2019-2020年高中物理 電荷 庫侖定律;電場 電場強(qiáng)度教案1教學(xué)目的1知道兩種電荷及其相互作用知道電量的概念2知道摩擦起電，知道摩擦起電不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負(fù)電荷分開3知道靜電感應(yīng)現(xiàn)象，知道靜電感應(yīng)起電不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的電荷分開4知道電荷守恒定律5知道什么是元電荷6掌握庫侖定律，要求知道點(diǎn)電荷的概念，理解庫侖定律的含義及其公式表達(dá)，知道靜電力常量7會(huì)用庫侖定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算8知道庫侖扭秤的實(shí)驗(yàn)原理教具絲綢，玻璃棒，毛皮，硬橡膠棒，絕緣金屬球，靜電感應(yīng)導(dǎo)體，通草球，庫侖扭秤(模型或掛圖)教學(xué)過程引入新課：新的知識內(nèi)容，新的學(xué)習(xí)起點(diǎn)本章將學(xué)習(xí)靜電學(xué)【板書】第十三章 電場第一節(jié) 電荷 庫侖定律復(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【板書】一、電荷1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)表示把用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷稱為負(fù)電荷，用負(fù)數(shù)表示2同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引3電荷的多少叫做電荷量符號：Q 單位：庫侖 符號：C4摩擦起電的微觀解釋原子的核式結(jié)構(gòu)5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(shí)質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移結(jié)果：兩個(gè)相互摩擦的物體帶上了等量異種電荷進(jìn)行新課：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141)可以看到A，B上的金屬箔都張開了，表示A，B都帶上了電荷如果先把C移走，A和B上的金屬箔就會(huì)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】二、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(shí)，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(fù)電荷分開，是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分得出電荷守恒定律【板書】三、電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分提出問題：電荷之間的相互作用力跟什么有關(guān)？【演示】：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142)【板書】：四、影響兩電荷之間相互作用力的因素：1距離2電量【演示】：庫侖扭秤(模型或掛圖)介紹：物理簡史及庫侖的實(shí)驗(yàn)技巧【板書】：五、1785年，法國物理學(xué)家?guī)靵?，庫侖扭秤?shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)技巧：1小量放大2電量的確定庫侖定律：力的大小跟兩個(gè)點(diǎn)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力的方向：兩個(gè)點(diǎn)電荷的連線上靜電力常量k=9.0109Nm2/C2適用條件：真空中，點(diǎn)電荷理想化模型【介紹】：1關(guān)于“點(diǎn)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(diǎn)電荷嚴(yán)格地說點(diǎn)電荷是一個(gè)理想模型，實(shí)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)點(diǎn)的概念容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤是：只要體積小就能當(dāng)點(diǎn)電荷，這一點(diǎn)在教學(xué)中應(yīng)結(jié)合實(shí)例予以糾正2要強(qiáng)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(shí)驗(yàn)和定律約束在真空的條件下擴(kuò)展：任何一個(gè)帶電體都可以看成是由許多點(diǎn)電荷組成的任意兩點(diǎn)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(jì)算得：帶電小球可等效看成電量都集中在球心上的點(diǎn)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【例題】：試比較電子和質(zhì)子間的靜電引力和萬有引力已知電子的質(zhì)量m1=9.1010-31kg，質(zhì)子的質(zhì)量m2=1.6710-27kg電子和質(zhì)子的電荷量都是1.6010-19C分析：這個(gè)問題不用分別計(jì)算電子和質(zhì)子間的靜電引力和萬有引力，而是列公式，化簡之后，再求解解：電子和質(zhì)子間的靜電引力和萬有引力分別是</PGN0074B.TXT/PGN>可以看出，萬有引力公式和庫侖定律公式在表面上很相似，表述的都是力，這是相同之處；它們的實(shí)質(zhì)區(qū)別是：首先萬有引力公式計(jì)算出的力只能是相互吸引的力，絕沒有相排斥的力其次，由計(jì)算結(jié)果看出，電子和質(zhì)子間的萬有引力比它們之間的靜電引力小的很多，因此在研究微觀帶電粒子間的相互作用時(shí)，主要考慮靜電力，萬有引力雖然存在，但相比之下非常小，所以可忽略不計(jì)鞏固練習(xí)1關(guān)于元電荷的理解，下列說法正確的是： A元電荷就是電子B元電荷是表示跟電子所帶電量數(shù)值相等的電量C元電荷就是質(zhì)子D物體所帶的電量只能是元電荷的整數(shù)倍25個(gè)元電荷的電量是_， 16 C電量等于_元電荷3關(guān)于點(diǎn)電荷的說法，正確的是： A只有體積很小的帶電體才能看成點(diǎn)電荷B體積很大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷C當(dāng)兩個(gè)帶電體的大小及形狀對它們之間的相互作用力的影響可以忽略時(shí)，這兩個(gè)帶電體可看成點(diǎn)電荷D一切帶電體都可以看成點(diǎn)電荷作業(yè)1復(fù)習(xí)本節(jié)課文2思考課本練習(xí)一第(1)題3將練習(xí)一第(2)、(3)、(4)、(5)題做在作業(yè)本上參考題1真空中有兩個(gè)相同的帶電金屬小球A和B，相距為r，帶電量分別為q和2q，它們之間相互作用力的大小為F有一個(gè)不帶電的金屬球C，大小跟A、B相同，當(dāng)C跟A、B小球各接觸一次后拿開，再將A、B間距離變?yōu)?r，那么A、B間的作用力的大小可為： A3F/64B0C3F/82D3F/162如圖141所示，A、B、C三點(diǎn)在一條直線上，各點(diǎn)都有一個(gè)點(diǎn)電荷，它們所帶電量相等A、B兩處為正電荷，C處為負(fù)電荷，且BC=2AB那么A、B、C三個(gè)點(diǎn)電荷所受庫侖力的大小之比為_3真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷，分別帶電q1=510-3C，q2=210-2C，它們相距15cm，現(xiàn)引入第三個(gè)點(diǎn)電荷，它應(yīng)帶電量為_，放在_位置才能使三個(gè)點(diǎn)電荷都處于靜止?fàn)顟B(tài)4把一電荷Q分為電量為q和(Qq)的兩部分，使它們相距一定距離，若想使它們有最大的斥力，則q和Q的關(guān)系是_說明1兩種電荷及其相互作用、電荷量的概念、摩擦起電的知識，這些在初中都已經(jīng)講過，本節(jié)重點(diǎn)是講述靜電感應(yīng)現(xiàn)象要做好演示實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生清楚地知道什么是靜電感應(yīng)現(xiàn)象在此基礎(chǔ)上，使學(xué)生知道，感應(yīng)起電也不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負(fù)電荷分開，使電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分本節(jié)只說明靜電感應(yīng)現(xiàn)象，它的原理將在第五節(jié)講述2在復(fù)習(xí)摩擦起電現(xiàn)象和講述靜電感應(yīng)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，說明起電的過程是使物體中正負(fù)電荷分開的過程，進(jìn)而說明電荷守恒定律3要求學(xué)生知道元電荷的概念，而密立根實(shí)驗(yàn)作為專題，有條件的學(xué)?？梢越M織學(xué)生選學(xué)4點(diǎn)電荷是一種理想化的物理模型，這一點(diǎn)應(yīng)該使學(xué)生有明確的認(rèn)識5通過本書的例題，應(yīng)該使學(xué)生明確地知道，在研究微觀帶電粒子的相互作用時(shí)為什么可以忽略萬有引力不計(jì)6在用庫侖定律進(jìn)行計(jì)算時(shí)，要用電荷量的絕對值代入公式進(jìn)行計(jì)算，然后根據(jù)是同種電荷，還是異種電荷來判斷電荷間的相互作用是引力還是斥力7庫侖扭秤的實(shí)驗(yàn)原理是選學(xué)內(nèi)容，但考慮到庫侖定律是基本物理定律，庫侖扭秤的實(shí)驗(yàn)對檢驗(yàn)庫侖定律具有重要意義，所以希望教師介紹給學(xué)生，可利用模型或掛圖來介紹 二、電場 電場強(qiáng)度教案示例 教學(xué)目的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)2理解電場強(qiáng)度的概念及其定義式，會(huì)根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算，知道電場強(qiáng)度是矢量，知道電場強(qiáng)度的方向是怎樣規(guī)定的3能根據(jù)庫侖定律和電場強(qiáng)度的定義式推導(dǎo)點(diǎn)電荷場強(qiáng)的計(jì)算式，并能用此公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算4知道電場的疊加原理，并應(yīng)用這個(gè)原理進(jìn)行簡單的計(jì)算教具直尺(作圖用)教學(xué)過程引入新課問題引入：電荷間的相互作用力是怎樣產(chǎn)生的？【板書】第二節(jié) 電場 電場強(qiáng)度進(jìn)行新課【板書】一、電場：電荷周圍存在著一種叫電場的物質(zhì)啟發(fā)學(xué)生從哲學(xué)角度認(rèn)識電場，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(rèn)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(shí)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(shí)際上是電荷B的電場對電荷A的作用【板書】1電場的一個(gè)重要性質(zhì)：電場對放入其中的電荷有力的作用，這種力叫做電場力提出問題：同一電荷q在電場中不同點(diǎn)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(qiáng)度的概念：因?yàn)殡妶鼍哂蟹较蛐砸约案鼽c(diǎn)強(qiáng)弱不同，所以靠成同一電荷q在電場中不同點(diǎn)受到的電場力的方向和大小不同，我們用電場強(qiáng)度來表示電場的強(qiáng)弱和方向【板書】二、電場強(qiáng)度(E)：指出：雖然可用同一電荷q在電場中各點(diǎn)所受電場力F的大小來比較各點(diǎn)的電場強(qiáng)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(qiáng)弱實(shí)驗(yàn)表明：在電場中的同一點(diǎn)，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(gè)比值F/q來表示電場的強(qiáng)弱【板書】1大?。弘妶鲋心骋稽c(diǎn)的電荷受到的電場力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度，簡稱場強(qiáng)公式：E=F/q 單位：N/C提出問題：電場強(qiáng)度是矢量，怎樣表示電場的方向呢？【板書】2方向：物理學(xué)中規(guī)定，電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向跟正電荷在該點(diǎn)所受的電場力的方向相同指出：負(fù)電荷在電場中某點(diǎn)所受的電場力的方向跟該點(diǎn)的場強(qiáng)方向相反帶領(lǐng)學(xué)生討論真空中點(diǎn)電荷周圍的電場，說明研究方法：將檢驗(yàn)電荷放入點(diǎn)電荷周圍的電場中某點(diǎn)，判斷其所受的電場力的大小和方向，從而得出該點(diǎn)場強(qiáng)分紹檢驗(yàn)電荷是一種理想化模型，它是電量很小的點(diǎn)電荷，將其放入電場后對原電場強(qiáng)度無影響帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)出真空中點(diǎn)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【板書】三、真空中點(diǎn)電荷周圍的電場1大?。篍=kQ/r22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(fù)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(diǎn)到場源電荷的距離從而使學(xué)生理解：空間某點(diǎn)的場強(qiáng)是由產(chǎn)生電場的場源電荷和該點(diǎn)距場源電荷的距離決定的，與檢驗(yàn)電荷無關(guān)提出問題：如果空間中有幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在，此時(shí)各點(diǎn)的場強(qiáng)是怎樣的呢？帶領(lǐng)學(xué)生由檢驗(yàn)電荷所受電場力具有的疊加性，分析出電場的疊加原理【板書】四、電場的疊加原理：某點(diǎn)的場強(qiáng)等于該點(diǎn)周圍各個(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和例如：課本圖148中P點(diǎn)的場強(qiáng)，等于Q1在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)E1和Q2在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)E2的矢量和從而使學(xué)生進(jìn)一步理解到，任何帶電體都可以看做是有許多點(diǎn)電荷組成的利用點(diǎn)電荷場強(qiáng)的計(jì)算公式及疊加原理就可以計(jì)算出其周圍各點(diǎn)場強(qiáng)【例題】課本圖149所示，在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1=3.010-8C和Q2=3.010-8C，它們相距0.1m，求電場中A點(diǎn)的場強(qiáng)A點(diǎn)與兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離相等，r=0.1m分析：點(diǎn)電荷Q1和Q2的電場在A點(diǎn)的場強(qiáng)分別為E1和E2，它們大小相等，方向如圖所示，合場強(qiáng)E在E1和E2的夾角的平分線上，此平分線跟Q1和Q2的連線平行解：E=E1cos60E2cos60=2E1cos60=2kQ1cos60/r2代入數(shù)值得 E=2.7104N/C鞏固練習(xí)1下列說法中正確的是： A只要有電荷存在，電荷周圍就一定存在著電場B電場是一種物質(zhì)，它與其他物質(zhì)一樣，是不依賴我們的感覺而客觀存在的東西C電荷間的相互作用是通過電場而產(chǎn)生的，電場最基本的性質(zhì)是對處在它里面的電荷有力的作用2下列說法中正確的是： A電場強(qiáng)度反映了電場的力的性質(zhì)，因此場中某點(diǎn)的場強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受的電場力成正比B場中某點(diǎn)的場強(qiáng)等于F/q，但與檢驗(yàn)電荷的受力大小及帶電量無關(guān)C場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向即檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)的受力方向D公式E=F/q和E=kQ/r2對于任何靜電場都是適用的3下列說法中正確的是： A場強(qiáng)的定義式E=F/q中，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力，q是放入電場中的電荷的電量B場強(qiáng)的定義式E=F/q中，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場的電荷的電量C在庫侖定律的表達(dá)式F=kq1q2/r2中kq2/r2是電荷q2產(chǎn)生的電場在點(diǎn)電荷q1處的場強(qiáng)大小，此場對q1作用的電場力F=q1kq2/r2，同樣kq1/r2是電荷q1產(chǎn)生的電場在點(diǎn)電荷q2處的場強(qiáng)的大小，此場對q2作用的電場力F=q2kq1/r2D無論定義式E=F/q中的q值(不為零)如何變化，在電場中的同一點(diǎn)，F(xiàn)與q的比值始終不變4討論電場力與電場強(qiáng)度的區(qū)別于聯(lián)系作業(yè)1復(fù)習(xí)本節(jié)課文2思考課本練習(xí)二第(1)、(2)題3將練習(xí)二第(3)、(4)、(5)、(6)、(7)題做在作業(yè)本上參考題1在電場中某一點(diǎn)，當(dāng)放入正電荷時(shí)受到的電場力向右，當(dāng)放入負(fù)電荷時(shí)受到的電場力向左，下列說法正確的是： A當(dāng)放入正電荷時(shí)，該點(diǎn)的場強(qiáng)向右，當(dāng)放入負(fù)電荷時(shí)，該點(diǎn)的場強(qiáng)向左B只有在該點(diǎn)放入電荷時(shí)，該點(diǎn)才有場強(qiáng)C該點(diǎn)的場強(qiáng)方向一定向右D以上說法均不正確2真空中，兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷電量數(shù)值均為q，相距r兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)處的電場強(qiáng)度的大小為： A0B2kq/r2C4k/r2D8kq/r23真空中，A，B兩點(diǎn)上分別設(shè)置異種點(diǎn)電荷Q1、Q2，已知兩點(diǎn)電荷間引力為10N，Q1=1.010-2C，Q2=2.010-2C則Q2在A處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小是_N/C，方向是_；若移開Q2，則Q1在B處產(chǎn)生的場強(qiáng)的大小是_N/C，方向是_說明1電場強(qiáng)度是表示電場強(qiáng)弱的物理量，因而在引入電場強(qiáng)度的概念時(shí)，應(yīng)該使學(xué)生了解什么是電場的強(qiáng)弱，同一個(gè)電荷在電場中的不同點(diǎn)受到的電場力的大小是不同的，所受電場力大的點(diǎn)，電場強(qiáng)2應(yīng)當(dāng)使學(xué)生理解為什么可以用比值F/q來表示電場強(qiáng)度，知道這個(gè)比值與電荷q無關(guān)，是反映電場性質(zhì)的物理量用比值定義一個(gè)新的物理量是物理學(xué)中常用的方法，應(yīng)結(jié)合學(xué)生前面學(xué)過的類似的定義方法，讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)電場強(qiáng)度的定義3應(yīng)當(dāng)要求學(xué)生確切地理解E=F/q和E=kQ/r2這兩個(gè)公式的含義，以及它們的區(qū)別和聯(lián)系4應(yīng)用電場的疊加原理進(jìn)行計(jì)算時(shí)不應(yīng)過于復(fù)雜，一般只限于兩個(gè)電場疊加的情形通過這種計(jì)算，使學(xué)生理解場強(qiáng)的矢量性