圓環(huán)固定在豎直面內(nèi)，電荷量為外％的兩個(gè)

正點(diǎn)電荷分別置于半圓環(huán)的兩個(gè)端點(diǎn)A、B處，半圓環(huán)上穿著一帶正電的小球（可

視為點(diǎn)電荷），小球靜止時(shí)位于尸點(diǎn)，幺與他間的夾角為。。若不計(jì)小球的重

力，下列關(guān)系式中正確的是（）

A.tan3a--B.tan2a--

q、芻

C.tan3a=—D.tan2a--

%%

答案：A

5、如圖，空間存在一方向水平向右的勻強(qiáng)電場，兩個(gè)帶電小球尸和0用相同的

絕緣細(xì)繩懸掛在水平天花板下，兩細(xì)繩都恰好與天花板垂直，則（）

p0

A.尸和0都帶正電荷B.尸和。都帶負(fù)電荷

C.尸帶正電荷，0帶負(fù)電荷D.尸帶負(fù)電荷，0帶正電荷

答案：D

6、如圖，三個(gè)固定的帶電小球外匕和G相互間的距離分別為

而=5cm,歷=3cm,ca=4cm。小球c所受庫侖力的合力的方向平衡于“、〃的連線。

設(shè)小球4、。所帶電荷量的比值的絕對值為“則（）

A.久方的電荷同號，k=—

9

B.a、》的電荷異號，k=—

9

C.a、5的電荷同號，2="

27

D.a、方的電荷異號，人絲

27

答案：D

【板書設(shè)計(jì)】

§9.2庫侖定律

一、電荷之間的作用力

1、庫侖定律：兩個(gè)真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電

荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的

連線上。這種點(diǎn)電荷之間的作用，相互作用力叫做靜電力或庫侖力。

2、點(diǎn)電荷：當(dāng)帶電體之間的距離比它們自身的大小大得多，以致帶電體的

形狀、大小及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可以忽略時(shí)，這樣的

帶電體可以看作帶電的點(diǎn)，叫作點(diǎn)電荷。

二、庫倫的實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法、微量放大法。

2、庫侖定律表達(dá)式：F=k酹。

式中的Z是比例系數(shù)，叫作靜電力常量。當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)電荷所帶的電荷量為同種時(shí),

它們之間的作用力為斥力；反之，為異種時(shí)，它們之間的作用力為引力。

3、在國際單位制中，電荷量的單位是庫侖（C）,力的單位是牛頓（N）,

距離的單位是米（m）。攵的數(shù)值是左=9.0xl（）9N.m2/C2

三、靜電力計(jì)算

1、在研究微觀帶電粒子的相互作用時(shí)，可以把萬有引力忽略。

2、兩個(gè)或兩個(gè)以上點(diǎn)電荷對某一個(gè)點(diǎn)電荷的作用力，等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)對這個(gè)

點(diǎn)電荷的作用力的矢量和。

3.電場電場強(qiáng)度

【教學(xué)目標(biāo)】

一、知識與技能

1.知道電荷間的相互作用是通過電場實(shí)現(xiàn)的；

2.知道電場線的定義和特點(diǎn)，會用電場線描述電場強(qiáng)度的大小和方向。

二、過程與方法

1.體會用比值定義物理量的方法，理解電場強(qiáng)度的定義公式、單位、方向；

2.知道電場強(qiáng)度的疊加原理，并能用這一原理進(jìn)行簡單的計(jì)算。

三、情感態(tài)度與價(jià)值觀

1.通過探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)他們交流溝通的能力，提高理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力。

2.培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)方法解決物理問題的科學(xué)思維方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維

過程以及初步的觀察、分析和概括能力。

【重點(diǎn)難點(diǎn)】

1、理解電場強(qiáng)度的定義及物理意義，知道它的矢量性。（重點(diǎn)）

2、理解電場線的概念、特點(diǎn)，了解常見的電場線的分布，知道什么是勻強(qiáng)電場。

（重點(diǎn)）

3、會推導(dǎo)點(diǎn)電荷場強(qiáng)的計(jì)算式并能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。（難點(diǎn)）

4、知道電場強(qiáng)度的疊加原理，會應(yīng)用該原理進(jìn)行簡單計(jì)算。（難點(diǎn)）

【教學(xué)準(zhǔn)備】

課件

【教學(xué)過程】

一、導(dǎo)入新課：

【教師引導(dǎo)】上一節(jié)，我們認(rèn)識了電現(xiàn)象中的電荷，包括點(diǎn)電荷，元電荷及電荷

之間存在的相互作用。什么是點(diǎn)電荷？電荷相互作用有什么規(guī)律？哪位同學(xué)來幫

我們回顧一下？

電荷之間有相互作用，我們把這個(gè)作用的電力叫庫侖力或靜電力。電荷之間

的作用力是怎樣發(fā)生的呢？今天我們就來研究這個(gè)問題。

二、講授新課：

1、電場

【教師引入課程】通過起電機(jī)使人體帶電，人的頭發(fā)會豎直散開。

為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？你會解釋產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因嗎？

【教師引導(dǎo)】任何帶電體周圍產(chǎn)生的一種特殊物質(zhì)。電場看不見，又摸不著，怎

樣去認(rèn)識它、研究它？

【動手實(shí)驗(yàn)】利用手中的塑料筆使其摩擦帶電，并讓其靠近懸掛的銅絲。

現(xiàn)象：塑料筆吸引銅絲，銅絲偏角可達(dá)到60度。

【教師補(bǔ)充】電場的產(chǎn)生：電荷在其周圍產(chǎn)生電場，電場是電荷周圍存在的一種

特殊物質(zhì)。

基本性質(zhì)：電場對放入其中的電荷產(chǎn)生力的作用。

【教師補(bǔ)充引導(dǎo)】如圖，電荷A對電荷B的作用力，就是電荷A的電場對電場B

的作用；電荷B對電荷A的作用力，就是電荷B的電場對電荷A的作用。

4B

電荷~二電場V---二一電荷

【小結(jié)】電荷間的相互作用：電荷之間是通過電場發(fā)生相互作用的。

2、電場強(qiáng)度

【教師引導(dǎo)】電場是在與電荷的相互作用中表現(xiàn)出自己的特性的。因此，在研究

電場的性質(zhì)時(shí)，應(yīng)該將電荷放入電場中，從電荷所受的靜電力入手。

【教師補(bǔ)充】試探電荷是為了研究源電荷電場的性質(zhì)而引入的，它的引入不改變

源電荷的電場。

【教師提問】為什么試探電荷的電荷量要充分的??？

回答:試探電荷的引入，是為了測量電場的分布特性。除場源是點(diǎn)電荷的情形外，

在帶電體激發(fā)的電場中放入電荷都會改變場源電荷的分布，這對原來的電場來說

已經(jīng)發(fā)生了變化。為了盡量減少這種變化，要求放入的試探電荷對場源電荷的分

布的影響盡可能小到可以忽略不計(jì)，這就要求作為試探電荷的電荷量要充分小。

【思考與討論】我們不能直接用試探電荷所受的靜電力來表示電場的強(qiáng)弱因?yàn)閷?/p>

于電荷量不同的試探電荷，即使在電場的同一點(diǎn)，所受的靜電力也不相同。那么，

用什么物理量能夠描述電場的強(qiáng)弱呢？

【教師總結(jié)】放入電場中某點(diǎn)的電荷所受的靜電力廠跟它的電荷量q的比值，叫

作該點(diǎn)的電場強(qiáng)度；電場強(qiáng)度是矢量，電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向與正電荷在

該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同。

3、點(diǎn)電荷的電場電場強(qiáng)度的疊加

【教師引導(dǎo)】點(diǎn)電荷的電場

如圖所示，場源電荷0與試探電荷q相距為人則它們之間的庫侖力

尸=%絲=妙考，所以電荷q處的電場強(qiáng)度￡=￡=%?。

r"rqr

【教師補(bǔ)充引導(dǎo)】電場強(qiáng)度的疊加

圖中產(chǎn)點(diǎn)的電場強(qiáng)度，等于電荷+Q在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度￡與電荷一口在該點(diǎn)

產(chǎn)生的電場強(qiáng)度￡的矢量和。

【小結(jié)】電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量

和。這種關(guān)系叫作電場強(qiáng)度的疊加。

【教師總結(jié)】如圖所示，均勻帶電球體（或球殼）外某點(diǎn)的電場，與一個(gè)位于球心、

電荷量相等的點(diǎn)電荷在同一點(diǎn)產(chǎn)生的電場相同，即E=kg,式中的r是球心到

r

該點(diǎn)的距離（7＞而，0為整個(gè)球體所帶的電荷量。

4、電場線

【教師引導(dǎo)】電場線是畫在電場中的一條條有方向的曲線，曲線上每點(diǎn)的切線方

向表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向。

【教師提問】根據(jù)我們所看到的幾種電場線，誰能歸納一下電場線的方向有什么

特點(diǎn)？

教師歸納：電場線總是從正電荷出發(fā)，終止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)，如果只有負(fù)電荷，

則電場線來自無窮遠(yuǎn)，終止于負(fù)電荷。

如圖，幾種經(jīng)典電場線

【教師總結(jié)】特點(diǎn)：

⑴電場線從正電荷或無限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于無限遠(yuǎn)或負(fù)電荷，是不閉合曲線。

⑵電場線在電場中不相交，因?yàn)殡妶鲋腥我庖稽c(diǎn)的電場強(qiáng)度方向具有唯一性。

⑶在同一幅圖中，電場線的疏密反映了電場強(qiáng)度的相對大小，電場線越密的地

方電場強(qiáng)度越大。

(4)電場線不是實(shí)際存在的線，而是為了形象地描述電場而假想的線。

5、勻強(qiáng)電場

如果電場中各點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小相等、方向相同，這個(gè)電場就叫勻強(qiáng)電場。見課

本圖。

【課堂練習(xí)】

1、電場強(qiáng)度的定義式為E=￡，點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式為6=半，下列說法中正確的

q產(chǎn)

是()

A.E=￡中的場強(qiáng)后是電荷q產(chǎn)生的B.6=：和《=當(dāng)都只對點(diǎn)電荷適用

C.E=￡中的夕表示單位正電荷的受力D.E=華中的場強(qiáng)￡是電荷0產(chǎn)生的

qr

答案：D

2、在相距為r的43兩點(diǎn)分別放上點(diǎn)電荷&和&，。為AB的中點(diǎn)，如圖所示,

現(xiàn)引入帶正電的檢驗(yàn)電荷q,則下列說法中不正確的是（）

A.如果g在。點(diǎn)受力為零，則心和a一定是等量異種電荷

B.如果g在45延長線離6較近的〃點(diǎn)受力為零，則2和Q.一定是異種電荷，且

電荷量大小

C.如果q在AC段上的某一點(diǎn)受力為零，而在8C段上移動時(shí)始終受到向右的力,

則QA一定是負(fù)電荷且電荷量大小QA<Qn

D.如果q沿他的垂直平分線移動時(shí)受力方向始終不變，則心和心一定是等量異

種電荷

答案：A

3、在下列各靜電場的電場線分布圖中，其中不可能的是（

答案：D

4、如圖所示，在正方形四個(gè)頂點(diǎn)分別放置一個(gè)點(diǎn)電荷，所帶電荷量已在圖中標(biāo)

出，則下列四個(gè)選項(xiàng)中，正方形中心處場強(qiáng)最大的是（）

-Q+<?

彳+Q

1\-------Z1.

I、、，/I

A.，八<B.

：Q--b+Q-Q

答案：B

5、如圖所示，AP3曲線是電場中的一條電場線，必與曲線相切于「，c”與"正

交于尸，一個(gè)電子通過P點(diǎn)時(shí)其速度與爪同向，若電子只受電場力作用，則其加

A.與a同向B.與力同向C.與c同向D.與d同向

答案：A

6、如圖所示，A、B兩點(diǎn)之間相距0.16m,A8兩點(diǎn)處放的電荷的電荷量分別

為+Q和+9Q,求在4B連線上的E=O點(diǎn)的位置.

+Q*9(?

A*-------*----------------n

—x—!">----0.16-x-I

答案：電場強(qiáng)度E=O的位置一定在之間，距力為0.04m

【板書設(shè)計(jì)】

§9.3電場電場強(qiáng)度

一、電場

1.電場的產(chǎn)生：電荷在其周圍產(chǎn)生電場，電場是電荷周圍存在的一種特殊物

質(zhì)。

2.基本性質(zhì)：電場對放入其中的電荷產(chǎn)生力的作用。

3.電荷間的相互作用：電荷之間是通過電場發(fā)生相互作用的。

4.電場和磁場統(tǒng)稱為電磁場，電磁場是一種客觀存在的特殊物質(zhì)，也有能量、

動量。

5.靜電場：靜止的電荷產(chǎn)生的電場。

二、電場強(qiáng)度

1.試探電荷：為研究電場的性質(zhì)而引入的電荷量和體積都很小的點(diǎn)電荷。

2.場源電荷：激發(fā)電場的電荷。

3.電場強(qiáng)度

⑴定義：放入電場中某點(diǎn)的電荷所受的靜電力廠跟它的電荷量q的比值，叫作

該點(diǎn)的電場強(qiáng)度。

⑵定義式：E=-o

q

(3)單位:牛/庫(N/C)。

(4)方向：電場強(qiáng)度是矢量，電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向與正電荷在該點(diǎn)所受

的靜電力的方向相同。

(5)物理意義：電場強(qiáng)度是描述電場的力的性質(zhì)的物理量，與試探電荷受到的靜

電力大小無關(guān)。

三、點(diǎn)電荷的電場電場強(qiáng)度的疊加

1.點(diǎn)電荷的電場

⑴公式：E-k^o

r

⑵方向：若0為止電荷，電場強(qiáng)度方向沿0和該點(diǎn)的連線背離0;若0為負(fù)電

荷，電場強(qiáng)度方向沿。和該點(diǎn)的連線指向0。

2.電場強(qiáng)度的疊加：電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電

場強(qiáng)度的矢量和。這種關(guān)系叫作電場強(qiáng)度的疊加。

四、電場線

1.定義：電場線是畫在電場中的一條條有方向的曲線，曲線上每點(diǎn)的切線方向

表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向。

2.特點(diǎn)：

⑴電場線從正電荷或無限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于無限遠(yuǎn)或負(fù)電荷，是不閉合曲線。

⑵電場線在電場中不相交，因?yàn)殡妶鲋腥我庖稽c(diǎn)的電場強(qiáng)度方向具有唯一性。

⑶在同一幅圖中，電場線的疏密反映了電場強(qiáng)度的相對大小，電場線越密的地

方電場強(qiáng)度越大。

(4)電場線不是實(shí)際存在的線，而是為了形象地描述電場而假想的線。

五、勻強(qiáng)電場

1.定義：電場強(qiáng)度的大小相等，方向相同的電場。

2.電場線特點(diǎn)：勻強(qiáng)電場的電場線是間隔相等的平行線。

4.靜電的防止與利用

【教學(xué)目標(biāo)】

一、知識與技能

通過對靜電場中導(dǎo)體的自由電荷運(yùn)動情況的討論，了解靜電平衡的概念，知道處

于靜電平衡的導(dǎo)體的特征。

二、過程與方法

1.了解尖端放電和靜電屏蔽現(xiàn)象，關(guān)注生活、生產(chǎn)中的靜電現(xiàn)象；

2.了解靜電吸附原理，知道靜電在除塵、噴漆、復(fù)印等生產(chǎn)中的應(yīng)用。

三、情感態(tài)度與價(jià)值觀

通過生產(chǎn)中的應(yīng)用，培養(yǎng)他們交流溝通的能力，提高理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力。

【重點(diǎn)難點(diǎn)】

1、知道什么是靜電平衡狀態(tài)，理解處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特性。（重點(diǎn)）

2、知道什么是靜電屏蔽及其有關(guān)應(yīng)用。（重點(diǎn)）

3、知道導(dǎo)體上電荷的分布規(guī)律。（難點(diǎn)）

【教學(xué)準(zhǔn)備】

課件

【教學(xué)過程】

一、導(dǎo)入新課：

【教師引入課程】自然界到處都有靜電。生產(chǎn)中的攪拌、擠壓、切割等活動，生

活中的穿衣、脫衣、運(yùn)動等過程都可能產(chǎn)生靜電。

在加油站給車加油前，為什么要觸摸一下靜電釋放器？

二、講授新課：

1、靜電平衡

【教師引導(dǎo)】在圖中，導(dǎo)體中的自由電子怎么定向移動？積聚在什么地方？電子

的積聚出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？最終會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？

C

導(dǎo)體中的自由電子沿電場4的反方向移動；電子會積聚在導(dǎo)體左側(cè)；電子的積

聚使導(dǎo)體左、右兩側(cè)出現(xiàn)等量異種電荷，使導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生與穌方向相反的電場

使導(dǎo)體內(nèi)部的電場強(qiáng)度削弱；當(dāng)心與E'大小相等時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部的合電場強(qiáng)度E=0,

最終導(dǎo)體中的自由電子不再定向移動。

【小結(jié)】1.靜電感應(yīng)現(xiàn)象：放入電場中的導(dǎo)體，由于靜電感應(yīng)，在導(dǎo)體的兩側(cè)

出現(xiàn)感應(yīng)電荷的現(xiàn)象。

2.靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷不再發(fā)生定向移動的狀態(tài)。

【教師補(bǔ)充】靜電平衡的實(shí)質(zhì)

(1)在達(dá)到靜電平衡的過程中，外電場引起導(dǎo)體內(nèi)自由電荷的定向移動使導(dǎo)體

兩側(cè)出現(xiàn)感應(yīng)電荷，感應(yīng)電荷的電場和外電場方向相反，使合電場強(qiáng)度減小，

隨著感應(yīng)電荷的繼續(xù)增加，合電場強(qiáng)度逐漸減小，直至合電場強(qiáng)度為0,自由

電荷的定向移動停止。

(2)靜電平衡的特點(diǎn)：導(dǎo)體內(nèi)部的合電場強(qiáng)度處處為0,即以口=0。

2、尖端放電

【教師引導(dǎo)】觀察課件上的尖端放電現(xiàn)象。導(dǎo)體尖端附近的電場特別強(qiáng)，它會導(dǎo)

致一個(gè)重要的后果，就是尖端放電。再導(dǎo)體尖端附近放一根點(diǎn)燃的蠟燭。當(dāng)我們

不斷給導(dǎo)體充電的時(shí)候，火焰就好像被風(fēng)吹動一樣朝背離尖端的方向偏移。這就

是尖端放電引起的后果。

【教師補(bǔ)充】因?yàn)樵诩舛烁浇鼜?qiáng)電場的作用下空氣中殘留的離子會發(fā)生激烈的運(yùn)

動。在激烈的運(yùn)動過程中它們和空氣分子相碰時(shí)，會使空氣分子電離，從而產(chǎn)生

大量新的離子，這就使空氣邊得易于導(dǎo)電。與尖端上電荷同號的離子受到排斥而

飛向遠(yuǎn)方，蠟燭的火焰偏移就是受到這種離子形成的“電風(fēng)”吹動的結(jié)果。

【教師提問】如何理解導(dǎo)體尖端附近的電場很強(qiáng)？

回答：因?yàn)殡妶鼍€從正電荷出發(fā)終止于負(fù)電荷，所以電荷密度大的地方電場線必

定密集，尖端附近電場線密集，則其附近電場強(qiáng)度大。

【教師總結(jié)】1、尖端放電：導(dǎo)體尖端的強(qiáng)電場使附近的空氣電離，電離后的異

種離子與尖端的電荷中和，相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷的現(xiàn)象。

2、尖端放電的應(yīng)用與防止

(1)應(yīng)用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施。

(2)防止：高壓設(shè)備中導(dǎo)體的表面盡量光滑，減少電能的損失。

3、靜電屏蔽

【教師引導(dǎo)】使帶電的金屬球靠近驗(yàn)電器，但不接觸，箔片是否張開？用金屬網(wǎng)

把驗(yàn)電器罩起來，再使帶電金屬球靠近驗(yàn)電器，觀察箔片是否張開。

甲

的電房霰

【教師補(bǔ)充引導(dǎo)】靜電屏蔽的實(shí)質(zhì)是利用了靜電感應(yīng)現(xiàn)象，使金屬殼內(nèi)感應(yīng)電荷

的電場和外加電場矢量和為零，好像是金屬殼將外電場''擋”在外面，即所謂的

屏蔽作用，其實(shí)是殼內(nèi)兩種電場并存，矢量和為零。

【教師總結(jié)】靜電屏蔽的兩種情況

接地導(dǎo)體內(nèi)部的電場不影響導(dǎo)體

導(dǎo)體外部電場不影響導(dǎo)體內(nèi)部

外部

圖示

因場源電荷產(chǎn)生的電場與導(dǎo)體球殼

當(dāng)空腔外部接地時(shí)，外表面的感應(yīng)

實(shí)現(xiàn)表面上感應(yīng)電荷在空腔內(nèi)的合場強(qiáng)

電荷因接地將傳給地球，外部電場

過程為零，達(dá)到靜電平衡狀態(tài)，起到屏

消失，起到屏蔽內(nèi)電場的作用

蔽外電場的作用

最終接地導(dǎo)體空腔外部不受內(nèi)部電荷

導(dǎo)體內(nèi)空腔不受外界電荷影響

結(jié)論影響

靜電屏蔽是激發(fā)電場與感應(yīng)電場疊加的結(jié)果，所以做靜電屏蔽的材料只

本質(zhì)

能是導(dǎo)體，不能是絕緣體

4、靜電吸附

【教師總結(jié)】1.靜電除塵：設(shè)法使空氣中的塵埃帶電，在靜電力作用下，塵埃

到達(dá)電極被收集起來。

2.靜電噴漆：接負(fù)高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負(fù)電，在靜電力作用下,

這些微粒向著作為正極的工件運(yùn)動，并沉積在工件的表面，完成噴漆工作。

3.靜電復(fù)印的工作過程：

（1）充電：通過電源使有機(jī)光導(dǎo)體鼓帶上正電。

（2）曝光：利用光學(xué)系統(tǒng)將原稿上字跡的像成在有機(jī)光導(dǎo)體鼓上，有字跡的地

方保留正電荷。

（3）顯影：帶負(fù)電的墨粉被吸附在字跡成像處，顯示出墨粉組成的字跡。

（4）轉(zhuǎn)?。簬д姷霓D(zhuǎn)印電極使白紙帶上正電，帶正電的白紙與有機(jī)光導(dǎo)體鼓

表面墨粉組成的字跡接觸，將帶負(fù)電的墨粉吸附在白紙上。

（5）放電：使有機(jī)光導(dǎo)體放電，除去表面的殘余電荷。

【課堂練習(xí)】

1、將懸掛在細(xì)線上的帶正電的小球力放在不帶電的金屬空心球。內(nèi)（不與球接觸）,

另有一個(gè)懸掛在細(xì)線上的帶負(fù)電的小球6向?？拷鐖D所示，于是有（）

A.N向左偏離豎直方向，6向右偏離豎直方向

B.1的位置不變，8向右偏離豎直方向

C./向左偏離豎直方向，6的位置不變

D./和6的位置都不變

答案：B

2、如圖所示，用金屬網(wǎng)把驗(yàn)電器罩起來，再使帶電金屬球靠近驗(yàn)電器，則下面

關(guān)于驗(yàn)電器箔片的說法正確的是（）

A.箔片張開

B.箔片不張開

C.帶電金屬球電量足夠大時(shí)才會張開

D.箔片張開的原因是金屬網(wǎng)罩感應(yīng)帶電產(chǎn)生的電場

答案：B

3、如圖所示，力為空心金屬球，8為金屬球，將另一帶正電的小球C從4球開口

處放入［球中央，不接觸/球，然后用手摸一下月球，再用手接觸一下6球，再

移走。球，則（）

A.力球帶負(fù)電，8球帶正電

B./球帶負(fù)電，8球不帶電

C.A、8兩球都帶負(fù)電

D.48兩球都帶正電

答案：B

4、小強(qiáng)在加油站加油時(shí)，看到加油機(jī)上有如圖所示的圖標(biāo)，關(guān)于圖標(biāo)涉及的物

理知識及其理解，下列說法正確的是（）

A.制作這些圖標(biāo)的依據(jù)是靜電屏蔽原理

B.工作人員工作時(shí)間須穿絕緣性能良好的化纖服裝

C.化纖手套與接觸物容易摩擦起電存在安全隱患

D.用絕緣的塑料梳子梳頭應(yīng)該沒有關(guān)系

答案：C

5、如圖所示,運(yùn)輸汽油等易燃易爆物品的車輛總有一條鐵鏈拖在地上,這樣做的

目的是（）

鐵鏈

A.發(fā)出聲音，引起路人注意

B.減緩車速,保證行車安全

C.把靜電引入大地,避免因放電引起爆炸

D.與地面發(fā)生摩擦,在運(yùn)輸車上積累電荷

答案：c

6、下列設(shè)備或做法中，利用了尖端放電原理的是()

A.避雷針

B.靜電復(fù)印

C.靜電除塵

D.給飛機(jī)加油時(shí)，要把油箱與大地用電纜連接起來

答案：A

【板書設(shè)計(jì)】

§9.4靜電的防止與利用

一、靜電平衡

1.靜電感應(yīng)現(xiàn)象：放入電場中的導(dǎo)體，由于靜電感應(yīng)，在導(dǎo)體的兩側(cè)出現(xiàn)感應(yīng)

電荷的現(xiàn)象。

2.靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷不再發(fā)生定向移動的狀態(tài)。

3.導(dǎo)體內(nèi)部電場強(qiáng)度特點(diǎn)：內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為0。

二、尖端放電

1.電離：導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的電場強(qiáng)度很大，空氣中的帶電粒子

劇烈運(yùn)動，從而使空氣分子被撞“散”而使空氣分子中的正、負(fù)電荷分離的現(xiàn)象。

2.尖端放電：導(dǎo)體尖端的強(qiáng)電場使附近的空氣電離，電離后的異種離子與尖端

的電荷中和，相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷的現(xiàn)象。

3.尖端放電的應(yīng)用與防止

(1)應(yīng)用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施。

(2)防止：高壓設(shè)備中導(dǎo)體的表面盡量光滑，減少電能的損失。

三、靜電屏蔽

1.靜電屏蔽：靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體殼內(nèi)空腔里的電場處處為零，外電場對殼內(nèi)不

會產(chǎn)生影響。

2.靜電屏蔽的應(yīng)用

(1)把電學(xué)儀器放在封閉的金屬殼里。

(2)野外三條輸電線上方架設(shè)兩條導(dǎo)線，與大地相連，把輸電線屏蔽起來。

四、靜電吸附

1.靜電除塵：設(shè)法使空氣中的塵埃帶電，在靜電力作用下，塵埃到達(dá)電極被收

集起來。

2.靜電噴漆：接負(fù)高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負(fù)電，在靜電力作用下，

這些微粒向著作為正極的工件運(yùn)動，并沉積在工件的表面，完成噴漆工作。

3.靜電復(fù)印的工作過程：

(1)充電

(2)曝光

(3)顯影

(4)轉(zhuǎn)印

(5)放電

第十章靜電場中的能量

L電勢能和電勢

【教學(xué)目標(biāo)】

目標(biāo)與素養(yǎng)

1.利用知識的類比和遷移激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識的能力

和對科學(xué)的求知欲。

2.利用等勢面圖像的對稱美、形態(tài)美，讓學(xué)生獲得美的享受、美的愉悅，讓學(xué)

生自己畫圖，在學(xué)習(xí)知識的同時(shí)提高對美的感受力和鑒別力。

3.在研究問題的過程中，培養(yǎng)學(xué)生突出主要矛盾、忽略次要因素的思維方法。

情境與問題

1.通過復(fù)習(xí)重力做功的特點(diǎn)及重力做功與重力勢能的關(guān)系，對比理解靜電力做

功的特點(diǎn)、電勢能的概念、電勢能與靜電力做功的關(guān)系。

2.類比重力勢能理解電勢的概念，養(yǎng)成良好的科學(xué)思維習(xí)慣。

3.通過復(fù)習(xí)電場線和電場強(qiáng)度的關(guān)系，對比了解電勢與電場線的關(guān)系，了解

等勢面的意義及等勢面與電場線的關(guān)系

過程與方法

1.類比重力做功與重力勢能的關(guān)系，理解電勢能與靜電力做功的關(guān)系，從而

更好地了解電勢能和電勢的概念。

2.培養(yǎng)學(xué)生類比知識的能力，以及對問題的分析、推理能力。

3.培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，以及利用物理語言分析、思考、描

述概念和規(guī)律的能力。

【重點(diǎn)難點(diǎn)】

重點(diǎn)：理解掌握電勢能、電勢的概念及意義。

難點(diǎn)：掌握電勢能與靜電力做功的關(guān)系，并能用這些知識解決相關(guān)問題。

【教學(xué)準(zhǔn)備】

教師準(zhǔn)備：多媒體課件。

學(xué)生準(zhǔn)備：回顧上一章有關(guān)電場的基本知識，復(fù)習(xí)重力做功的特

點(diǎn)以及重力做功與重力勢能的關(guān)系，預(yù)習(xí)新課。

【教學(xué)過程】

一、溫故知新

引人:我們已經(jīng)建立了電場強(qiáng)度的概念，知道它是描述電場性質(zhì)的物理量。

倘若把一個(gè)靜止的試探電荷放入電場中，它將在靜電力的作用下做加速運(yùn)動，經(jīng)

過一段時(shí)間后獲得一定的速度，試探電荷的動能就增加了。我們知，這是靜電力

做功的結(jié)果，而功是能量變化的量度.那在這一過程中，是什么能轉(zhuǎn)化成了試探

電荷的動能呢?知道嗎？

師：同學(xué)們還記得重力做功的特點(diǎn)嗎？

生:重力做功具有跟路徑無關(guān)的特點(diǎn)。

思考:靜電力也是場力，靜電力做功同樣為場力，那么，靜電力做功會具有

怎樣的特點(diǎn)呢？

結(jié)合下圖分析試探電荷q在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中沿不同路徑從A點(diǎn)運(yùn)

動到B點(diǎn)靜電力做功的情況。

(l)q沿直線從4點(diǎn)到6點(diǎn)；

(2)q沿折線從［點(diǎn)到,"點(diǎn)，再從,"點(diǎn)到3點(diǎn)；

(3)g沿任意曲線從［點(diǎn)到B點(diǎn)、。

教師指導(dǎo)學(xué)生討論,巡視學(xué)生分小組討論的情況，并給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。

學(xué)生分組展示，結(jié)果都是W=qEL>i=qE“c0se.

與重力做功類比，得出結(jié)論。

靜電力做功的特點(diǎn):在勻強(qiáng)電場中移動電荷時(shí)，靜電力所做的功與電荷的起

始位置和終止位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)。

教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合重力勢能的知識和靜電力做功特點(diǎn)建立電勢能的概念。

學(xué)生分組討論，交換不同意見。

學(xué)生得出結(jié)論后，教師提出問題讓學(xué)生回答并給予補(bǔ)充。

2.類比重力做功的變化與重力勢能的關(guān)系，引出電勢能的概念。

(1)電勢能：由于移動電荷時(shí)靜電力做功與電荷移動的路徑無關(guān)，電荷在電場

中也具有勢能，這種勢能叫作電勢能。

(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。如

果用喝。表示電荷由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)靜電力所做的功，E”和分別表示電荷在

A點(diǎn)和B點(diǎn)的電勢能，它們之間的關(guān)系為％B咔加.學(xué)生歸納總結(jié)：

①靜電力做正功，電荷的電勢能減少;靜電力做負(fù)功，電荷的電勢能增加。

②靜電力做多少功，電勢能就變化多少，在只受靜電力作用時(shí)，電勢能與動

能相互轉(zhuǎn)化，而它們的總量保持不變.

③在正電荷產(chǎn)生的電場中，正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢能都為正，負(fù)電荷

在任意一點(diǎn)具有的電勢能都為負(fù)。在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場中，正電荷在任意一

點(diǎn)具有的電勢能都為負(fù)，負(fù)電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢能都為正。

④電荷在電場中某一點(diǎn)A具有的電勢能E,等于將該點(diǎn)

電荷由A點(diǎn)移到電勢能零點(diǎn)靜電力所做的功W,即EP=W

⑤判斷電荷在電場中A,B兩點(diǎn)具有的電勢能高低的方法:將電荷由A點(diǎn)移到

B點(diǎn)，根據(jù)靜電力做功情況判斷。靜電力做正功，電勢能減少，電荷在A點(diǎn)

的電勢能大于在B點(diǎn)的電勢能;反之，靜電力做負(fù)功，電勢能增加，電荷在

A點(diǎn)的電勢能小于在B點(diǎn)的電勢能。

⑥電勢能零點(diǎn)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

勢能為。的位置，物理學(xué)中通常把電荷在離場源電荷無限遠(yuǎn)處或大地表面的

電勢能規(guī)定為0.

3.得出電勢的概念

電勢是表征電場性質(zhì)的重要物理量。通過研究電荷在電場中電勢能與它的電

荷量的比值得出了電勢的概念

參閱教材第28頁圖10.1-4并總結(jié)。

(1)定義：電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量之比，叫作電場在這一點(diǎn)

的電勢。用夕表示。電勢是標(biāo)量，只有大小，沒有方向，但有正負(fù)。

E

(2)公式：°=」(與試探電荷無關(guān))

q

⑶單位:伏特(v)

(4)電勢與電場線的關(guān)系:沿著電場線方向電勢逐漸降低(電場線總是指向電勢

降低的方向)

(5)零電勢位置的規(guī)定：電場中某一點(diǎn)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(一般規(guī)定大地表面或無窮遠(yuǎn)處的電勢為0)

【課堂小結(jié)】

本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了靜電力做功的特點(diǎn)，通過靜電力做功研究了電場的能的性

質(zhì)。重點(diǎn)學(xué)習(xí)了電勢能和電勢的概念、決定因素和特點(diǎn)，知道了電勢是描述電場

本身性質(zhì)的重要物理量。

【課后作業(yè)】

教材第29-30頁

“練習(xí)與應(yīng)用”第2,6題。

2.電勢差

【教學(xué)目標(biāo)】

目標(biāo)與素養(yǎng)

1.理解電勢差的概念，知道電勢差與電勢零點(diǎn)的無關(guān)。

2.掌握電勢差的表達(dá)式，知道電勢差的正、負(fù)號勢高低之間的對應(yīng)關(guān)系。

W

3.會用認(rèn)09。及進(jìn)行相關(guān)計(jì)算

q

4.了解等勢面的意義及其與電場線的關(guān)系。

情境與問題

1.通過與前面知識的結(jié)合，理解電勢能與靜電力做功的關(guān)系，從而更好地理解電

勢能和電勢差的概念。

2.利用等高線圖像的特點(diǎn)，理解等勢面圖像的對稱美，更好地理解等勢線和等勢

面。

過程與方法

1.嘗試運(yùn)用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)活相關(guān)的實(shí)際問題，讓學(xué)生感受

科學(xué)探究的價(jià)值。

2.利用知識類比和遷移激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用物理知識的能力

和對科學(xué)的求知欲。

3.通過學(xué)生的理論探究，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，以及利用物理語

言分析、思考、描述概念和規(guī)律的能力。

【重點(diǎn)難點(diǎn)】

重點(diǎn)

1.理解并掌握電勢差的概念及意義。

2.應(yīng)用電勢差的概念求解靜電力對電荷所做的功。

難點(diǎn)

應(yīng)用電勢差的概念求解靜電力對電荷所做的功。

【課前準(zhǔn)備】

老師準(zhǔn)備

多媒體課件，有關(guān)本節(jié)課的相關(guān)資料圖片（如地理上

的等高線等）。

學(xué)生準(zhǔn)備

回顧上節(jié)課有關(guān)靜電力做功特點(diǎn)的知識，回顧地理課

中有關(guān)等高線的知識，預(yù)習(xí)新課。

【教學(xué)過程】

一、新課導(dǎo)入

電場和重力場在很多情況下是可以進(jìn)行類比的。我們爬山過程中前、后位

置有個(gè)高度差，那么，電場中電荷移動過程中前、后位置有個(gè)什么差?沒錯(cuò)，就

是電勢差。電場中的電勢就類似于重力場中的高度。現(xiàn)在，讓我們在這種類比中

進(jìn)一步理解電勢差。

二、新課教學(xué)

某電場的等勢面如圖所示，試畫出電場線的大致分布.

若以C點(diǎn)為電勢零點(diǎn)，則A點(diǎn)的電勢為多少？D點(diǎn)的電勢為多少？A、D兩點(diǎn)的電

勢相差多少？

若以B點(diǎn)為電勢零點(diǎn)，則A點(diǎn)的電勢為多少？D點(diǎn)的電勢為多少？A、D兩點(diǎn)的電

勢相差多少？

小結(jié)：電勢是描述電場能的性質(zhì)的物理量，并且在電場中的不同位置，電勢不

同，那么不同點(diǎn)的電勢的差值就叫做電勢差.電勢差和哪些因素有關(guān)呢？本節(jié)

我們就來研究它.教師出示本節(jié)的教學(xué)目標(biāo).

推導(dǎo)：

請根據(jù)教材第31頁的“電勢差的定義”和前面電勢能與電場力關(guān)系的變化關(guān)系,

試著推導(dǎo)電勢差的定義式.

學(xué)生可能出現(xiàn)以下兩種推導(dǎo)：

推導(dǎo)一：根據(jù)定義UAB=或者UBA=@B—

推導(dǎo)二：電荷在電場中從A移動到B時(shí)，靜電力做的功

WAB

====

WABEPA—EPBqA—Q4>BQ(巾A-"B)=qU*B所以UAH

【提出問題】

1.據(jù)推導(dǎo)一思考：電勢的多少與電勢零點(diǎn)的選取有關(guān)嗎？電勢差與電勢零點(diǎn)的

選取有關(guān)嗎？電勢差一定是正值嗎？

2.推導(dǎo)二叫做比值法，U,\B由什么決定，由％B、q決定嗎？由q、八決定嗎？

可以與前面學(xué)過的哪個(gè)物理量的推導(dǎo)相類比？如何類比？

3.電勢差的物理意義是什么？

4.電勢差的單位是什么？

【思考討論】

如圖所示，如果B板接地(取大地的電勢為0,則與大地相連的導(dǎo)體的電勢也為

0),則A點(diǎn)電勢為8V,M點(diǎn)的電勢為6V,N點(diǎn)電勢為2V,M、N兩點(diǎn)間的電勢

差是多少？如果改為A板接地，B板電勢多大？M、N兩點(diǎn)電勢各多大？M、N兩

點(diǎn)間電勢差多大？

【討論后小結(jié)】

1.電勢差與電勢的關(guān)系：如=為一血或者%=血一血％=一%

電勢的數(shù)值與電勢零點(diǎn)的選取有關(guān)，電勢差的數(shù)值與電勢零點(diǎn)的選取無關(guān).

2.物體在重力作用下從高處向低處移動時(shí)，重力做功，對于同一個(gè)物體，重力

做功越多，高度差越大.與此類似，同一個(gè)電荷從一點(diǎn)移動到另一點(diǎn)時(shí)，電場

力做功越多，就說這兩點(diǎn)間的電勢差越大.

3.電勢差〃忸與久時(shí)均無關(guān)，僅與電場中從8兩點(diǎn)的位置有關(guān).

電勢差的物理意義：電勢差反映了電場本身的性質(zhì).

如在數(shù)值上的含義：電場力作用下兩點(diǎn)間移動1C的正電荷電場力做的功.

4.單位：伏特.符號：V.1V=1J/C.

(設(shè)計(jì)意圖：通過讓學(xué)生自主推導(dǎo)電勢差的公式，體驗(yàn)探究學(xué)習(xí)的過程，并且通

過思考、討論題目加深對問題的理解.

【典型例題】

在電場中把電荷量為2.0X10-9C的正電荷從4點(diǎn)移到B點(diǎn),電場力做功1.5X10

"J，再把這個(gè)電荷從3點(diǎn)移到。點(diǎn)，克服電場力做功4.0X10VJ.

(1)求/、B、。三點(diǎn)中哪點(diǎn)電勢最高？哪點(diǎn)電勢最低？

(2)4、6間，B、。間，/、。間的電勢差各是多大？

(3)把一1.5X10-9C的電荷從4移到￡靜電力做多少功？電勢能如何變化？變

化多少？

(4)根據(jù)以上所得結(jié)果，定性地畫出電場分布的示意圖，標(biāo)出力、反。三點(diǎn)可能

的位置.

【師生總結(jié)解題經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)】

1.公式中做功要注意正與負(fù)，計(jì)算時(shí)電荷量也要代入電性，否則結(jié)果的正負(fù)容

易弄錯(cuò).

2.電勢差是電場中的電勢之差，電勢可以任意取，但電勢差卻不變，就像高度

與高度差一樣，且電勢差可正可負(fù).

【課堂小結(jié)】

本節(jié)重點(diǎn)學(xué)習(xí)了電勢差和電勢的概念，以及兩者的決定因素和特點(diǎn)，知道了

電勢是描述電場本身性質(zhì)的重要物理量，并用等勢面形象、直觀地描述了電場的

分布，了解了等勢面的特點(diǎn)。

【課后作業(yè)】

教材第34頁”練習(xí)與應(yīng)用”第廣6題。

3.電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系

【教學(xué)目標(biāo)】

目標(biāo)與素養(yǎng)

1.經(jīng)歷公式〃二胡的推導(dǎo)過程，理解勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的定性、定

量關(guān)系。

2.通過對電勢差和電場強(qiáng)度關(guān)系的分析，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，讓學(xué)生體會

自然科學(xué)探究中的邏輯美。

3.能夠熟練應(yīng)用公司火&/和后=且解決相關(guān)問題，并能從不同角度認(rèn)識電場，

d

分析、尋找物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力。

情境與問題

1.通過設(shè)置恰當(dāng)?shù)膯栴}情境，應(yīng)用問題教學(xué)法，啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生分析、推理電場

強(qiáng)度與電勢差之間的內(nèi)在聯(lián)系，得到電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系，并在推導(dǎo)過程中

使學(xué)生明確公式U=詡的適用條件。

2.通過親自動手的探究活動，得出電場強(qiáng)度和電勢在數(shù)值上無直接關(guān)系的結(jié)論,

即電場強(qiáng)度大的地方電勢不一定高，電場強(qiáng)度為0的地方電勢不一定為。，電場

強(qiáng)度相同的地方電勢不一定相同，電勢相同的地方電場強(qiáng)度也不一定相同，培養(yǎng)

學(xué)生對科學(xué)的求知欲。

3.利用教材中的“思考與討論”，將前述特殊條件下得到的結(jié)論推廣到更一般的

情況，滲透科學(xué)研究方法的教學(xué)，最后以合作學(xué)習(xí)為主，激勵(lì)、發(fā)動學(xué)生們多角

度地思考問題，深刻體會公式%"和E=2的意義，使學(xué)生學(xué)會多角度、多方

d

面地看問題，加強(qiáng)學(xué)生理性思維的訓(xùn)練。

過程與方法

1.通過對勻強(qiáng)電場中電勢差和電場強(qiáng)度的定性、定量關(guān)系的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生分

析、解決問題的能力。

2.通過探究電場強(qiáng)度的大小為什么等于兩點(diǎn)間的電勢差與這兩點(diǎn)沿電場方向距

離的比值，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、尊重客觀規(guī)律的科學(xué)態(tài)度。

3.通過從不同角度認(rèn)識電場，分析、尋找物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生對

科學(xué)的探究精神，讓學(xué)