1、1高一物理选修 3-1 教案第一章静电场1.1 电荷及其守恒定律一、教学三维目标（一）知识与技能1知道两种电荷及其相互作用知道电量的概念2知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开3知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开4知道电荷守恒定律5知道什么是元电荷（二）过程与方法1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。（三）情感态度与价值观通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物
2、体带电的本质二、教学重点：电荷守恒定律三、教学难点：利用电荷守恒定律分析解决摩擦起电和感应起电的相关问题。四、教学具体过程：（一）引入新课：新的知识内容，新的学习起点本章将学习静电学将从物质的微观的角度认识物体带电的本质，电荷相互作用的基本规律，以及与静止电荷相联系的静电场的基本性质。【板书】第一章 静电场复习初中知识：【 演 示 】 摩 擦 过 的 物 体 具 有 了 吸 引 轻 小 物 体 的 性 质 ， 这 种 现 象 叫 摩 擦 起 电 ， 这 样 的 物 体 就 带了 电 【 演 示 】 用 丝 绸 摩 擦 过 的 玻 璃 棒 之 间 相 互 排 斥 ， 用 毛 皮 摩 擦 过 的
3、硬 橡 胶 棒 之 间 也 相 互 排 斥 ，而 玻 璃 棒 和 硬 橡 胶 棒 之 间 却 相 互 吸 引 ， 所 以 自 然 界 存 在 两 种 电 荷 同 种 电 荷 相 互 排 斥 ， 异 种 电 荷相 互 吸 引 【板书】自然界中的两种电荷正电荷和负电荷：把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷，把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷，用负数表示电荷及其相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引（二）进行新课：第 1 节、电荷及其守恒定律【板书】2一、电荷1、 使物体带点的三种方式摩擦起电（1）原子的核式结构及摩擦起电的微观解释原子：包括原子核（质子和中子）和核外电子（2）
4、摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同（3）实质：电子的转移（电子从一个物体转移到另一个物体）（4）结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷接触带电（1） 接触带电的原因：一个物体带电时，电荷之间会相互排斥，如果接触另一个导体电 荷会转移到这个导体上，使物体带电（2） 实质：电子的转移（电子从一个物体转移到另一个物体）（3） 结果：接触带电两个物体最终的电量分配很复杂，但有一种情况能确定电荷量的分配：两个完全相同的导体球相互接触后把剩余电荷量平分例：1 甲、乙两完全相同的金属球分别带+10C 和-6C 的电荷量，接触后均带+2C 电荷量2 若两球分别带+10C 和-10C 电荷量
5、，接触后都不带电，这种现象叫电荷的中和感应起电【演示】：把带正电荷的球 C 移近彼此接触的异体 A，B(参见课本图 1.11)可以看到A，B 上的金属箔都张开了，表示 A，B 都带上了电荷如果先把 C 移走，A 和 B 上的金属箔就会闭合如果先把 A 和 B 分开，然后移开 C，可以看到 A 和 B 仍带有电荷；如果再让 A和 B 接触，他们就不再带电这说明 A 和 B 分开后所带的是异种等量的电荷，重新接触后等量异种电荷发生中和（1）感应起电的原因：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使靠近带电体的一端带上异号电荷，远离带电体的一端带同号电
6、荷，这种现象叫静电感应，利用静电感应使金属导体带电的过程叫感应起电（2）实质：电子的转移（电子从物体的一部分转移到另一部分）练习：二、电荷守恒定律内容：电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变另一种表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变。三、元电荷电荷的多少叫做电荷量符号： Q 或 q 单位：库仑 符号：C元电荷:电子所带的电荷量（最小的电荷量），用 e 表示.注意：所有带电体的电荷量或者等于 e，或者等于 e 的整数倍。就是说，电荷量是不能连3续变化的物理量。电荷量 e
7、的值： e=1.6010-19C比荷（荷质比）：电子的电荷量 e 和电子的质量 me的比值,为 C/1076.e五、板书设计： 第一节 电荷和电荷守恒定律一、 电荷：正 负电荷及其相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引使物体带点的三种方式：摩擦起电 接触带电 感应起电二、电荷守恒定律内容：电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变另一种表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变。三、元电荷电荷的多少叫做电荷量符号： Q 或 q 单位：库仑 符号：C元电荷:电子所带的电荷量（
8、最小的电荷量），用 e 表示.电荷量 e 的值： e=1.6010-19C六、课后作业：课后习题七、教学辅助手段：演示实验八、课后反思：41.2 库仑定律一、教学目标（一）知识与技能1掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解库仑定律的含义及其公式表达，知道静电力常量2会用库仑定律的公式进行有关的计算3知道库仑扭秤的实验原理（二）过程与方法通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素，再得出库仑定律（三）情感态度与价值观培养学生的观察和探索能力二、教学重点：库仑定律的理解三、教学难点：应用库仑定律公式进行有关的计算四、教学具体过程：（一）复习上节课知识（二）新课教学提出问题：电荷之间的相互作用力
9、跟什么因素有关？【演示】：带正电的物体和带正电的小球之间的相互作用力的大小和方向使同学通过观察分析出结论(参见课本图 1.21)影响两电荷之间相互作用力的因素：（1）距离 （2）电量一、库仑定律1、内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与他们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比作用力的方向在两个点电荷的连线上2、表达式： 静电力常量 k = 9.0109Nm2/C2 21rqkFk 的大小用实验方法测定 3、适用条件：真空中，点电荷理想化模型【介绍】：（1）关于“点电荷”，应让学生理解这是相对而言的，只要带电体本身的大小跟它们之间的距离相比可以忽略，带电体就可以看作点电荷严格
10、地说点电荷是一个理想模型，实际上是不存在的5（2）要强调说明课本中表述的库仑定律只适用于真空，也可近似地用于气体介质二、库仑的实验库仑扭秤实验（1785 年，法国物理学家库仑）库仑扭秤(模型或挂图)介绍：物理简史及库仑的实验技巧实验技巧：（1）小量放大（2）电量的确定【例题 1】：试比较电子和质子间的静电引力和万有引力已知电子的质量 m1=9.110-31kg，质子的质量 m2=1.6710-27kg电子和质子的电荷量都是 1.6010-19C分析：这个问题不用分别计算电子和质子间的静电引力和万有引力，而是列公式，化简之后，再求解解：电子和质子间的静电引力和万有引力分别是 FQrFrFQGm1
11、221212 19913276060=k=k9.67 .309 9， ， .可以看出，万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似，表述的都是力，这是相同之处；它们的实质区别是：首先万有引力公式计算出的力只能是相互吸引的力，绝没有相排斥的力其次，由计算结果看出，电子和质子间的万有引力比它们之间的静电引力小的很多，因此在研究微观带电粒子间的相互作用时，主要考虑静电力，万有引力虽然存在，但相比之下非常小，所以可忽略不计【例题 2】：详见课本 P9五、板书设计： 第二节 库仑定律一、库仑定律1、内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与他们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比作用力的方向
12、在两个点电荷的连线上2、表达式： 静电力常量 k = 9.0109Nm2/C2 21rqkFk 的大小用实验方法测定 3、 适用条件：真空中，点电荷理想化模型二、库仑的实验库仑扭秤实验（1785 年，法国物理学家库仑）六、课后作业：第 9 页 1、2、3、4、5七、教学辅助手段：演示实验八、教学反思：61.3 电场强度一、教学目标（一）知识与技能1知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态2理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的3能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式
13、，并能用此公式进行有关的计算，知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算4知道电场线的定义和特点，会用电场线描述电场强度的大小和方向 （二）过程与方法1.体会研究电场性质的方法，这一思想方法在以后学习磁场时也有重要应用2.了解用电场线表示电场的方法（三）情感态度与价值观 1.理解电场的物质性，加深对世界物质性的认识2.探究各种电场线的分布，认识物质世界的多样性二、教学重点：电场强度的概念及其定义式三、教学难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算四、教学具体过程（一）引入新课问题引入：电荷间的相互作用力是怎样产生的？（二）新课教学一、电场： 利用课本图 145 说明：电荷
14、A 对电荷 B 的作用，实际上是电荷 A 的电场对电荷 B 的作用；电荷 B 对电荷 A 的作用，实际上是电荷 B 的电场对电荷 A 的作用1、产生：电荷的周围都存在电场电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质电场发生的特殊性：不同于生活中常见的物质，看不见，摸不着，无法称量，可以叠加.物质性：是客观存在的2、基本性质：对放入其中的电荷有力的作用引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用，且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样.有能的性质当带电体在电场中移动时，电场力将对带电体做功，这表示电场具有能量.7可见，电场具有力和能的特征把电荷量为 q 的电荷放在电场中静电力为
15、 F把电荷量为 2q 的电荷放在电场中静电力为 2F （放在同一位置）把电荷量为 3q 的电荷放在电场中静电力为 3F实验表明：在电场中的同一点，电场力 F 与电荷电量 q 成正比，比值 F/q 由电荷 q 在电场中的位置所决定，跟电荷电量无关，是反映电场性质的物理量，所以我们用这个比值 F/q来表示电场的强弱二、电场强度(E)：1.物理意义：描述电场强弱的物理量2.定义：电荷在电场中某点所受到的电场力 F 跟它的电荷量 q 的比值，叫做该点的电场强度， 简称场强用 E 表示。（比值法）3.定义式：E=F/q （适用于所有电场）4.量性：矢量方向：与正电荷在该点所受的电场力的方向相同；与负电荷
16、在该点所受的电场力的方向相反5.单位：N/C V/m电场中某一点处的电场强度 E 是唯一的，它的大小和方向与放入该点电荷 q 无关，它决定于电场的源电荷及空间位置，电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷无关三、（真空中）点电荷周围的电场1、定义大小：E=kQ/r 2 （只适用于点电荷的电场）方向：如果是正电荷，E 的方向就是沿着 PQ 的连线并背离 Q；如果是负电荷：E 的方向就是沿着 PQ 的连线并指向 Q2、E=F/q 与 E=kQ/r2的区别E=F/q E 与 q 无关 q 拿走 E 存在E=kQ/r2 E 与 Q 成正比 Q 拿走 E 没有四、电场强度的叠加电场中某点的电场场强为各
17、个点电荷单独在该点产生的电场场强的矢量和【例题】（课本 P9例题演变）在真空中有两个点电荷 Q1=3.010 -8C 和 Q2=3.010 -8C，它们相距 0.1m，求电场中 A 点的场强A 点与两个点电荷的距离相等，r=0.1m分析：点电荷 Q1和 Q2的电场在 A 点的场强分别为 E1和 E2，它们大小相等，方向如图所示，合场强 E 在 E1和 E2的夹角的平分线上，此平分线跟 Q1和 Q2的连线平行解：E=E 1cos60E 2cos60=2E1cos60=2kQ1cos60/r2代入数值得 E=2.710 4N/C可以证明：一个半径为 R 的均匀球体（或球壳）在外部产生的电场，与一个
18、位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同，球外各点和电场强度一样即：E=kQ/r 2五、电场线-形象描述电场强度的大小和方向（人们假想的）1、定义：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度的方向。2、特点：电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向. 电场线从正电荷或无穷远出发，终止于负电荷或无穷远.电场线的疏密反映电场强度的大小(疏弱密强).8任意两条电场线不会在无电荷处相交(包括相切)，也不闭合3、几种常见电场的电场线电场 电场线图样 简要描述正点电荷 发散状负点电荷 会聚状等量同号电荷 相斥状等量异号电荷 相吸状匀强电场 平行的、等间距的、同向
19、的直线结论：1 等量同种点电荷形成的电场中电场线分布两点电荷连线中点处场强为 0两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零从两点电荷连线中点沿中垂线到无限远处，电场先增大后减小2 等量异种点电荷形成的电场中电场线分布两点电荷连线上的各点场强方向从正电荷指向负电荷，沿电场线场强先变小后增大两点电荷连线的中垂线上电场线方向均相同（水平）在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点等距离的各点场强大小相等指出：电场线是为了形象描述电场而引入的，电场线不是实际存在的线。六、匀强电场1、定义：电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场.2、匀强电场的电场线：是一组疏密程度相同(等间距)
20、的平行直线.例如，两等大、正对且带等量异种电荷的平行金属板间的电场中，除边缘附近外，就 是匀强电场，如图五、板书设计： 第三节 电场强度一、电场1、产生：电荷的周围都存在电场2、基本性质：对放入其中的电荷有力的作用 有能的性质二、电场强度(E)：1.物理意义：描述电场强弱的物理量92.定义：电荷在电场中某点所受到的电场力 F 跟它的电荷量 q 的比值，叫做该点的电场强度，简称场强用 E 表示。（比值法）3.定义式：E=F/q （适用于所有电场）4.量性：矢量方向：与正电荷在该点所受的电场力的方向相同；与负电荷在该点所受的电场力的方向相反5.单位：N/C V/m三、（真空中）点电荷周围的电场定义
21、大小：E=kQ/r 2 （只适用于点电荷的电场）方向：如果是正电荷，E 的方向就是沿着 PQ 的连线并背离 Q；如果是负电荷：E 的方向就是沿着 PQ 的连线并指向 Q四、电场强度的叠加电场中某点的电场场强为各个点电荷单独在该点产生的电场场强的矢量和五、电场线-形象描述电场强度的大小和方向（人们假想的）1、定义：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度的方向。2、特点：电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向. 电场线从正电荷或无穷远出发，终止于负电荷或无穷远.电场线的疏密反映电场强度的大小(疏弱密强).任意两条电场线不会在无电荷处相交(包括相切)，也
22、不闭合六、匀强电场电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场六、课后作业：第 14 页 1、2、3、4、5、6、7七、教学辅助手段：多媒体八、课后反思：101.4 电势能和电势一、教学目标（一）知识与技能1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。2、理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。3、了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。（二）过程与方法通 过 与 前 面 知 识 的 结 合 ， 理 解 电 势 能 与 静 电 力 做 的 功 的 关 系 ， 从 而 更 好 的 了 解 电 势 能 和
23、电 势 的概 念 。（三）情感态度与价值观尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题，增强科学探究的价值观。二、教学重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。三、教学难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。四、教学具体过程：（一）复习前面相关知识1 静 电 力 、 电 场 强 度 概 念 ， 指 出 前 面 我 们 从 力 的 性 质 研 究 电 场 ， 从 本 节 起 将 从 能 量 的 角 度 研 究电 场 。2复习功和能量的关系。从 静 电 力 做 功 使 试 探 电 荷 获 得 动 能 入 手 ， 提 出 问 题 ： 是 什 么 能 转 化 为 试 探 电 荷 的 动 能 ？ 引 入 新课 。（二）进行新课1静电力做功的特点结合课本图 1。4-1（右图）分析试探电荷 q 在场强为 E 的均强电场中沿不同路径从 A 运动到 B 电场力做功的情况。q 沿直线从 A 到 Bq 沿折线从 A 到 M、再从 M 到 Bq 沿任意曲线线 A 到 B结果都一样即：W=qEL AM =qELABcos
