2012高考总复习物理教学案第43讲

2012高考总复习物理教学案第43讲内容摘要：

1、 电荷 电场 电场强度 一、素质教育目标1知道在什么情况下带电体可看成是点电荷2了解电荷的相互作用，并能应用库仑定律解决一些简单的实际问题3知道元电荷是实验得出的最小电量，元电荷 e=0点、难点、疑点及解决办法1重点库仑定律库仑力2难点库仑定律的定性演示3疑点静电力常量 K 的数值的确定4解决办法讲清库仑定律及适用条件，说明库仑力符合力的特征，遵守牛顿第三定律，说清 K 的单位由公式中各量单位确定，其数值则由实验确定。 为定性演示库仑定律，应使带电小球表面光滑，防止尖端放电，支架应选绝缘性能好的，空气要干燥（采用红外线灯照射空气）。 三、教具准备玻璃棒，丝绸，系有丝线的包有铝箔的泡沫塑料小球，红外 2、线灯，库仑扭秤模型或挂图。 四、学生活动设计：1学生观察演示实验定性分析，两带电体间的作用力大小与距离及带电体的带电量有关。 2应用库仑定律解决简单实际问题的练习。 五、教学步骤（一）明确目标经过本课的讲授使学生知道点电荷、元电荷、库仑力的概念，理解库仑定律及其适用的条件，并能解决一些简单的实际问题；培养学生对实际复杂问题进行简化、抽象的思维能力及如何建立物理模型，渗透物质可分的思想，适当介绍粒子研究的物理学进展。 （二）整体感知库仑定律是本课的核心，是静电学中的重要知识，它既是电荷间相互作用的基本规律，又是学习电场强度的基础，也是今后学习氢原子结构模型的依据。 （三）重点、难点的学习与目标完成过程1创 3、设情景提问用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近包有铝箔的小球，会发生什么情况。 让学生猜想，并要求说明理由。 2实验探索演示 1 演示上述提问内容，结果先吸引，而铝箔与带电玻璃棒接触后再排斥。 这是由于两者接触后带有同种电荷的带电体间发生相互排斥作用的缘故。 引导同种电荷相互排斥，异种电荷互相吸引。 那么电荷间相互作用力的大小跟什么有关呢。 演示 2 让带电玻璃棒在不同距离上靠近悬挂的带电小球，观察小球悬线偏离竖直方向的角度不同的情况（课本图 1说明了什么。 启发学生回答，说明电荷之间作用力随着距离的增大而减少。 为什么。 启发学生分析小球的受力情况，当小球平衡时（如右图）玻璃棒距小球越远，偏角 越小，表示电荷间作用力越小 4、。 演示 3 固定玻璃棒位置，增加悬挂小球带电量，观察偏角 增大的现象。 说明了什么。 启发学生回答，说明电荷间的作用力随着电量的增大而增大。 3教师归纳出示扭秤模型或挂图，简述库仑利用扭秤研究点电荷间相互作用力的大小与电量和距离的关系及控制变量科学研究方法。 介绍库仑的实验结论库仑定律（用幻灯片投影显示）在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 同时应指出（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，带电体就可以看作是点电荷。 严格意义上的点电荷只是一个理想化的物理模型，实际上是不存 5、在的，类同于质点概念。 库仑定律适用于真空中的点电荷。 （2）静电力同样有力的共性，遵守牛顿第三定律。 电量不同的两个点电荷相互作用时，所受的静电力也相等。 （3）库仑定律公式中的恒量 K 是个重要的物理常数，而它的数值也要由实验来确定，并依据计算精度的需要确定数值的有效数字位数（K 的精确值是89875517910 92，计算中可取 K=092）。 其物理意义为 K 在数值上等于两个带有单位电量的点电荷在真空中相距单位距离时的库仑力。 2=1C r=1m 时，F=0 9N，与人（约 50重（500N）相比较，体会 K 值是一个很大的值。 这种情况不同于牛顿第二定律规定力的单位，公式中的比例恒量可取作 1， 6、可让学生在对比中了解比例关系的公式中为什么有的比例恒量是 1，有的却不是 1（4）元电荷 e=0何带电体所带电量都等于一个电子或一个质子所带电量的整数倍，有时也用元电荷作为电量单位。 4应用分析（1）阅读课本第 4 页的例题应用库仑定律计算时，可用所带电量的绝对值进行计算，然后根据电性判断是引力还是斥力。 （2）讨论下述情况，静电力如何变化a电量不变，距离增大为原来两倍b距离不变，其中一个电量增大为原来 2 倍c若两个电荷的电量都增大为原来的 2 倍，距离也增大为原来两倍（3）碳原子核，带电量为 0原子核中有几个质子。 （6 个）（4）两个相同的小球，带电后互相接触，如果它们平衡时悬线间夹角为60， 7、悬线长度 l（如图），小球质量为 m小球可看作点电荷，则它们所带电量为多少。 、总结、扩展库仑定律、公式及适用条件点电荷的概念K 值的物理意义七、布置作业课本 习一（4）题（2）（3）八、板书设计第十四章 电场第一节 电荷 库伦定律1库仑定律（投影）适用条件 真空中点电荷（1）点电荷（2）K 的物理意义（3）元电荷 e=0、教学目标1了解电场的概念。 2理解电场强度的概念。 3掌握电场强度的计算方法。 二、重点、难点分析1重点是使学生理解电场强度的概念及掌握电场强度的计算方法。 2电场强度是描述电场性质的物理量之一，这是难点。 初学者容易把电场强度跟电场力混同起来。 三、主要教学过程1复习库仑定律在真空中两 8、个点电荷的作用力跟它们的电量乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，这就是库仑定律。 2新课引入任何力的作用都离不开物质，脚踢球，脚对球的力直接作用在球上；狗拉雪橇，狗对雪橇的拉力是通过绳子作用的；地球对地表附近物质的作用力是通过重力场物质，作用的；地球与月亮间有万有引力作用力也是因有万有引力场物质；两电荷间相互作用时不直接接触，它们之间的相互作用也是通过别的物质作用的，这就是电场。 3教学过程设计（1）电场电荷周围存在一种特殊物质提问：既然场是物质，为什么我们看不到呢。 为转移的客观存在。 例如可见光波长由 7000 4000 ，但还有很多波长的光线我们看不到，但不等于它们 9、不存在。 不能以人类感官为标准判定存在与否。 场客观存在的证明是它有力、能的特性。 例如重力场对有质量的物体有力的作用，且可对物体做功，说明其能量。 电场对放入其中的电荷 Q 也有力的作用，可对 Q 做功，说明其有能量。 b电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用，此力称电场力。 c静电场：静止电荷的电场。 场有能和力的特性，我们先看电场中力的性质，它是本章的重要内容，先以点电荷为例。 如图 1 所示，在+Q 电场中 A 点分别放入电荷 q1、q 2、q 3则它们分别受电场力为：看看上式，我们可发现场电荷 Q 对不同的检验电荷 q 有不同的电场力，但只要 A 点位置不变，F 与 q 的比值就不变。 ：Q 10、固定则电场的空间分布固定，对于场中某固定反映的是电场的强弱，称场强。 （2）电场强度a定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫该点的电场强度，简称场强。 b定义式：F电场力国际单位：牛（N）q电量国际单位：库（C）E电场强度国际单位：牛/库（N/C）C物理意义：电场中某点的电场强度数值上等于单位正电荷在那里所受的电场力。 d电场强度是矢量，规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向。 电场中同一点，q、力方向不同，场强只能有一个方向，规定以+q 的受力方向为正。 例 在图 2 中标出 A、B、C、D 四点的电场强度的方向。 +Q；负点电荷电场中某点电场强度方向沿连线指向-Q。 e单位：牛/库 11、 N/C（3）一个点电荷电场的场强b方向：正电荷在该点受电场力方向（以后还会遇到各点场强大小，方向均相同的匀强电场）（4）两个点电荷产生的电场的叠加原理如图 3 所示，在正点电荷 2产生的电场中有一点 A，求 A 点的电场强度 电场强度的定义可知，E C 点电荷在 A 点所受的电场力。 今在 A 点放 q=+C，q 将同时受到 2的作用，每个作用力都能单独用库仑定律求出，就像另一个电荷不存在一样，而 q 受的合力为各分力的矢量和，又因 q 是 1C 正电荷，所以它受的电场力在数值上等于场强，也就是说 1与 点产生的场强的矢量和，这就是电场强度的叠加原理。 ，任何一个带电体不管其电荷分布多么复杂，都 12、可以视为由许多点电荷组成，因而可以用场强叠加原理求出它的场强。 可以看出，真空中任意多个点电荷产生的电场强度，仅由场电荷、电场中的位置两个因素决定，而与检验电荷无关。 （6）电场强度小结a电场中某点场强大小和方向，均与该点放不放检验电荷、放那种电荷、放多大检验电荷无关，是电场自身的性质，与外界因素无关。 对确定的电场来说，在某点放单位正电荷时，它受电场力的大小和方向是确定的。 （7）例题104 C，是正点电荷；检验电荷 q=2105 C，是负电荷，它们相距 r=2m 而静止且都在真空中，如图 4 所示。 求：（1）q 受的电场力。 （2）q 所在的 B 点的场强 3）只将 q 换为 q=410 5 C 的正点电荷，再求 q受力及 B 点的场强。 （4）将受力电荷拿去后再求 B 点场强。 在 A 与 B 的连线上，且指向 A。 =05N/C 方向由 A 指向 B。 （4）。