2019-2020年新課標(biāo)魯科版3-1 選修三2.2《電勢(shì)與等勢(shì)面》 WORD教案1.doc

2019-2020年新課標(biāo)魯科版3-1 選修三2.2電勢(shì)與等勢(shì)面 WORD教案1【教學(xué)目的】1. 知道電勢(shì)的概念，知道什么是等勢(shì)面。理解在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場力不做功2. 知道電場線跟等勢(shì)面垂直，并且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面。3. 知道實(shí)際中常取地球或與地球相連的導(dǎo)體作為電勢(shì)的參考位置，認(rèn)為它們的電勢(shì)為零。4. 知道處于靜電平衡的導(dǎo)體是等勢(shì)體，導(dǎo)體表面是等勢(shì)面。5. 了解如何用等勢(shì)面來形象地描繪電場重點(diǎn)各點(diǎn)電勢(shì)的分布情況。【教學(xué)重點(diǎn)】掌握電勢(shì)這一概念，分清電勢(shì)與電勢(shì)能的區(qū)別【教學(xué)難點(diǎn)】分清電勢(shì)與電勢(shì)能的區(qū)別【教學(xué)媒體】實(shí)驗(yàn)人造閃電（感應(yīng)起電機(jī)/蠟燭/鐵架臺(tái)）課件電場中的等勢(shì)面【教學(xué)安排】【新課導(dǎo)入】問題導(dǎo)入電勢(shì)的概念：問題1如圖1所示，將一電量為q=+110-5C的正檢驗(yàn)電荷在一個(gè)正點(diǎn)電荷Q形成的電場中，從無窮遠(yuǎn)處B點(diǎn)（即零勢(shì)能點(diǎn)）移到靠近場源電荷的A點(diǎn)。如果在此過程中電場力對(duì)q所做功為W=-210-3J，則A點(diǎn)電勢(shì)能為？q在B點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為零，將q由B點(diǎn)移至A點(diǎn)，需克服電場力做功，電勢(shì)能增加，所以A點(diǎn)電勢(shì)能為-W=210-3J（即W的絕對(duì)值）。問題2要是換用q/=2q的檢驗(yàn)電荷，電場不變，則檢驗(yàn)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能為？由于電場不變，所以在任一點(diǎn)上q/所受電場力是原來q的兩倍，但方向不變，所以由A到B電場力仍做負(fù)功，W/=2W=-410-3J，在A點(diǎn)具有電勢(shì)能為-2W=410-3J。問題3要是換用q/=-2q的檢驗(yàn)電荷，電場不變，則檢驗(yàn)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能為？任一點(diǎn)上q/所受電場力是原來q的兩倍，但方向相反，所以由A到B電場力仍做正功，W/=-2W=410-3J，在A點(diǎn)具有電勢(shì)能為-2W=-410-3J。問題4從上述這些結(jié)果大家有什么發(fā)現(xiàn)嗎？學(xué)生討論，得出結(jié)論對(duì)于確定的電場來說不同電量的電荷在場中同一點(diǎn)的電勢(shì)能不同，可見電勢(shì)能與電荷和電場同時(shí)有關(guān)，但電勢(shì)能與電量比不變（含符號(hào)）都是200J/C，與檢驗(yàn)電荷無關(guān)。電勢(shì)能與電量的比值與檢驗(yàn)電荷無關(guān)，由場唯一決定，是表征場的特性的物理量。我們就把這一比值稱為場中這一點(diǎn)的電勢(shì)?！拘抡n內(nèi)容】板書：1、電勢(shì)：意義表征場的能的特性（由場唯一決定，與檢驗(yàn)電荷無關(guān)）的物理量。定義為電勢(shì)能與電量的比值。如果用表示電勢(shì)，用表示電荷q的電勢(shì)能，那么=q（、q、均可正可負(fù)，計(jì)算時(shí)帶符號(hào)運(yùn)算）。此式只是電勢(shì)的定義式，而不是決定式場中某點(diǎn)電勢(shì)由場唯一決定。場定了，場中某點(diǎn)電勢(shì)就唯一確定了，與放不放檢驗(yàn)電荷，放什么樣的檢驗(yàn)電荷無關(guān)。板書： 符號(hào)； 公式=q（、q、均可正可負(fù)，計(jì)算時(shí)帶符號(hào)運(yùn)算；計(jì)算式而非決定式） 單位伏特，簡稱伏，符號(hào)為V（1V=1J/C）；電勢(shì)是標(biāo)量問題5那么，電勢(shì)的正負(fù)表示什么呢？與電勢(shì)能一樣，電勢(shì)是相對(duì)的，是相對(duì)于零勢(shì)面來說的，零勢(shì)能點(diǎn)即為零電勢(shì)點(diǎn)，一般選大地或無限遠(yuǎn)為零勢(shì)面。板書：2、一般選大地或無限遠(yuǎn)為零電勢(shì)位置。所以，電勢(shì)的正負(fù)表示該處的電勢(shì)是高與零電勢(shì)還是低于零電勢(shì)。在最近的學(xué)習(xí)中，我們不斷地把電場與重力場類比，下面就請(qǐng)大家思考一下，電勢(shì)類似于重力場中的哪個(gè)物理量呢？（高度）在剛才的問題中，A點(diǎn)電勢(shì)就是+200V，表示它的電勢(shì)比B高出200V。問題6如圖2所示：將正檢驗(yàn)電荷q從無窮遠(yuǎn)分別移至A，B，C，各點(diǎn)克服電場力所做功為WA，WB， WC，且WAWBWC均為正值，WAqWBqWCq。即ABC0沿著電場線方向電勢(shì)降低。板書：3、沿電場線方向電勢(shì)降低，逆著電場線方向電勢(shì)升高。(正電荷沿電場線電勢(shì)能減小，負(fù)電荷沿電場線電勢(shì)能增加)。板書：4、正點(diǎn)電荷電場中各點(diǎn)電勢(shì)均為正；負(fù)點(diǎn)電荷電場中各點(diǎn)電勢(shì)均為負(fù)。請(qǐng)大家就這一點(diǎn)給出證明。如圖2，可證正點(diǎn)電荷的電場電場線由正電荷指向無限遠(yuǎn)，即電勢(shì)逐漸降低到零，所以每點(diǎn)電勢(shì)都高于零，而由圖3可知負(fù)點(diǎn)電荷電場電勢(shì)為負(fù)。1. 等勢(shì)面正如電場線能直觀地描述電場的場強(qiáng)分布一樣，等勢(shì)面能使我們對(duì)電場電勢(shì)的整體特點(diǎn)有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)。因此，在電場中又引入了這個(gè)概念來幫助我們形象地認(rèn)識(shí)電場中各點(diǎn)的電勢(shì)分布情況。下面我們就來學(xué)習(xí)有關(guān)“等勢(shì)面”的知識(shí)。板書：5、等勢(shì)面：電場中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面。問題1請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)等勢(shì)面的概念想象點(diǎn)電荷形成的電場中等勢(shì)面會(huì)是什么形狀。引導(dǎo)學(xué)生思考：首先，電勢(shì)為標(biāo)量，所以不用帶箭頭，而且等勢(shì)面上電勢(shì)都相同，即從無窮遠(yuǎn)往點(diǎn)電荷處搬運(yùn)電荷做功都相同的點(diǎn)，也就是在這些點(diǎn)之間搬運(yùn)電荷電場力不做功，所以應(yīng)分布在以點(diǎn)電荷為球心的同心球面上。引導(dǎo)學(xué)生共同觀察課本上P32/圖2-10和圖2-11。將等勢(shì)面形象地與等高線相類比。板書：6、電荷沿等勢(shì)面移動(dòng)的過程中，電場力始終不做功。問題2：由電場力做功的定義式：W= q Escos，電荷在電場中怎樣移動(dòng)時(shí)，電場力對(duì)電荷始終不做功？從而引導(dǎo)學(xué)生得出等勢(shì)面與電場線垂直的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上，與同學(xué)們共同觀察課本P32/2-9、圖2-12，得出點(diǎn)電荷形成的電場及兩個(gè)等量異種電荷電場與等量同種電荷電場的等勢(shì)面的形狀和特點(diǎn)。請(qǐng)同學(xué)們想象并畫出勻強(qiáng)電場中等勢(shì)面的形狀和特點(diǎn)根據(jù)歸納情況板書：7、等勢(shì)面的性質(zhì)：電場線跟等勢(shì)面處處垂直，并且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面。演示等勢(shì)面的FLASH：各種不同電場中的電場線及等勢(shì)面形狀的掛圖。問題3：在各種不同的電場中，我們發(fā)現(xiàn)它們的等勢(shì)面有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是任意兩個(gè)電勢(shì)不同的等勢(shì)面都沒有相交，那么，請(qǐng)同學(xué)們思考：是不是所有電場中的等勢(shì)都符合這個(gè)特點(diǎn)呢？在引導(dǎo)同學(xué)們得出肯定的答案，否則的話，交點(diǎn)處會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)電勢(shì)值。板書：任意兩個(gè)電勢(shì)不等的等勢(shì)面不能相交。就這一點(diǎn)，大家也可以將等高線進(jìn)行類比，同一點(diǎn)不會(huì)同時(shí)具有兩個(gè)高度。*可能有部分學(xué)生通過仔細(xì)觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)：電場線密集的地方等勢(shì)面也密集。關(guān)于這一點(diǎn)原因，我們將在下一節(jié)課上討論。板書：*電場線密集的地方等勢(shì)面也密集，電場線稀疏的地方等勢(shì)面也稀疏。*回顧靜電平衡的導(dǎo)體的電場線分布，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用課堂所學(xué)分析導(dǎo)體周圍的等勢(shì)面的形狀，得出靜電平衡的導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體，其表面是等勢(shì)面。板書：*8、處于靜電平衡的導(dǎo)體的特點(diǎn)整個(gè)導(dǎo)體（包括表面）是一個(gè)等勢(shì)體，其表面為等勢(shì)面。隨堂鞏固練習(xí)：1、關(guān)于等勢(shì)面的敘述，正確的是：A、在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)，一定不受電場力，所以電場力做功為零 。B、等勢(shì)面一定跟電場線垂直，即跟場強(qiáng)的方向垂直。C、勻強(qiáng)電場的等勢(shì)面是垂直電場線的一族平面。D、點(diǎn)電荷電場的等勢(shì)面是以點(diǎn)電荷為球心的一族平面。2、如右圖所示：試分析等量異種電荷電場中沿正電荷到負(fù)電荷連線上電勢(shì)如何變化，從中點(diǎn)O沿垂直平分線到無限遠(yuǎn)處電勢(shì)如何變化。同樣分析等量同種正電荷的電場中兩電荷連線和垂直平分線上的電勢(shì)分布。通過本題強(qiáng)調(diào)電勢(shì)與場強(qiáng)是完全不同的兩個(gè)概念，揭示了電場的力和能的不同特性，因此電勢(shì)大的場強(qiáng)不一定大，電勢(shì)小的場強(qiáng)也不一定小。又如：勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)處處相等，但電勢(shì)則是靠近正板的高。2. 尖端放電自學(xué)為主，閱讀書P33/3、尖端放電教師演示用感應(yīng)起電機(jī)進(jìn)行尖端放電實(shí)驗(yàn)。討論避雷針的引電避雷作用?！菊n后作業(yè)】教材本節(jié)課后練習(xí)2、4；教材全練P17-18【課后反思】