2012高考总复习物理教学案第44讲

2012高考总复习物理教学案第44讲内容摘要：

1、、教学目标1在物理知识方面的要求：（1）掌握用电场线表示电场强度的方法；（2）掌握常见电场的电场线画法；（3）掌握匀强电场。 2通过观察演示实验，概括出经典电场的电场线特点，培养学生的观察概括能力。 二、教具感应起电机一个、验电羽两个，两块带有验电羽的绝缘铝板。 三、主要教学过程（一）复习提问1电场强度的定义及其物理意义是什么。 2电场强度的决定因素是什么。 4简述电场强度的叠加原理。 （二）引入新课电场看不见，摸不着，想个什么样的方法来形象地描述它呢。 ，同学们学过磁场，磁场也看不见摸不着；当时用什么方法来形象地描述它呢。 用磁感线。 磁感线是真实存在的呢。 不存在，是假想的。 用它来形象、直观地描述磁场强弱和方 2、向。 磁感线在条形磁体外部由 N 极指向 S 极，内部由 S 极指向 N 极，是闭合曲线，且外部稀疏内部稠密。 磁感线有走向，磁感线上某点切线方向为该点磁场方向，也是该点所放小磁针的 N 极指向，即 N 极受力方向。 磁感线不相交（如图 1 所示）。 形象直观地描述磁场用磁感线，形象直观地描述电场呢。 （三）教学过程设计1电场线概念引入英国物理学家法拉第首先引入了电场强度的图象，他在电场中画了一些线，使这些线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，并使线的疏密表示场强的大小。 这些线称为电场线。 2几种常见电场的电场线匀强电场（1）点电荷电场的电场线如图 2（a）所示，在 A 点放正电荷 Q，研究该电场的 3、电场线。 为此在 Q 的周围 B 点放上+1C 的点电荷 q，它受到的电场力方向在 A 与 B 连线上，并且由 ，再在 A 与 B 连线上取任一点 C，放+1C 点电荷 q，它受的电场力方向仍在连线上，方向由 A 向 C，由于电场线在 B 与 C 的切线共线，所以射线 一条电场线。 同理，由 A 点出发的所有射线都可以是电场线，但考虑到对电场线的另一要求，它的疏密应表示 E 的大小，再考虑到空间对称，所以每对相邻电场线间的夹角应该相同，所以电场线应是图 2（b）所示的样子。 ，只需将正点电荷 Q 的电场线反向即可。 如图 2（C）所示。 （2）等量异号点电荷的电场线如图 3（a）所示，在 A 点与 B 4、点分别放上点电荷+Q 与研究它们的电场线的形状。 首先研究直线 的情况，在 A 与 B 之间的连线的任一点放上+1C 的点电荷 q，q 受到两个电荷同时作用，而合力方向在 A 与 B 的连线上，由此可知，线段 一条电场线，方向由 A 指向 B，再将 q 放于 B 点右侧直线上的任一点，发现 q 受的合力方向也在 线上，并指向 B，所以终止于 B 点的这条射线也是一条电场线，方向指向 B。 再将 q 放于 A 点左侧直线上的任一点，发现 q 受的合力方向也在 线上，方向由 A 向外，所以从 A 点出发的，方向背向 A 点的这条射线也是一条电场线。 A 与 B 连线上的电场线情况如图 3（a）所示。 再研 5、究线段 垂直平分线 的情况。 为此在其上任一点放上+1C 的点电荷 q，它受到的两个点电荷的作用力等大，而合力都垂直 如图3（b）所示。 所以通过 所有电场线都应与 直。 的两侧取 D 与 D，使它们对 线成轴对称。 将+1C 的点电荷 q 放于 D 点，它所受的合力指向斜上方；将 q 放于 D点，它受的合力指向斜下方。 可以看出，从 A 点出发，经过 D、D回到 B 的一条曲线是一条电场线，如图 3（C）所示。 同理，在直线 上边与下边可以画出许多这样的电场线，但考虑到电场线的疏密应对应场强的弱强的要求，电场线只能画成图3（d）所示的形状。 最后应指出，电场线并不只存在于纸面上，而是分布于整个立体空间。 要 6、想研究空间某一点的场强情况，只需将纸平面以 为轴转动到该点即可。 （3）等量同号点电荷电场的电场线用上述的方法也可以得到等量同号点电荷的电场线，如图 4 所示。 分析方法略去。 （4）均匀带电的无限大平面电场的电场线图 5（a）所示为均匀带正电的无限大平面，在平面上任一点 A 放+1C 点电荷 q，它所受电场力方向如何。 由于空间对称，可以肯定 q 受力的方向一定垂直平面 a 向上，所以垂直平面 a 的所有向上的、向下的直线，都可能是电场线，但考虑到电场线的疏密应该表示场强的强弱，又考虑到空间对称，因而电场线各处的疏密相同，所以电场线只能画成图 5（b）的形状，即电场线是疏密均匀的平行线。 对于无限大均 7、匀带负电的平面，电场线形状图 5（C）所示。 电场线仍是疏密均匀的平行线，只是指向平面。 这说明在无限大均匀带电平面的两侧场强大小、方向相同。 这种电场称为匀强电场。 （5）带有等量异号电荷的无限大平行金属板的电场的电场线如图 6（a）所示，带有等量异号电荷的两个无限大平面平行放置，由于对称，每个平面上电荷的分布是均匀的。 由场的叠加原理可知，每个带电平面都在它的周围独立地产生电场，而总的电场应为两个分电场的矢量和。 图 6（b）画出了每个带电平面的电场线，实线代表正电荷的电场线，虚线代表负电荷的电场线。 由于它们都是匀强电场，各分场场强大小处处相等，只是方向有差别。 在两板之间两场方向相同，叠加后场强增大； 8、在两板外侧，两场方向相反，互相抵消，场强为 0，整个电场电场线的形状如图 6（c）所示。 3电场线的演示（1）点电荷电场线的演示如图 7（a）所示将验电羽与感应起电机的一个放电杆接通，摇动电机，验电羽上丝线会按场强方向排列，因而显示出电场线。 可以看出，电场线形状与图 2（b）相似。 （2）演示等量异号点电荷电场线放好两个验电羽，如图 7（b）所示，再用导线将它们分别与起电机的两个导电杆相连，摇动电机，丝线排列在电场方向上，形成类似图 3（d）的形状。 （3）演示等量同号点电荷电场线（b）所示，再用导线将同一个导电杆与两个验电羽相连，摇动起电机，丝线排成形成类似图 4 的形状。 （4）演示带有等量异性电 9、荷平行金属板的电场线如图 7（c）所示用导线将两板分别与起电机的两个放电杆连接，并摇动起电机，丝线就排列在电场线方向上。 可以观察到，在两板的中央部分，电场线是平行的，其余边缘部分电场线不平行，如图 8 所示。 这是因为平行金属板并非无限大所致，且非正对面上的丝线不动，原因是外侧 E=0。 4总结电场线的性质（1）电场线是假想的，不是真实的。 （2）电场线起于正电荷止于负电荷，电场线不闭合。 对于单个点电荷，正电荷假想无穷远处有负电荷，电场线终止于那里；负电荷同理。 （3）电场线的疏密表示电场的强弱。 （4）电场线不能相交。 因为在电场中的任一点处只有一个电场强度，方向唯一，如相交则该处出现两个场强方向，所以 10、不能相交。 （5）电场线不能相切。 原因：电场线疏密表示强弱，如相切则在切点电场线密度无穷大，这种情况不可能，所以不会相切。 四、作业分别画出正点电荷，负点电荷，等量异性电荷，等量同性电荷，无限大均匀带电平面，带有等量异性电荷的无限大平行平面的电场线。 五、说明1注意强调我们画的是几种典型电场的电场线平面分布图，实际上是空间立体分布的。 强调一定要记住几种典型电场的空间分布。 3电场线上某点的切线方向是那点的电场强度方向，是放在那点检验电荷+q 的受力方向，也是检验电荷+q 在那里所获得的加速度方向。 电场线不一定是检验电荷的运动轨迹。 电场中的导体 一、教学目标1物理知识：（1）了解导体导电机制、静电平衡 11、状态、静电感应现象；（2）理解电场中处于静电平衡状态下导体的特点；（3）了解静电屏蔽现象。 2通过观察演示实验及对实验现象的分析，引导学生运用所学知识进行分析推理，培养学生分析推理能力。 二、重点、难点分析1静电场中静电平衡状态下导体的特性，即其电荷分布、电场分布、电势等，这是重点。 2运用电场有关知识，分析、推理出实验现象的成因，这是难点。 三、教具1演示静电感应，感应电机（一对）、验电球、验电器（两个），带有绝缘支架金属球一个。 2法拉第圆筒演示静电平衡导体，内部无净余电荷法拉第圆筒，验电器（一个），验电球，起电机。 3静电屏蔽演示金属网罩（一个），带绝缘支架金属球，验电器。 四、主要教学过程（一）复习 12、提问，引入新课1电场的重要性质是什么。 对放入其中的电荷有力的作用。 2导体的重要特征（或说导体导电的原因）是什么。 导体内部有大量自由电荷。 3把导体放入电场中，导体上的自由电荷处于电场中将受电场力作用，这时的导体与无电场时的导体相比有什么不同特征。 引导学生分析：若是金属导体，自由电子在电场力作用下将发生定向移动使两端出现不同的电荷分布，从而引起导体的某些新的性质。 （二）教学过程设计实验 1 利用起电机使绝缘金属球带电，从而产生电场，把感应电机靠近A 摆放，且接触良好。 将不带电验电球 A 先与 B 接触，再与验电器金属球 D 接触，如此反复，可见 D 金属箔张开。 同样，可让 A 与 C 接触，再与 13、E 接触，反复几次，可见 E 金属箔也张开。 、C 两端带电。 此时，若将 A 上电荷放掉，让 A 与 C 接触后与 D 接触，反复几次，可见 见 B、C 两端电荷异号。 1静电感应（1）什么叫静电感应：放在静电场中的导体，它的自由电荷受电场力作用，发生定向移动，从而重新分布，在其表面不同部分出现了正、负电荷的现象。 可根据同性相斥、异性相吸，指出本实验中距 A 近端（B 端）有与 A 异号的电荷，距 A 远端（C 端）电荷与 A 同号。 实验 1 中，可用 A 与 B、C 中部接触的，再与验电器接触，验电器金属箔不张开，电荷分布在两端。 也可以分析距 A 远近不同，电势不同，而金属导体中自由电子在电场力作用下由电势低处运动至电势高处。 例如：若 A 带正电，距 A 较远端的 C 端电势比 B 端低，故电子向 B 端运动，B 端带负电荷。 根据电荷守恒，C 端带正电荷。 同理可分析 A 带负电荷时，感应电机上电荷分布。 （2）感应电荷静电感应现象中，导体不同部分出现的净电荷称为感应电荷。 静电场中导体上自由电荷受电场力作用做定向移动会不会一直运动下去。 （3。