高中物理选修3-1全套教案、全套同步练习、物理知识总结.pdf

高中物理选修3-1全套教案目录第一章静电场.21.1电荷及其守恒定律.21.2 库仑定律.51.3.1电场强度.71.3.2专题：静电平衡.111.4 电势能电势.141.5 电势差.16L6电势差与电势强度的关系.181.7 电容器与电容.201.8带电粒子在电场中的运动.22第二章、恒定电流.252.1、导体中的电场和电流（1课时）.252.2、电动势（1课时）.272.3欧姆定律（2课时）.292.4、串联电路和并联电路（2课时）.312.5、焦耳定律（1课时）.33第三章磁场教案.353.1磁现象和磁场（1课时）.353.2、磁感应强度（1课时）.373.3、几种常见的磁场（1.5课时）.393.4、磁场对通电导线的作用力（1.5课时）.423.5、磁场对运动电荷的作用（1课时）.453.6、带电粒子在匀强磁场中的运动（2课时+1练习）.48第一章静电场1.1电荷及其守恒定律教学三维目标（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体带电的本质重点：电荷守恒定律难点：利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。教学过程：（-）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，用正数表示.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】电荷（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）摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同.实质：电子的转移.结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷.（3）金属导体模型也是一个物理模型P3用静电感应的方法也可以使物体带电.【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LI 1）.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.板书(4)、静电感应：把电荷移近不带电的异体，可以使导体带电的现象。利用静电感应 使物体带电，叫做感应起电.提出问题：静电感应的原因？带领学生分析物质的微观分子结构，分析起电的本质原因：把带电的球C移近金属导体A和B 时，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使导体上的自由电子被吸引过来，因此导体A和 B带上了等量的异种电荷.感应起电也不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，是电荷从 物体的一部分转移到另一部分。得出电荷守恒定律.【板书】2、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.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。引导学生分析问题与练习33.元电荷电荷的多少叫做电荷量.符号：。或。单位：库仑符号：C元电逋1电子所带的电荷量，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，电荷量是不能连续变 化的物理量。电荷量e的值:史L60 X 1()t9c比荷：电子的电荷量e和电子的质量限的比值,为工=1.76 x 10C/kg me【小结】对本节内容做简要的小结巩固练习1.关于元电荷的理解，下列说法正确的是：A.元电荷就是电子B.元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量C.元电荷就是质子D.物体所带的电量只能是元电荷的整数倍2.5个元电荷的电量是,16 c电量等于 元电荷.3.关于点电荷的说法，正确的是：A.只有体积很小的带电体才能看成点电荷B.体积很大的带电体一定不能看成点电荷C.当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体可看 成点电荷D.一切带电体都可以看成点电荷作业1.复习本节课文.2.思考与讨论：引导学生完成课本P5问题与练习1-4说明：1、两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、摩擦起电的知识，这些在初中都已经讲过，本节重 点是讲述静电感应现象.要做好演示实验，使学生清楚地知道什么是静电感应现象.在此基础上，使学生知道，感应起电也不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，使电荷从物体的一部分 转移到另一部分.本节只说明静电感应现象。2.在复习摩擦起电现象和讲述静电感应现象的基础上，说明起电的过程是使物体中正负电荷分 开的过程，进而说明电荷守恒定律.3.要求学生知道元电荷的概念，而密立根实验作为专题，有条件的学校可以组织学生选学.教后记：1、学生对三种起电方式展开了激烈的讨论，还例举了生活中的静电现象。对点电荷、元电荷、质子电量、电子电量之间关系下节课还要复习。1.2库仑定律教学三维目标（一）知识与技能i.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重点：掌握库仑定律难点：会用库仑定律的公式进行有关的计算教学过程：（-）复习上课时相关知识（二）新课教学【板书】-一第2节、库仑定律提出问题：电荷之间的相互作用力跟什么因素有关？【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1.2 1）.板书:1、影响两电荷之间相互作用力的因素：1.距离.2.电量.2、库仑定律内容表述：力的大小跟两个点电荷的电荷量的乘积成正比，跟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公式：F=k*r静电力常量 4=9.OX 1（）9n m2/c 2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.严格地说点电荷是一个理想模型，实际 上是不存在的.这里可以引导学生回顾力学中的质点的概念.容易出现的错误是：只要体积小就能 当点电荷，这一点在教学中应结合实例予以纠正.（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，对其它介 质对电荷间库仑力的影响不便向学生多作解释，只能简单地指出：为了排除其他介质的影响，将实 验和定律约束在真空的条件卜.扩展：任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的.任意两点电荷之间的作用力都遵守 库仑定律.用矢量求和法求合力.利用微积分计算得：带电小球可等效看成电量都集中在球心上的点电荷.静电力同样具有力的共性，遵循牛顿第三定律，遵循力的平行四边形定则.【板书】：3、库仑扭秤实验（1785年，法国物理学家.库仑）【演示】：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.已知电子的质量叫=9.10X1031kg,质子的质量m2=l.67X10-27kg.电子和质子的电荷量都是1.60X10-19C.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-Q1Q2 P r m.m2 Fi kQiQ2Fi k 2 Cj 9，l-一-F2 Gni.m2F.9.0X 109 X1.60X 10-19 X 1.60X 10-19*=-n-丁=2.3 x 1039F2 6.67 X IO-11 X 9.10X IO-31 X 1.67 X IO-27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【小结】对本节内容做简要的小结（三）巩固练习复习本节课文及阅读科学漫步引导学生完成问题与练习，练习1、2、4,作业纸。参考题1.真空中有两个相同的带电金属小球A和B,相距为r,带电量分别为q和2q,它们之间相互 作用力的大小为F.有一个不带电的金属球C,大小跟A、B相同，当C跟A、B小球各接触一次后拿 开，再将A、B间距离变为2r,那么A、B间的作用力的大小可为：A.3F/64 B.0 C.3F/82 D.3F/162.如图14 1所示，A、B、C三点在一条直线上，各点都有一个点电荷，它们所带电量相等.A、B两处为正电荷，C处为负电荷，且BC=2AB.那么A、B、C三个 莘？,点电荷所受库仑力的大小之比为.一百 工3.真空中有两个点电荷，分别带电qi=5X103c,q?=2 图T X10-2C,它们相距15c m,现引入第三个点电荷，它应带电量为,放在_位置才能使三个点电荷都处于静止状态.4.把一电荷Q分为电量为q和（Q q）的两部分，使它们相距一定距离，若想使它们有最大的斥 力，贝（J q和Q的关系是.说明：1.点电荷是一种理想化的物理模型，这一点应该使学生有明确的认识.2.通过本书的例题，应该使学生明确地知道，在研究微观带电粒子的相互作用时为什么可以忽 略万有引力不计.3.在用库仑定律进行计算时，要用电荷量的绝对值代入公式进行计算，然后根据是同种电荷，还是异种电荷来判断电荷间的相互作用是引力还是斥力.4.库仑扭秤的实验原理是选学内容，但考虑到库仑定律是基本物理定律，库仑扭秤的实验对检 验库仑定律具有重要意义，所以希望教师介绍给学生，可利用模型或挂图来介绍.教后记：1、学生对点电荷的认识不够明确，没有判断意识。对库仑扭秤的实验很感兴趣，还能在生活中寻找将微小形变放大的例子。1.3.1电场强度教学三维目标（一）知识与技能i.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，并能用此公式进行有关的计 算.4.知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算.（二）过程与方法通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q反映的 是电场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。（三）情感态度与价值观培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。重点：电场强度的概念及其定义式难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算教学过程（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）新课教学第3节电场电场强度、电场：启发学生从哲学角度认识电场,理解电场的客观存在性，不以人的意识为转移，但能为人的意 识所认识的物质属性.利用课本图14 5说明：电荷A和B是怎样通过电场与其他电荷发生作用.电 荷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）电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质电场发生的，电荷的周围都存在电场.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，具有物质的基本属性质量和能量.（2）基本性质：主要表现在以下几方面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.电场能使引入其中的导体产生静电感应现象.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.可见，电场具有力和能的特征提出问题：同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小一般不同，这是什么因素造 成的？引出电场强度的概念：因为电场具有方向性以及各点强弱不同，所以靠成同一电荷q在电场 中不同点受到的电场力的方向和大小不同，我们用电场强度来表示电场的强弱和方向.2、电场强度（E）：由图1.2T可知带电金属球周围存在电场。且从小球受力情况可知，电场的强弱与小球带电和 位置有关。引出试探电荷和场源电荷一一（1）关于试探电荷和场源电荷-（详见PQ注意：检验电荷是一种理想化模型，它是电量很小的点电荷，将其放入电场后对原电场强度无影响指出：虽然可用同一电荷q在电场中各点所受电场力F的大小来比较各点的电场强弱，但是电 场力F的大小还和电荷q的电量有关，所以不能直接用电场力的大小表示电场的强弱.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.（2）电场强度定义：电场中某一点的电荷受到的电场力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。公式（大小）：E=F/q（适用于所有电场）单位：N/C 意义Pi3提出问题：电场强度是矢量，怎样表示电场的方向呢？方向性：物理学中规定，电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同.指出：负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点的场强方向相反.带领学生讨论真空中点电荷周围的电场，说明研究方法：将检验电荷放入点电荷周围的电场中 某点，判断其所受的电场力的大小和方向，从而得出该点场强.唯一性和固定性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.带领学生总结出真空中点电荷周围电场的大小和方向.在此过程中注意引导学生总结公式E=F/q 和E=kQ/的区别及联系.3、（真空中）点电荷周围的电场、电场强度的叠加（1）点电荷周围的电场大小：E=kQ/r?（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.（参见课本图14-7）说明：公式E=kQ/i中的Q是场源电荷的电量，r是场中某点到场源电荷的距离.从而使学生理 解：空间某点的场强是由产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离决定的，与检验电荷无关.提出问题：如果空间中有几个点电荷同时存在，此时各点的场强是怎样的呢？带领学生由检验 电荷所受电场力具有的叠加性，分析出电场的叠加原理.（2）电场强度的叠加原理：某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的 矢量和.先分析方法（P.3-14）后举例：先在同一直线再不在同一直线。例如：课本图1.3-3中P点的场强，等于+Q1在该点产生的场强&和Q2在该点产生的场强E2的 矢量和.从而使学生进一步理解到，任何带电体都可以看做是有许多点电荷组成的.利用点电荷场 强的计算公式及叠加原理就可以计算出其周围各点场强.【例题】（课本P9例题演变）在真空中有两个点电荷孰=+3.OXIOC和Q2=-3.0*10飞，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Qi和Q2的电场在A点的场强分别为Ei和E2,它们大小相等，方向如图所示，合场 强E在&和E2的夹角的平分线上，此平分线跟Q.和Q2的连线平行.解：E=Eic os60+E2c os60=2Eic os60=2kQic os60/d代入数值得 E=2.7X104N/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/r2组织学生讨论课本中的【说一说】，由学生讨论后归纳：（1）关于静电平衡（2）静电平衡后导体内部电场的特点：处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零（注意：这时的场强是合场强，即外电场和 感应电场的叠加）处于静电平衡状态的导体，电荷只分布在导体的外表面上。4、电场线（1）电场线：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）电场线的基本性质电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向.电场线的疏密反映电场强度的大小（疏弱密强）.静电场中电场线始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远.它不封闭，也不在无电荷处中断.任意两条电场线不会在无电荷处相交（包括相切）介绍各种点电荷电场线的分布情况。【演示】模拟电场线 而指出：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。八八八川山5、匀强电场 7 f D-B4、静电平衡状态下导体的特点：D BD内部场强处处为零（不为0则自由电子将继续移动直至合场强为0）导体中没有自由电荷定向移动净电荷分布在导体表面实验证明：法拉第圆筒实验导体表面附近电场线与表面垂直理论证明：中性导体带电后，由于同种电荷相互排斥，净电荷只能分布在表面 反证法：若内部有自由电荷，则内部场强不为0,导体就不是处于静电平衡状态外部电场对内部仪器没有影响 若将源电荷置于空腔内，则外对内没有影响，但内对外有影响实验演示：将收音机置于金属网罩内则声音大小减小若将球壳接地，则内外各不影响3、应用电学仪器和电子设备外面套有金属罩通信电缆版面包一层铅皮高压带电作业人员穿金属网衣通讯工具在钢筋结构房屋中接收信号弱（三）巩固练习例1：如图所示，在一个原来不带电的金属导体壳的球心处放一正电荷，试分析A、B、C三点的场强：A.EaW O,Eb=O,Ec=OB.EaW O,EbW O,Ec=OC.EaW O，EbW O,Ec WOD.Ea_0，EbW O，EcO例2：如图所示，A、B是两个架在绝缘支座上的金属球，都不带电，中间用导线连接，现用一带正 电的小球C靠近B,用手摸一下B球，再撤去导线，然后移走C球，则A、B带电情况：A.A球带正电，B球带负电B.A球带正电，B球不带电C.A球不带电，B球带负电D.以上说法都不正确例3：长为L的金属棒原来不带电，现将一带电荷量为q的正电荷放在距棒左端R处且与棒在一条 线上，则棒上感应电荷在棒内中点0处产生的场强的大小,方向。（四）小结 q1、静电平衡状态下导体有什么特点？Q 1？12、静电屏蔽有哪几种情况？有哪些应用？H_+_|【布置作业】R L【教后记】1、教材并没有安排这一节的内容，但在历届高考中都有体现，所以对于这块知识原则是讲清基础 知识，不追求深难偏。学生对电场强度大小，方向的判断，导体内部外部的区别存在问题，准备在作业纸上让他们逐步解 决问题。1.4电势能电势教学三维目标（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。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。重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。教学过程：（-）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B q沿任意曲线线A到B:结果都一样即：W=qELAM=qELabcos 0【结论】：在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运 动路径无关。与重力做功类比，引出：2.电势能电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能 叫做电势能。静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的变化量。写成式子为：=epa-epb注意：.电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加.电场力力做多少功，电势能就变化多少，在只受电场力作用下，电势能与动能相互转化，而它们的总量保持不变。.在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任一点具有的电 势能都为负。在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具 有的电势能都为正。.求电荷在电场中某点具有的电势能电荷在电场中某一点A具有的电势能Ep等于将该点电荷由A点移到电势零点电场力所做的功W 的。即Ep=W.求电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低将电荷由A点移到B点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在A点电势能大于 在B点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在B点的电势能小于在B点的电势能。电势能零点的规定若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中电势能的零位置。关于电势能零点的规定：%（大地或无穷远默认为零）所以：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。如上式若取B为电势能零点，则A点的电势能为：Epa=WAB=qELAB举例分析：对图1。4T中的各量附与一定的数值，后让学生计算。（1课时）3.电势-表征电场性质的重要物理量度通过研究电荷在电场中电势能与它的电荷量的比值得出。参阅Pm图1。4-3（1）定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。用e表示。标量，只有大小，没有方向，但有正负。E（2）公式：中=上（与试探电荷无关）q（3）单位：伏特（V）（4）电势与电场线的关系：电势顺线降低。（电场线指向电势降低的方向）（5）零电势位置的规定：电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关，即电势的数值决定 于零电势的选择.（大地或无穷远默认为零）让学生思考和讨论P21问题。引导学生分析问题与练习3、44.等势面（1）.定义：电场中电势相等的点构成的面（2）.等势面的性质：.在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功.电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。.等势面越密，电场强度越大.等势面不相交，不相切（3）.等势面的用途：由等势面描绘电场线。（4）.几种电场的电场线及等势面注意：等量同种电荷连线和中线上连线上：中点电势最小中线上：由中点到无穷远电势逐渐减小，无穷远电势为零。等量异种电荷连线上和中线上连线上：由正电荷到负电荷电势逐渐减小。中线上：各点电势相等且都等于零。引导学生分析问题与练习7。（三）小结：对本节内容要点进行概括。（四）巩固新课1.引导学生完成问题与练习其他题目。2.阅读教材内容教后记:1、电势能、电势、等势面都是非常抽象的概念，上课前就准备用类比法（重力势能、高度、等高线）帮助学生理解，在课上取得了一定效果，但时间安排上又出了问题，以后需要两节课来解决这些问题。2、学生对于电势和电势能的相对性的理解有障碍。1.5电势差教学三维目标：(一)知识与技能理解电势差的概念；会计算点电荷在电场力作用下，从电场中一点移动到另一点时电场力所做 的功；(二)过程与方法知道电势和电势差的关系；(三)情感态度与价值观培养学生概括、归纳、类比的能力和抽象思维能力。教学重点和难点：1、重点：电势差的概念，电势能的改变与电场力做功的关系，电功计算。2、难点：电势差的定义(比值)及“在电场中电场力对电荷做功引起电荷的电势能的减少”的 认识。教学过程：一、新课教学：1、电势差：(又叫电压)(1)定义：电荷。在电场力作用下由/点移到另一点9的过程中，电场力做的功优与电荷量。的比值，叫 4夕两点之间的电势差乐。(2)定义式：UAB=空q(3)单位：伏特符号：V V J/C(4)物理意义：电势差的值即为电场力作用下两点间移动一库仑的正电荷电场力做的功。例如：U后10V,移动1库仑正电荷电场力做功为10/移动1库仑负电荷电场力做功T0/2、电势与电势差的比较：(1)电势差是电场中两点间的电势的差值，UAB=(pA(pB(2)电场中某一点的电势的大小，与选取的参考点有关；电势差的大小，与选取的参考点无关。(3)电势和电势差都是标量，单位都是伏特，都有正负值；电势的正负表示该点比参考点的电势大或小；电势差的正负表示两点的电势的高低。3、应用%8 二。虫计算时，相关物理量用正、负值代入，其结果：郎4B。,电场力做正功；WAB0,外%；U ab0,(Pa(Pb二、典型例题分析：【例1教材P24页例1【例2将一个电量为一2X10T。的点电荷从电场中的N点移到加点，需克服电场力做功1.4X10T/N、两点间的电势差而为多少？若将该电荷从必移到义 电场力做什么功？砺为多少？【解析】(1)队尸一1.4Xl()f/-L4X1098q-2x10族口.4Xl(n，U/=J：x；j_7/q-2x10说明：应用%b=9。.计算时，注意各物理量用正负值代入。【例3】一个电荷量为1X10-5。的电荷，从电场外某点移到电场内的一点A时，克服电场力做 功0.006/则/点的电势为600 M；如果此电荷从电场外移到电场内的另一点夕时，电场力做功 0.002/则耳点的电势为200匕U后400匕 若有另一电荷量为0.2。的负电荷从力移到6点，电场力做正功，大小为80/三、课堂小结：1、电势差和电势的概念；2、电势差和电势的区别；3、应用%8=9。计算时的注意事项。四、随堂精练:1、若带正电荷的小球只受到电场力作用，则它在电场中（）A、一定沿电场线由高电势处向低电势处运动；B、一定沿电场线由低电势处向高电势处运动；C、不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动；D、不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动。2、一个带正电的质点，电量于2.0义10一，在静电场中由a点移到6点，在这过程中，除电场 力外，其他力作的功为6.0X10-/质点的动能增加了&0X10-5/则以6两点间的电势差仅一必为（）A、3X101 VC、4X101 V参考答案:B、1X10VD、7X101 71、D；2、B教后记:1、在讲解电势差和电势的关系时还应该采用类比法（和高度，高度差相比），因怕学生混淆概 念，没有敢讲，结果效果并不理想。在电场力做功与电势能的变化的关系讲解上给了学生一些有用的结论，学生判断较熟练。1.6电势差与电势强度的关系教学三维目标（一）知识与技能1、理解匀强电场中电势差与电场强度的定性、定量关系.对于公式口期要知道推导过程.2、能够熟练应用U B d解决有关问题.（）过程与方法通过对匀强电场中电势差和电场强度的定性、定量关系的学习，培养学生的分析、解决问题的 能力.（三）情感态度与价值观从不同角度认识电场、分析寻找物理量之间的内在联系，培养学生对科学的探究精神，体会自 然科学探究中的逻辑美.教学重点与难点分析前面几节的内容是研究描述电场的各个物理量，本节内容是研究电势差与电场强度的关系，注 意电场强度是描述电场力的性质，电势是描述电场能的性质、电势差是跟电场力移动电荷做功相互 联系（如下图），电场强度与电势差的关系、电场力与电势能的变化之间的关系，这两个关系之间的 内部逻辑.教师在讲解时需要把握其内部联系.教法建议本节课是通过分析推理得出匀强电场的电势差与电场强度之间的关系的，教学中重视启发学生 联想，分析物理量之间的关系，要使学生不仅知道结论，并会推导得出结论，在一定的条件下正确 应用结论.教学过程电势差与电场强度关系一、课题引入：教师出示图片：电场力（公为，移动电间。侬反电势能的变化f t电场强.度 -？-电，势差t电务 Ri/Rn个相同电池（E、r）并联：En=E rn=r/n再由学生讨论下列问题：几个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的几分之一；若不同的电阻并联，总电阻小于其中最小的电阻；若某一支路的电阻增大，则总电阻也随之增大；若并联的支路增多时，总电阻将减小；当一个大电阻与一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻。另外应让学生明确：串联和并联的总电阻是串联和并联的等效电阻，电阻R的作用效果与Ri、R2串联使用或并联使用时对电路的效果相同，如教材图2.43和2.44所示。分析电路时要学 会等效。引导学生分析问题与练习：1题-第1课时2.电压表和电流表-串、并联规律的应用常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G（表头）改装而成。（1）表头G：构造（从电路的角度看）：表头就是一个电阻，同样遵从欧姆定律，与其他电阻的不同仅在于通 过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的。原理：磁场对通电导线的作用P98（为后续知识做准备）（2）描述表头的三个特征量（三个重要参数）内阻Rg：表头的内阻。满偏电流Ig：电表指针偏转至最大角度时的电流（另介绍半偏电流）满偏电压Ug：电表指针偏转至最大角度时的电压，与满偏电流Ig的关系Ug=IgRg,因而若已知 电表的内阻Rg,则根据欧姆定律可把相应各点的电流值改写成电压值，即电流表也是电压表，本 质上并无差别，只是刻度盘的刻度不同而已。通过对P52的“思考与讨论”加深这方面的认识。（3）表头的改装和扩程（综合运用串、并联电路的规律和欧姆定律）关于电表的改装要抓住问题的症结所在，即表头内线圈容许通过的最大电流（Ig）或允许加的最 大电压（Ug）是有限制的。让学生讨论，推导出有关的公式：要测量较大的电压（或电流）怎么办?通过分析，学生能提出利 用电阻来分压（或分流）。然后提出：分压（或分流）电阻的阻值如何确定？通过例1、2的分析、讲解使学生掌握计算分压电阻和分流电阻的方法-最后引导学生自己归 纳总结得出一般公式。（三）小结：对本节内容做简要小结（四）巩固新课：1、复习课本内容2、完成P48问题与练习：作业4、5,练习2、3o2.5、焦耳定律（1课时）一、教学目标（一）知识与技能i.理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。了解实际功率和额定功率。2.了解电功和电热的关系。了解公式Q=Rt（P=12r）、Q=U2t/R（P=U2/R）的适应条件。3.知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。4.能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。（二）过程与方法通过有关实例，让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。（三）情感态度与价值观通过学习进一步体会能量守恒定律的普遍性。三、重点与难点：重点：区别并掌握电功和电热的计算。难点：主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识，接受起来比较困难。四、教学过程：（一）复习上课时内容要点：串、并联电路的规律和欧姆定律及综合运用。提出问题，引入新课1.通过前面的学习，可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动，电场力对定向移动 的电荷做功吗？（做功，而且做正功）2.电场力做功将引起能量的转化，电能转化为其他形式能，举出一些大家熟悉的例子：电能 一机械能，如电动机。电能一内能，如电热器。电能一化学能，如电解槽。本节课将重点研究电路中的能量问题。（二）新课讲解第五节、焦耳定律1.电功和电功率（1）.电功定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功。用W表Zjo实质：是能量守恒定律在电路中的体现。即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,在转化过程中，能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。【注意】功是能量转化的量度，电流做了多少功，就有多少电能减少而转化为其他形式的能，即 电功等于电路中电能的减少，这是电路中能量转化与守恒的关键。在第一章里我们学过电场力对电荷的功，若电荷q在电场力作用下从A搬至B,AB两点间电势 差为IW 则电场力做功W=qUAB。对于一段导体而言，两端电势差为U,把电荷q从一端搬至另一端，电场力的功W=qU,在导体 中形成电流，且q=It,（在时间间隔t内搬运的电量为q,则通过导体截面电量为q,I=q/t）,所 以亚=411=1M。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。表达式：W=lut【说明】：表达式的物理意义：电流在一段电路上的功，跟这段电路两端电压、电路中电流强度 和通电时间成正比。适用条件：I、不随时间变化-恒定电流。单位：焦耳（J）。1J=1V A s（2）电功率定义：单位时间内电流所做的功表达式：尸二”切（对任何电路都适用）上式表明：电流在一段电路上做功的功率P,和等于电流I跟这段电路两端电压U的乘积。单位：为瓦特（W）。1W=1J/s额定功率和实际功率额定功率：用电器正常工作时所需电压叫额定电压，在这个电压下消耗的功率称额定功率。实际功率：用电器在实际电压下的功率。实际功率P实=/，U、/分别为用电器两端实际电压和 通过用电器的实际电流。这里应强调说明：推导过程中没用到任何特殊电路或用电器的性质，电功和电功率的表达式对 任何电压、电流不随时间变化的电路都适用。再者，这里W=iut是电场力做功，是消耗的总电能，也是电能所转化的其他形式能量的总和。电流在通过导体时，导体要发热，电能转化为内能。这就是电流的热效应，描述它的定量规律 是焦耳定律。学生一般认为，W=IUt,又由欧姆定律，U=IR,所以得出W=Rt,电流做这么多功，放出热量 Q=W=I2Rto这里有一个错误，可让学生思考并找出来。错在Q=W,何以见得电流做功全部转化为内能增量？有无可能同时转化为其他形式能？英国物理学家焦耳，经过长期实验研究后提出焦耳定律。2.焦耳定律电流热效应（D焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。表达式：Q=f Rt【说明】：对纯电阻电路（只含白炽灯、电炉等电热器的电路）中电流做功完全用于产生热，电能 转化为内能，故电功W等于电热Q；这时W=Q=UI t=f Rt（2）热功率：单位时间内的发热量。即P=Q/用【注意】和都是电流的功率的表达式，但物理意义不同。对所有的电路都适用，而式只适 用于纯电阻电路，对非纯电阻电路（含有电动机、电解槽的电路）不适用。关于非纯电阻电路中的能量转化，电能除了转化为内能外，还转化为机械能、化学能等。这时 歹0。即 aQ+E其它或尸 寸热+P其它、UI=f R+尸其它引导学生分析P56例题（从能量转化和守恒入手）如图再增补两个问题（1）电动机的效率。（2）若由于某种原因电动机被卡 工住，这时电动机消耗的功率为多少？丁一-最后通过“思考与讨论”以加深认识。注意，在非纯电阻电路中，欧姆._u_定律已不适用。r 1（三）小结：对本节内容做简要小结。并比较0%和片比的区别和联系，从能的转化与守恒的角度 解释纯电阻电路和非纯电阻电路中电功和电热的关系。在纯电阻电路中，电能全部转化为电热，故 电功等于电热Q在非纯电阻电路中，电能的一部分转化为电热，另一部分转化为其他形式的能