主题单元设计电场Word文档格式.docx
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通过电场强度认识电场力的特性，通过电势、电势差认识电场能的特性。
专题三：
带电粒子再带场中的运动，即电场知识的综合应用
主题学习目标（描述该主题学习所要达到的主要目标）
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，及带电的本质和三种方式，知道电荷守恒定律及元电荷．
2．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．会用库仑定律的公式进行有关的计算．知道库仑扭秤的实验原理．
3．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．
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．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．知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算．
4、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。
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。
5、理解掌握电势差的概念、定义式与应用。
掌握电势差与电场强度的关系
6、知道什么是电容器及常见的电容器；
知道电场能的概念，知道电容器充电和放电时的能量转换；
理解电容器电容的概念及定义式，并能用来进行有关的计算；
知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，有什么关系；
掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题。
7、了解带电粒子在电场中的运动——只受电场力，带电粒子做匀变速运动。
重点掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中的运动（类平抛运动）。
知道示波管的主要构造和工作原理。
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，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。
2、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
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。
3、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。
结合电势、电势能、静电力做功，通过对比让学生深入理解电势差及其之间的关系，通过对电场力做功的两种不同方式的比较推导得出电势差与电场强度的关系
4、结合实物观察与演示，在计算过程中理解掌握电容器的相关概念、性质。
5、培养学生综合运用力学和电学的知识分析解决带电粒子在电场中的运动。
情感态度与价值观：
1、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
2、培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。
3、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。
对应课标
1．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．会用库仑定律的公式进行有关的计算．知道库仑扭秤的实验原理．
2．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．
3、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。
4、了解带电粒子在电场中的运动——只受电场力，带电粒子做匀变速运动。
主题单元问题设计
1、生活中的静电现象有哪些？
2、尝试自己设计实验说明电荷间相互作用的特点？
3、电场的强弱直接用电荷所受的电场力去描述是否合适？
如果不合适请分析出一种合理的描述方式
4、举例说明电场是有能量的，回顾之前我们研究能量的思路，尝试探究电场能的特性描述
5、总结通过力学方法解决带电粒子在各种场中运动的思路
专题划分
电荷特性及库仑定律；
（3课时）
（5课时）
带电粒子再带场中的运动，即电场知识的综合应用（3课时）
专题一
所需课时
3课时
专题一概述（介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果）
本专题内容可分两个部分，内容一：
初步认识电荷相互作用特点及电荷守恒定律、元电荷，本部分是这一种的准备性知识；
内容二：
通过定性实验掌握库仑定律并能作简单应用
本专题学习目标（描述本专题学习所要达到的主要目标）
本专题问题设计
所需教学材料和资源（在此列出学习过程中所需的各种支持资源）
信息化资源
PPT
常规资源
学案导学
教学支撑环境
多媒体实验室
其他
学习活动设计（描述本专题的学习过程和学习活动）
第一课时电荷及其守恒定律
（一）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．（强调两棒不一定非带这种电）
【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】
1、电荷
（1）原子的核式结构及摩擦起电的微观解释
构成物质的原子本身就是由带电微粒组成。
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1.1－1）．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．
（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3
3．元电荷
电荷的多少叫做电荷量．符号：
Q或q单位：
库仑符号：
C
元电荷:
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：
e=1.60×
10-19C
比荷：
电子的电荷量e和电子的质量me的比值,为
C/㎏
第二课时第三课时
电荷之间的相互作用力跟什么因素有关？
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：
静电力常量k=9.0×
109N·
m2/C2
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下．
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．
3、库仑扭秤实验（1785年，法国物理学家．库仑）
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．
教学评价
（列举本专题中要评价的学习要素和所使用的评价工具或方法）
可评价的学习要素：
1、小组会复述电荷守恒定律内容
评价方法：
现场评价
评价指标：
①呈现定律内容
②语言表达
2、小组会应用库仑定律解决相关问题
定律的应用熟练度及步骤
专题二
电场特性
6课时
专题二概述（介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果）
专题二是通过电场强度认识电场力的特性，通过电场力做功特点得出电势、电势差等概念，从而认识电场能的特性，并从两个特性的分析中的出二者的关联；
本专题的学习可分三个问题展开，问题一：
通过点电荷所受的电场力特点得出用比值法定义的电场强度更能方便准确的描述电场力的特性，此部分要强调电场强度的矢量性；
问题二：
电势与电势差在电场力特点的寻找中得出电势能的决定因素，从而得出电势的概念，并从中体会电势描述电场能量特性的准确性，有了电势的概念之后电势差的概念便顺理成章的的来了；
问题三:
电势差与电场强度的关系二者都是描述电场特性的物理量肯定是有联系的，但又有很大的差别，明确他们的关系实有必要
1．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。
3、理解掌握电势差的概念、定义式与应用。
1、在某一电场A的同一位置a处放置不同电荷其电场力是否相同？
由此体会电场的强弱与何有关？
如何对其定量描述呢？
2、电场的方向是如何规定的？
3、在匀强电场中沿不同路径移动点电荷从A至B电场力做功有何关系？
从中得出电场力做功的特点是什么？
比较以前知识体会电荷在电场中具有的能量为何为某种势能，此势能的决定因素是什么？
电场使电荷具有能量的强弱取决于什么因素？
4、电场强度与电势有没有简单的大小关系？
PPT电脑
第一课时电场强度
（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
1、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
①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.
②电场能使引入其中的导体产生静电感应现象.
③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
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，所以造成同一电荷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1.2-1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----
（1）关于试探电荷和场源电荷-（详见P12）
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
①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P13
电场强度是矢量，怎样表示电场的方向呢？
②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．
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/r2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
①大小：
E=kQ/r2（只适用于点电荷的电场）
②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/r2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．
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（P13-14）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E1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．
第二课时：
电势电势差
（一）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。
（1）q沿直线从A到B
（2）q沿折线从A到M、再从M到B
（3）q沿任意曲线线A到B
结果都一样即：
W=qELAM=qELABcos
【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
（1）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。
（2）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：
①．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
②．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。
③．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。
④．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
⑤．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。
⑥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：
P19（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：
举例分析：
对图1。
4-1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P20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
表示。
标量，只有大小，没有方向，但有正负。
（2）公式：
（与试探电荷无关）
（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、4
4．等势面
⑴．定义：
电场中电势相等的点构成的面
⑵．等势面的性质：
①．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
②．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。
③．等势面越密，电场强度越大
④．等势面不相交，不相切
⑶．等势面的用途：
由等势面描绘电场线。
⑷．几种电场的电场线及等势面
①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。
②等量异种电荷连线上和中线上
由正电荷到负电荷电势逐渐减小。
各点电势相等且都等于零。
◎引导学生分析问题与练习7。
第三课时电势差与电场强度的关系
（一）复习上课时知识
要点：
电场强度、电势差的概念
问题：
既然电场强度、电势差都可以描述电场，那么两者有何关系？
--引入新课
（二）新课教学---第6节、电势差与电场强度的关系
结合图1、6—1及电场力做功的两种不同途径推导，再引导学生比较得出：
匀强电场中电势差与电场强度的关系：
即：
匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乖积
◎引导学生思考讨论P26问题
电势差与电场强度的关系也可以写做：
它的意义为：
在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场线方向的距离的比值。
◎引导学生思考讨论P27问题
（1）上式的适用条件：
匀强电场；
（2）d为匀强电场中两点沿电场线方向的距离（等势面间的距离）。
（3）电场强度与电势无直接关系
①．电场强度为零的地方电势不一定为零，电势为不为零取决于电势零点。
如：
处于静电平衡的
升级会员 