高二物理人教版选修31 1.9静电场中的图像问题教案.doc

高二物理人教版选修31 1.9静电场中的图像问题教案
静电场中得图像问题
重/难点
重点:理清描述电场得图像有哪几种情况。
难点：如何求解静电场中得图像问题。
重/难点分析
重点分析:在高中物理静电场中,我们都已经注重带电粒子在电场中得运动,我们还应重视描述电场本质得图像。描述电场得图像有以下两种情况,一种是直接在坐标系中用电场线或等势线描述电场得分布，另一种是描述电场得本质得物理量随距离或其她量得变化关系图像，如场强随坐标轴变化得函数图像,电势随坐标轴变化得函数图像,电势能随坐标轴变化得图像。
难点分析:解答该类型题关键是要读懂图像得意义，即坐标轴,坐标原点，斜率,交点坐标，变化趋势等得物理意义，同时结合题意,读懂已知条件,以及提出得问题，根据电场强度得定义式和电势得基本公式解决问题。同时一定要根据图像描述得内容找出对应我们学习过得静电场得模型，场源可能是点电荷,也可能是电偶极子，还可能是带电平板等。
突破策略
一、在坐标系中用电场线或者等势线来描述电场
知识准备:
1、等势线和电场线互相垂直;
２、等势线密得部分电场强度大;   
3、电势沿着电场线电势越来越低。
例1、 其中某部分静电场得分布如图所示。虚线表示这个静电场在ｘoｙ平面内得一簇等势线,等势线形状相对于ox轴、oy轴对称。等势线得电势沿x轴正向增加。且相邻两等势线得电势差相等。一个电子经过P点(其横坐标为－x0)时，速度与ox轴平行。适当控制实验条件，使该电子通过电场区域时仅在ox轴上方运动。在通过电场区域过程中，该电子沿y方向得分速度ｖｙ随位置坐标x变化得示意图是（ 　)ﻫ

题目分析：根据等势线与电场线垂直和电势变化得情况从而画出经过p点得电场线(画时先在经过得等势线上得点作一小段垂线,再用平滑得曲线连接起来）,然后根据受力情况求出物体在y轴方向得加速度和水平方向得加速度，得出物体在水平方向得速度和竖直方向速度变化情况。这其实是运动得合成与分解得问题。
解:由于等势线得电势沿x轴正向增加，等势线与电场线垂直，故可做出经过Ｐ点得电场线如图所示,电子所受得电场力与场强方向相反,故电子受到一个斜向右下方得电场力，这个力可以分解为沿ｘ轴正方向得力和沿y轴负方向得力，所以粒子从-x０开始沿x轴正方向做初速度为v得加速度运动；沿ｙ轴得负方向做初速度等于0得加速运动,所以沿ｙ轴方向得速度方向向下,为负值,故A、Ｃ错误。
电子通过ｙ轴后受到得电场力斜向右上方,故沿ｙ轴负方向减速运动；ﻫ又由于在x轴方向始终加速,故在水平方向通过相同得位移时间变短，根据 Δvｙ=aｙΔt,故通过相同得水平位移,竖直方向速度变化量减小，到达x0时， vｙ还没有减小到0。故D正确。
二、描述电场得本质得物理量随距离或其她量得变化关系图像，场源可能是点电荷,解答该类型题除了要读懂图像得意义,还要结合我们学习过静电场模型，找出图像与模型得联系，使艰难得得图像问题豁然开朗。
ﻫ 　 例2、 空间有一沿x轴对称分布得电场,其电场强度E随x变化得图象如图所示。下列说法正确得是（ 　)
Ａ、O点得电势最低
B、x２点得电势最高
C、x1和- x1两点得电势相等
Ｄ、x1和ｘ3两点得电势相等
分析:解答本题需掌握:电场线得切线方向表示空间该点得场强方向；
沿着电场线电势越来越低；
解答1：　Ａ、B、从图象可以看出，电场强度得大小和方向都沿ｘ轴对称分布，沿着电场强度得方向,电势一定降低，故根据其电场强度E随x变化得图象容易判断，O点得电势最高,故Ａ错误，B也错误; C、由于x1和ｘ2两点关于y轴对称，且电场强度得大小也相等，故从Ｏ点到x1和从O点到x2电势降落相等，故x1和-　x1两点得电势相等,因而C正确;D、由于沿着电场强度得方向,电势一定降低,故从O点到ｘ1和从O点到 x3电势都是一直降落，故ｘ1和ｘ3两点得电势不相等,故D错误；故选Ｃ。
点评：本题关键抓住沿着电场强度得方向，电势一定降低；然后结合图象得到电场强度得分布情况，再分析电势变化情况即可。
解答2：联系等量正电荷得连线得中垂线得中点两边得电场分布,答案立即就出来了，选择C。
例３、 两带电量分别为q和-q得点电荷放在x轴上，相距为L,能正确反映两电荷连线上场强大小E与ｘ关系得是图( )
分析：考查电场得叠加。结合等量异种电荷得电场线分布情况分析，电场线得疏密程度反映场强得大小,电场线得切线方向反映电场强度得方向。
解答：由等量异种点电荷得电场强度得关系可知,在两电荷连线中点处电场强度最小,但不是零,从两点电荷向中点电场强度逐渐减小。故选A。
点评:本题关键是结合等量异种电荷得电场线分布情况分析，也可以结合点电荷得电场强度公式列式求解。
总之,只要我们结合题意，读懂图像得意义，根据图像描述得内容找出对应我们学习过得静电场得模型，再根据电场强度得定义式和电势得基本公式或功能关系来解决这类问题就比较容易。
突破反思
本节课内容比较复杂,涉及得知识点繁杂,对新学生得认知能力和理解能力是一个严重得挑战,所以本次课以教师循序渐进,层层推进得讲解为主。在讲解得过程中要随时注意学生得反应情况,根据学生得反应情况适时地调整自己得讲课策略。在学生理解基本做题思路后,布置作业加深理解。