教材分析 静电分析

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1、教材分析,静电场,一 、新教材和原教材的章节对比,新第一章 1 电荷及其守恒定律 2 库仑定律 3 电场强度 4 电势能和电势 5 电势差 6 电势差与电场强度的关系 7 电容器与电容 8 带电粒子在电场中的运动,原第十三章 一、电荷 库仑定律 二、电场 电场强度 三、电场线 四、静电屏蔽 五、电势差 电势 六、等势面 七、电势差与电场强度的关系 八、电容器的电容 九、带电粒子在匀强电场中的运动 十、静电的利用和防止,电 场 力,电场强度,电 势 差,电 势,电 势 能,电场力的功,电场力做功与路径无关,电 场 力,电场强度,电 势 差,电 势,电 势 能,电场力的功,试探电荷在电场中某点的电

2、势能与电荷量的比值跟试探电荷无关,电场力做功与路径无关,电场中两点电势之差叫电势差,试探电荷在场中某点受的电场力与电荷量的比值跟试探电荷无关,E数值等于沿场强方向单位距离的电势差,EF/q,WABEpAEpB,Ep /q,UABAB,UEd,电 场 力,电场强度,电 势 差,电 势,电 势 能,电场力的功,电势定义:单位正电荷由该点移到参考点(零电势)电场力所做的功,定义: UABWAB / q,电 势,电 势 差,电 势 能,和重力与重力势能类比,静电力做功与路径无关没有证明,原教材中的有关知识链,电场力的功,总体认识:,大体框架结构没变,但在电势能、电势、电势 差的知识线索上有很大区别,教

3、学中要加以注意。,体现了时代性、基础性,删除了“静电屏蔽”一节,精选了学生终身学习必备的基础知识与技能,加强与学生生活、现代社会及科技发展的联系。,新课程重视过程和方法的教学;重视情感、态度和价值观目标的实现;重视教学与学生生活、社会实践的联系。重视学生自主经历某种有价值的学习活动,在实现知识与技能目标的同时,让学生获得体验,形成意识,掌握方法,提高能力。,一、结构方面:,三、理念方面:,二、内容方面:,本章的内容编排上突出了对静电场的认识过程,注 重向学生介绍科学家们逐步揭示静电现象本质的科 学研究过程。比如库仑如何发现电荷间相互作用力 的规律的过程,法拉第对场的认识过程等。人们认 识静电现

4、象、研究电场的性质无一不是先猜想、再 实验探究。提倡通过教师引导学生自主学习,激发 学生的学习热情,进而掌握研究方法,提高能力。,本章非常注重物理知识与生活、技术、社会的联系。 教材通过“科学漫步”栏目,让学生认识到静电现象 在技术中有广泛的应用,如静电喷漆、静电植绒、 静电复印等。在“带电粒子在电场中的运动”一节 中,特别介绍了示波管的原理,通过“思考与讨论” 让学生进一步明确示波管为什么可以观察电信号随 时间的变化情况,通过“科学漫步”让学生知道什么 是静电加速器以及直线加速器的原理和作用。,二、本章重要知识点,两个概念: 电场强度和电势,两种电场: 点电荷电场和匀强电场,两个基本规律:

5、电荷守恒定律和库仑定律,两种图线: 电场线和等势线,两个具体问题: 静电感应和电容器,两种运动: 带电粒子在电场中加速和偏转,类比法的应用,库仑定律 万有引力, 点电荷 质点, 电场力 重力, 电势能 重力势能, 电势的比值定义法 电场强度的比值定义法 等势面 等高线, 电势差 高度差, 电容器 装水容器, 带电粒子在电场中的偏转 平抛运动,比值定义法的类比:,三、各章节的具体分析,1、电荷及其守恒定律:,2、库仑定律:,定性研究,定量研究,介绍库仑扭秤实验过程,控制变量法,1、大小相同的金属小球,所带电荷量分别为Q1、Q2, 且,,把Q1、Q2放在相距较远的两点,它们间,若使两球相接触后再分

6、开放回原位,例:,作用力大小为F,,置,求它们间作用力的大小。,3、电场强度:,3、电场强度:,电场,电场线,检验电荷的意义,例、电场中有一点P,下列说法中正确的有 ( ) A、若放在P点的电荷的电量减半,则P点的场强减 半 B、若P点没有检验电荷,则P点场强为零 C、P点的场强越大,则同一电荷在P点受到的电场 力越大 D、P点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向,4、电势能和电势:,静电力做功特点,与路径无关,与重力势能类比,零势能面的选取,零电势面的选取,例、将一个电荷量为1.010-8C的负电荷,从无穷远处移到电场中的A点,克服电场力做功2.010-8J,现将该电荷从A点移到B点,电场力

7、做功7.010-8J,试求A、B两点的电势(取无穷远处电势为零),拓展:如果以A点的电势为零,则B点的电势是多少呢?,引入电势差时,可以列举数据指导学生运算,说明 在匀强电场中,选定不同的零电势位置,其中任意 两点的电势之差保持不变。,5、电势差:,UAB= A- B,例、在某电场中的A、B两点间移动电量为q的电荷 时,电荷的电势能的减少量为E,E跟电荷电量q 的比值为5V,A、B两点间电势差为多少?如在A、B间移动电量为2q的电荷时,该电荷的电势能的 变化为多少?这时A、B间的电势差多少?,讨论电势差和电场强度方向的关系时,可以举例 说明,自山顶上从坡度不同的两个方向下到同一水 平面,坡度陡

8、的方向,单位长度的水平距离上高度 下降大,即高度下降快,同理,在匀强电场中沿不 同方向,电势下降的差值都相同时,沿电场线方向 的距离最小,即电势降落最快;因而电场强度的方 向是指向电势降低最快的方向。,6、电势差与电场强度的关系:,UAB= Ed,W=Fd=qEd,W=qUAB,适用于匀强电场,例、如图所示,虚线方框内有一匀强电场,A、B、 C为该电场中的三个点,已知 , ,试在该方框中作出表示该电场的几 条电场线,并要求保留作图时所用的辅助线(用 虚线表示),7、电容器和电容:,电容器结构,与电场强度、电势的定义类比,如图所示,平行的两金属板M、N与电源相连,一 个带负电的小球悬挂在两板间,

9、闭合电键后,悬 线偏离竖直方向的角度为,若N板向M板靠近, 角将 ;把电键K断开,再使N板向M板 靠近,角将 。,8、带电粒子在电场中的运动:,类平抛运动,四、经典题型及拓展:,相距L的点电荷A、B的带电量分别为4Q和Q, 要引入第三个点电荷C,使三个点电荷都处于平衡 状态,求电荷C的电量和放置的位置。,思考:若A、B为同种点电荷,引入第三个点电荷C,使三个 点电荷均平衡,则C应放在何处?C的电性和电量如何?,如图所示,光滑竖直绝缘杆与一圆周交于B、C两点,圆心固定有电荷量为Q的点电荷,一质量为m、电荷量为q的小球从杆上A点由静止释放,已知AB=BC=h,qQ,环沿绝缘杆滑到B点时的速度 ,求

10、A、C两点间的电势差及环到达C点时的速度。,如图所示,水平固定的小薄圆盘A均匀带正电,规定圆 心O处的电势为零,从盘心O处静止释放一质量为m、带电荷 量为q的小球,由于电场力的作用,小球沿竖直线上升, 过b点时小球速度最大,到达c点时速度为零,已知Oc=h,重 力加速度为g,由上述条件,可以确定的物理量是 A、微粒运动到b点时的速度 B、b点的场强 C、微粒到达c点时的加速度 D、c点的电势 思考: 若圆盘半径为R,均匀带正电Q,能否求出圆盘中心 轴线上各点场强的大小和方向?,A,O,b,c,一对平行金属板A、B间电压变化如图所示,一个不计 重力的带负电的粒子原来静止在O点处,下列关于粒子运动

11、 情况的说法,正确的是 ( ) A、在t=0时无初速释放,则粒子一定能打到A板上 B、在t=0时无初速释放,则粒子在满足一定条件的情况下才能打到A板上 C、在t=T/4时无初速释放,则粒子一定能打到A板上 D、在t=T/4时无初速释放,则粒子在满足一定条件的情况下才能打到A板上,思考:若粒子在t=T/8或3T/8时 刻进入,它将如何运动?,半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环 上套有一质量为m、带正电的珠子,空间存在水平向 右的匀强电场,如图所示,珠子所受静电力是其重力 的3/4倍,现将珠子从环上最低位置A点静止释放,则 珠子所能获得的最大动能Ek多大? 思考: 设珠子在A点有初速度V0,且能做完整的圆周运动, 你能用等效法求出珠子在圆周运动中的最小动能吗?,E,A,谢谢大家!,不足之处,请指教!,

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