静电场复习课-教案

专题·静电场复习课

一、教学目标

1在物理知识方面要求

加深理解电场强度、电势、电势差、电势能、电容等重点概念

2在熟练掌握上述概念的基础上，能够分析和解决一些物理问题

3通过复习，培养学生归纳知识和进一步运用知识的能力，学习一定的研究问题的科学方法

二、重点、难点分析

概念的综合性运用

三、教具

投影片(或小黑板)

四、教学过程设计

(一)引入新课

1提问：

静电场一章中的概念有哪些？它们如何表述？它们之间有什么联系？

2归纳上述内容如下表(见投影片)

适当讲述后，应着重讲清每个概念的物理含义以及概念间的联系和区别

(二)主要教学过程设计

1静电场特性的研究

研究方法(一)用电场强度E(矢量)

从力的角度研究电场，电场强度E是电场本身的一种特性，与检验电荷存在与否无关E是矢量要区别公式E=F/q(定义式)、E=kQ/r2(点电荷电场)、E=U/d(匀强电场)的物理意义和适用范围E既然是矢量，那么如何比较电场中任两点的场强大小和方向呢？

启发学生用多种方法判断然后将学生回答内容归纳可能方法有：

(1)判断电场强度大小的方法

①根据定义式E=F/q；

②点电荷电场，E=kQ/r2；

③匀强电场，场强处处相等，且满足E=U/d；

④电场线密(疏)处场强大(小)

(2)判断电场强度方向的方法

①正电荷所受电场力的方向即是该点的场强方向；

②电场线上每一点的切线方向即是该点的场强方向；

③电势降低最快的方向就是场强的方向是非题(投影片)(由学生口答并简要说明理由)：

(A)若将放在电场中某点的电荷q改为-q，则该点的电场强度大小不变，方向与原来相反(×)

(B)若取走放在电场中某点的电荷，则该点的电场强度变为零(×)

(C)无论什么电场，场强的方向总是由高电势面指向低电势面(√)

(D)已知A、B为某一电场线(直线)上的两点，由此可知，A、B两点的电场强度方向相同，但E A和E B的大小无法比较(√)

(E)沿电场线方向，场强一定越来越小(×)

(F)若电荷q在A处受到的电场力比在B点时大，则A点电场强度比B点的大(√)

(G)电场中某点电场线的方向，就是放在该点的电荷所受电场力的方向(×)

研究方法(二)：用电势U(标量)

从能的角度研究电场，电势U是电场本身的一种特性，与检验电荷存在与否无关U是标量规定：无限远处的电势为零电势的正负和大小是相对的，电势差的值是绝对的实例：在+Q(-Q)的电场中，U＞0(＜0)

电势能是电荷和电场所组成的系统共有的规定：无限远处的电势能为零电势能的正负和大小是相对的，电势能的差值是绝对的实例：+q在+Q(-Q)的电场中，εP ＞0(＜0)；-q在+Q(-Q)的电场中，εP＜0(＞0)

提出的问题：

(1)如何判断电势的高低？

启发学生用多种方法判断然后将学生回答内容归纳可能方法有：

①根据电势的定义式U=W/q，将+q从无穷远处移至+Q电场中的某点，外力克服电场力做功越多，则该点的电势越高；

②将q、εP带符号代入U=εP/q计算，若U＞0(＜0)，则电势变高(低)；

③根据电场线方向，顺(逆)着电场线方向，电势越来越低(高)；

④根据电势差，若U AB＞0(＜O)，则U A＞U B(U A＜U B)；

⑤根据场强方向，场强方向即为电势降低最快的方向

(2)怎样比较电势能的多少？

启发学生用多种方法判断，将学生回答归纳，可能方法有：

①可根据电场力做功的正负判断，若电场力对移动电荷做正(负)功，则电势能减少(增加)；

②将q、U带符号代入εP=qU计算，若εP＞0(＜0)，则电势能增加(减少)

判断题(投影片)现将一个正电荷从无穷远处移入电场中M点，电场力做功为6.0×10-7J将另一个等量的负电荷从无穷远处移入电场中N点，电场力做功为-8×10-7J，则正确的结果是[ ]

启发学生分析：首先，从电场力做功的正负判断该电场的性质及其方向；然后，从电势的物理意义确定M、N点的位置，可得正确答案为C

判断题(投影片)

1以下说法中至少有一个是正确的[ ]

A将一电荷匀速地从电场中的A点移至B点，外力所做的功等于该电荷电势能的变化量

B电荷在电场中移动时，若电场力对电荷做正功，电荷的电势能一定减小，但电荷的动能不一定减小

C把两个异号电荷靠近时，电荷电势能增大

D若电场中A、B两点间的电势差为零，则同一点电荷在A、B两点所具有的电势能必定相同

2如图1所示，在点电荷+Q形成的电场中有一个带电粒子通过，其运动轨迹如图中实线所示，虚线表示电场的两个等势面，则[ ]

A等势面电势U A＜U B，粒子动能E KA＞E KB

B等势面电势U A＞U B，粒子动能E KA＞E KB

C等势面电势U A＞U B，粒子动能E KA＜E KB

D等势面电势U A＜U B，粒子动能E KA＜E KB

启发学生分析、讨论，应使每个问题的回答，有一定的理论依据，其中答案：1A、B、D，2A

2静电场的应用举例

请学生举例，然后归纳，最后重点讨论以下内容：

(1)带电粒子在电场中的平衡问题；

(2)带电粒子在电场中的非平衡问题；

(3)电容器

师生共同分析讨论：

(1)平衡问题

注意：共点力平衡条件；

有固定转动轴物体平衡条件

例题(投影片)用两根轻质细线把两个质量未知的带电小球悬挂起来，a球带电+q，b球带电-2q，且两球间的库仑力小于b球受的重力，即两根线都处于竖直绷紧状态若突然增加一个如图2中所示的水平向左的匀强电场，待最后平衡时，表示平衡状态的图可能是[ ]

分析及解答：

先要求学生回答对a、b单独分析有时易错可启发，a和b组成的系统为研究对象，进行分析最为简捷正确答案应选D图3为D状态时的受力图，以示验证其余留课后验证

(2)非平衡问题

例题(投影片)

把一个带正电荷q的小球用细线悬挂在两块面积很大的竖直平行板间的O点小球质量m=2g，悬线长L=6cm，两板间距离d=8cm当两板间加上U=2×103V的电压时，小球自悬线水平的A点由静止开始向下运动到达O点正下方的B点时的速度刚好为零如图4所示以后一直在A、B 间来回摆动(取g=10m/s2)