静电场章末复习教学设计
【命题趋向】
从近三年的高考分析来看,高考对静电场专题的考查频率很高,试题主要集中在电场的力的性质、电场的能的性质以及与其他知识的综合应用。涉及电场强度、电场线、电场力、电势、电势差、等势面、电势能、平行板电容器的电容、匀强电场、电场力做功电势能的变化,还有带电粒子在电场中的加速和偏转等知识。重点考查了基本概念的建立、基本规律的内涵与外延、基本规律的适用条件,以及对电场知识跟其他相关知识的区别与联系的理解、鉴别和综合应用。
在上述考查角度的基础上,重点加强以选择题的形式考查静电场的基本知识点,以综合题的形式考查静电场知识和其他相关知识在生产、生活中的应用。另外高考试题命题的一个新动向,静电的防治和应用,静电场与相关化学知识综合、与相关生物知识综合、与环保等热点问题相联系,在新颖、热门的背景下考查静电场基本知识的应用。
一、教学目标
1.在物理知识方面要求.
加深理解电场强度、电势、电势差、电势能、电容等重点概念.
2.在熟练掌握上述概念的基础上,能够分析和解决一些物理问题.
3.通过复习,培养学生归纳知识和进一步运用知识的能力,学习一定的研究问题的科学方法.
二、重点、难点分析
? 概念的综合性运用.
三、教具
投影片??
四、教学过程设计
?(一)引入新课
1.展示生预习案本章的知识网络构建图,点评学生预习学案的优缺点
2.归纳上述内容.(幻灯片展示)
3.课前检测:针对本章概念进行概念的是非判断
⑴.电场线越密的位置,电势越高
⑵.与零电势点电势差越大的位置,电势越高
⑶.电势越高的位置,电场强度越大
⑷.电荷沿电场线方向运动,电荷所在位置的电势越来越低
⑸.电场强度为零的位置,电势也一定为零
⑹.电势为零的位置,电场强度也一定为零
⑺.电荷沿电场线方向运动,所具有的电势能越来越小
⑻.电荷在电势越高的位置,电势能越大
⑼.电荷所具有的电势能越大的位置,电势越高
(二)主要教学过程设计
知识点一、电荷 电荷守恒定律 库仑定律
带领学生回顾本章的两个基本定律:电荷守恒定律、库仑定律
一、库仑定律与电荷守恒定律
1.库仑定律
(1)真空中的两个静止的点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比,与它们距离的二次方成反比,作用力的方向在他们的连线上。
(2)电荷之间的相互作用力称之为静电力或库仑力。
(3)当带电体的距离比他们的自身大小大得多以至于带电体的形状、大小、电荷的分布状况对它们之间的相互作用力的影响可以忽略不计时,这样的带电体可以看做带电的点,叫点电荷。类似于力学中的质点,也时一种理想化的模型。
2.电荷守恒定律
电荷既不能创生,也不能消失,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物体的另一部分,在转移的过程中,电荷的总量保持不变,这个结论叫电荷守恒定律。
电荷守恒定律也常常表述为: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的。
针对库仑定律的适用条件,进行题目练习(限时2分钟)
例1.下列说法正确的是( )
A.摩擦起电,创造了电荷
B.感应起电是由于电荷之间的相互作用引起的
C.所有带电体的电荷量都是基本电荷量的整数倍
D.任何带电体间的相互作用都可以用库仑定律求得
例2.半径为R的两个较大金属球放在绝缘桌面上,若两球都带有等量同种电荷Q时相互之间的库仑力为F1,两球带等量异种电荷Q与-Q时库仑力为F2,则( )
F1>F2 B、F1知识点二、电场 电场强度
用电场强度E(矢量).
从力的角度研究电场,电场强度E是电场本身的一种特性,与检验电荷存在与否无关.E是矢量.要区别公式E=F/q(定义式)、E=kQ/r2(点电荷电场)、E=U/d(匀强电场)的物理意义和适用范围.E既然是矢量.
1.电场强度
(1)定义:放入电场中的某一点的检验电荷受到的静电力跟它的电荷量的比值,叫该点的电场强度。该电场强度是由场源电荷产生的。
(2)公式:
(3)方向:电场强度是矢量,规定某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受静电力的方向相同。负电荷在电场中受的静电力的方向跟该点的电场强度的方向相反。
2.点电荷的电场
(1)公式:
(2)以点电荷为中心,r为半径做一球面,则球面上的个点的电场强度大小相等,E的方向沿着半径向里(负电荷)或向外(正电荷)
3.电场强度的叠加
如果场源电荷不只是一个点电荷,则电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
引导学生归纳本章计算电场强度的公式
①根据定义式E=F/q;
②点电荷电场,E=kQ/r2;
③匀强电场,场强处处相等,且满足E=U/d;
限时训练:电场中有一点P,下列哪些说法是正确的( )
A、若放在P点的检验电荷的电量减半,则P点的场强变为原来的两倍
B、若P点没有检验电荷,则P点的场强为零
C、P点的场强与检验电荷无关
D、P点的场强方向为检验电荷在该点的受力方向
例: A为已知电场中的一固定点,在A点放一电量为q 的电荷,所受电场力为F,A点的场强为E,则( )
A.若在A点换上-q,A点场强方向发生变化
B.若在A点换上电量为2q 的电荷,A点的场强将变为 2E
C.若在A点移去电荷q,A点的场强变为零
D.A点场强的大小、方向与q 的大小、正负、有无均无关
知识点三、电场线
(1)电场线是画在电场中的一条条的由方向的曲线,曲线上每点的切线方向,表示该点的电场强度的方向,电场线不是实际存在的线,而是为了描述电场而假想的线。
(2)电场线的特点
电场线从正电荷或从无限远处出发终止于无穷远或负电荷;电场线在电场中不相交;在同一电场里,电场线越密的地方场强越大;匀强电场的电场线是均匀的平行且等距离的线。
请在下面的方框中画出相应的电场线:
课件展示等量同种和等量异种的电场线,针对其特点加以说明。
针对训练:
例题:图7-3是电场中某区域的电场线分图, a、b是电场中的两点。这两点相比有( )
A.b点的场强较大
B.a点的场强较大
C.同一个检验点电荷放在a点所受的电场力比放在b点时所受电场力大
D.同一个检验点电荷放在b点所受的电场力比放在a点时所受电场力大
知识点四、电势 等势面 电势差
从能的角度研究电场,电势U是电场本身的一种特性,与检验电荷存在与否无关.U是标量.规定:无限远处的电势为零.电势的正负和大小是相对的,电势差的值是绝对的.实例:在+Q(-Q)的电场中,U>0(<0).
电势能是电荷和电场所组成的系统共有的.规定:无限远处的电势能为零.电势能的正负和大小是相对的,电势能的差值是绝对的.实例:+q在+Q(-Q)的电场中,εP>0(<0);-q在+Q(-Q)的电场中,εP<0(>0).
引导学生总结本章计算电场力做功的方法
① W=Fscosa=qEd 适用于恒定电场力做功
② W= qUAB= q(φA?φB ) 由电势差计算
③ WAB=?Δ EP = EPA? EPB 由电势能的变化计算
④ WAB=ΔEK 用动能定理计算
跟踪例题:如果在某电场中将5.0×10-8C的电荷由A点移到B点,电场力做6.0×10-3J的功,那么( )
A.A、B两点间的电势差是1.2×105V
B.A、B两点间的电势差是3.0×10-10V
C.若在A、B两点间移动2.5×10-8C的电 荷,电场力将做3.0×10-3J的功
D.若在A、B两点间移动2.5×10-8C的电荷,电场力将做3.0×10-17J的功
知识点五、电容器与电容
回顾电容器的相关知识,重点训练两类题型
例6、一平行板电容器,两板之间的距离d和两板面积S都可以调节,电容器两板与电池相连接,以Q表示电容器的电荷量,E表示两极间的电场强度,则( )
A、当d增大、S不变时,Q减小,E减小
B、当S增大、d不变时,Q增大,E增大
C、当d减小、S增大时,Q增大、E增大
D、当S增大、d减小时,Q不变、E不变
【合作探究1】如图所示的电路中,电容器的N板接地,在其两板间的P点固定一个带负电的点电荷,求以下过程后,电容器的带电荷量Q、两极间的电压U、两极间的场强E,P点的电势、负电荷在P点的电势能EP各如何变化?
(1)S接通后再将M板上移一小段距离。
(2)S接通后再断开,再将N板上移一小段距离。
知识点六、带电粒子在电场中的运动
1.关于带电粒子与带电微粒的重力
2、带电粒子的加速
(1)动力学方法 (2)应用动能定理
3、带电粒子在匀强电场中的偏转
(1)应用运动的合成和分解的知识:
初速度方向: 电场力方向:
如图所示,设粒子带电荷量为q,质量为m,两平行金属板间电压为U,板长为L,极板间距离为d,粒子从左端以初速度v0射入。则
(1)两板间的场强E
(2)粒子通过电场所用的时间t
(3)粒子在电场中的加速度a
(4)粒子离开电场时的侧移量为:y
(5)粒子离开电场时的偏转角tan θ
例7、初速度均为零的质子和α粒子,被同一加速电场加速后,垂直于电场线方向进入同一匀强偏转电场,在离开偏转电场时( )
A、两种粒子通过偏转电场的时间相同 B、质子通过偏转电场的时间较短
C、两种粒子的偏转角相等 D、α粒子离开偏转电场时的动能较大
【合作探究2】让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物由静止经过同一加速电场加速,然后在同一偏转电场里偏转,它们是否会分成三股?请说明理由.
当堂检测
课后巩固
课堂反思
静电场一掌内容大致有三块,电场力的性质、电场能的性质、带电粒子在电场中的运动,预计两个课时完成,本节课只是针对前两个内容进行复习,注重知识的整体构建以及方法的归纳总结,题目的跟踪训练在后面的课时中要继续巩固。
静电场评测练习
班级: 姓名:
1 、下列关于电场强度的叙述正确的是 ( )
A.电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力
B.电场中某点的场强与该点检验电荷所受的电场力成正比
C.电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点所受电场力的方向
D.电场中某点的场强与该点有无检验电荷无关
2 、关于电场线的说法,正确的是 ( )
A.电场线的方向,就是电荷受力的方向 B.正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动
C.电场线越密的地方,同一电荷所受电场力越大 D.静电场的电场线不可能是闭合的
3 、关于电势差和电场力作功的说法中,正确的是( )
A.电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电量决定
B.电场力在两点间移动电荷做功多少由两点间的电势差和该电荷的电量决定
C.电势差是矢量,电场力作的功是标量
D.在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点的电势差均为零
4 、在静电场中,关于场强和电势的说法正确的是 ( )
A.电场强度大的地方电势一定高 B.电势为零的地方场强也一定为零
C.场强为零的地方电势也一定为零 D.场强大小相同的点电势不一定相同
5、如图所示是空间某一电场中的一条电场线.M、N是该电场线上的两点.下列说法中正确的是( )
A.该电场一定是匀强电场
B.比较M、N两点的场强大小,一定有>
C.比较同一个试探电荷在M、N两点受到的电场力,一定有<
D.比较电子在M、N两点的电势能,一定有>
6、在匀强电场中,将一个带电量为q,质量为m的小球由静止释放,带电小球的轨迹为一直线,该直线与竖直方向夹角为θ,如图5所示,那么匀强电场的场强大小为 ( )
A.最大值是mgtgθ/q B.最小值是mgsinθ/q
C.唯一值是mgtgθ/q D.同一方向上,可有不同的值.
7、如图所示,平行直线表示电场线,但未标方向,带电为+10-2C的微粒在电场中只受电场力作用,由A点移到B点,动能损失0.1J,若A点电势为-10V,则( )
B点的电势为10伏
B.电场线方向从右向左
C.微粒的运动轨迹可能是轨迹1
D.微粒的运动轨迹可能是轨迹2
8、有两个带有等量异种电荷的小球,用绝缘细线相连后悬起,并置于水平方向匀强电场中.当两小球都处于平衡时其可能位置是图1-84中的哪一个( )
课件27张PPT。静电场章末复习知识结构刘少松good!课前检测:请判断下列说法是否正确⑴.电场线越密的位置,电势越高 ( )⑵.与零电势点电势差越大的位置,电势越高 ( )⑶.电势越高的位置,电场强度越大 ( )⑷.电荷沿电场线方向运动,电荷所在位置的电势越来越低 ( )⑸.电场强度为零的位置,电势也一定为零 ( )⑹.电势为零的位置,电场强度也一定为零 ( )⑺.电荷沿电场线方向运动,所具有的电势能越来越小 ( )⑻.电荷在电势越高的位置,电势能越大 ( )⑼.电荷所具有的电势能越大的位置,电势越高 ( )××××××××1、电荷守恒定律:2、库仑定律:适用条件:k=9.0×10 9 N?m2/c2①真空中带电本质:e=1.60×10-19 C元电荷②点电荷Q用绝对值电荷的转移考点一:两个定律学案例题2:例:真空中有相隔距离为r的两个点电荷,它们 分别带4q和3q的电量,其间的静电力为F, 如果保持它们之间的距离r不变,而将它们所 带电量分别改变为2q和6q,那么它们之间的 静电力的大小应为 ( )
A.F/2 B.2F C.4F D.FD限时2分钟考点二:电场强度一、电场:电荷周围客观存在的一种特殊物质电场的基本性质:◎对放入其中的电荷有力的作用◎电荷在电场中具有电势能电荷间的相互作用是通过电场来实现的二、电场强度(描述电场的力的性质的物理量) 1、 定义放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值,叫做该点的电场强度,简称场强。 ※表达式:(普适公式)※矢量:方向为正电荷在电场中受到的电场力方向注意:E 与F、 q无关 ,取决于电场本身www.jkzyw.com4.电场的叠加:
如果有几个点电荷同时存在,它们的电场就互相叠加,形成合电场.这时某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和.这叫做电场的叠加原理.3.匀强电场的场强: 电场中两点沿电场线方向或两等势面间距2.点电荷电场的场强:场源电荷归纳电场强度E的公式定 义 点电荷周围的场强 匀强电场的场强 www.jkzyw.com例: A为已知电场中的一固定点,在A点放一电量为q 的电荷,所受电场力为F,A点的场强为E,则 ( )
A.若在A点换上-q,A点场强方向发生变化
B.若在A点换上电量为2q 的电荷,A点的场强
将变为 2E
C.若在A点移去电荷q,A点的场强变为零
D.A点场强的大小、方向与q 的大小、正负、
有无均无关
D场强由电场本身决定,与试探电荷无关限时2分钟 例:电场强度的定义式为E=F/q ( )
A.该定义式只适用于点电荷产生的电场
B.F是检验电荷所受到的力,q是产生电 场的
电荷电量
C.场强的方向与F的方向相同
D.由该定义式可知,电场中某点电荷所受的电
场力大小与该点场强的大小成正比
D限时2分钟1、电场线用来形象的描述电场:2、几种常见电场的电场线:电场方向:切线方向电场强弱:电场线疏密。匀强电场:各点场强大小和方向都相同3、电场线的性质:考点三:电场线(1)、从正电荷出发,终止于负电荷。
(2)、电场上某点的切线方向表示该点的场强方向。
(3)、电场线某点的疏密表示该处场强的强弱。
(4)、电场线是不相交,不闭合的曲线。
例题:图7-3是电场中某区域的电场线分图, a、b是电场中的两点。这两点相比有( )
A.b点的场强较大
B.a点的场强较大
C.同一个检验点电荷放在a点所受的电场力
比放在b点时所受电场力大
D.同一个检验点电荷放在b点所受的电场力
比放在a点时所受电场力大AD限时2分钟1、电势差:UABUAB=φA-φB2、电势:UAB=WAB/qWAB=qUAB电场力做正功电势能减小沿电场线方向电势降低最快电场力做负功电势能增加电场力做功与路径无关,
与初末位置的电势差有关注意:W、U、Q的正负。电场力的
做功特点:考点四:电势差和等势面例、如图所示,a、b、c是一条电场线上的三个点,电场线的方向由a到c,a、b间距离等于b、c间距离。用Ua、Ub、Uc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度,可以判定:
A Ua>Ub>Uc。
B Ua—Ub=Ub—Uc
C Ea>Eb>Ec
D Ea=Eb=EcA限时3分钟3、等势面的特点(4)两个等势面不可能相交。(3)沿等势面移动电荷,电场力不做功(2)等势面越密处,场强越大。(1)等势面一定与电场线垂直,且沿电场线方向
电势一定是降低的。总结电场力做功的计算设电荷q 在电场中由A→B,电场力做功为④ WAB=ΔEK③ WAB=?Δ EP = EPA? EPB② W= qUAB= q(φA?φB )① W=Fscosa=qEd适用于恒定电场力做功由电势差计算由电势能的变化计算用动能定理计算例题:如果在某电场中将5.0×10-8C的电荷由A点移到B点,电场力做6.0×10-3J的功,那么( )
A.A、B两点间的电势差是1.2×105V
B.A、B两点间的电势差是3.0×10-10V
C.若在A、B两点间移动2.5×10-8C的电
荷,电场力将做3.0×10-3J的功
D.若在A、B两点间移动2.5×10-8C的电
荷,电场力将做3.0×10-17J的功AC限时2分钟(2013山东理综高考)如图所示,在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种电荷+Q、-Q,虚线是以+Q所在点为圆心、为半径的圆,a、b、c、d是圆上的四个点,其中a、c两点在x轴上,b、d两点关于x轴对称,下列说法正确的是( )
A、b、d两点处的电势相同
B、四个点中c点处的电势最低
C、b、d两点处的电场强度相同
D、将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点,+q的电势能减小答案:ABD
解析:A:该电场中的电势关于X轴对称,所以bd两点的电势相等,故A正确;
B:c点在两个电荷连线的中点上,也是在两个电荷连线的中垂线上,所以它的电势和无穷远处的电势相等.而正电荷周围的电场的电势都比它高,即C点的电势在四个点中是最低的.故B正确;
C:该电场中的电场强度关于X轴对称,所以bd两点场强大小相等,方向是对称的,不相同的.故C错误;
D:c点的电势低于a点的电势,试探电荷+q沿圆周由a点移至c点,电场力做正功,+q的电势能减小.故D正确.9.如图所示,a、b、c、d为匀强电场中的等势面,且电势 .一带电粒子沿图中的AB曲线运动,不计粒子所重力,则粒子( )
A.一定带负电
B.运动轨迹是抛物线
C.从A运动到B的过程中电势能增加
D.从A运动到B的过程中动能与电势能之和保持不变山东潍坊市期末统考9 B D五区县重点校联考6 如图所示,空间有一水平匀强电场,竖直平面内的初速度为v0的微粒沿着图中虚线由A运动到B,其能量变化情况是 ( )
A.动能减少,重力势能增加,电势能减少
B.动能减少,重力势能增加,电势能增加
C.动能不变,重力势能增加,电势能增加
D.动能增加,重力势能增加,电势能减少B本节课要求掌握问题:1、会判断电场的强弱3、会求电场力做的功:4、会求两点间的电势差5、会判断两点电势的高低2、会求电场强度的大小课堂小结谢谢!