选修3-1第一章 电场
本章概述
本章是高中物理电磁学的起始章节，可以说本章将学生引入另一个新的学习领域；本章教学是整个电磁学教学的基础，对后续的电磁学的教学将产生深远的影响。 本章知识内容共有9节，大致分为三个单元。
第一单元包括第1，2节，既“电荷及其守恒定律”和“库仑定律”，是本章的基础。 第一单元包括第3、4、5、6节，分别是“电场强度”“电势能和电势”“电势差”“电势差与电场强度的关系”，是本章的核心内容。
第一单元包括第7、8、9节，既“静电现象的应用”“电容器的电容”“带电粒子在电场中的用”,是本章的综合应用。
本章的核心内容是电场的概念及描述电场性质的物理量。教材中从电荷在电场中受力入手，引入电场强度的概念，用来表示电场的强弱。通过静电力做功与重力做功类比法，得出电荷在电场中具有的物理量----电势能。
本章的知识特点：(1)新概念多且抽象不易直接感知；(2)综合性强、跨度大；(3)包含有丰富的物理思维方法。
本章的重点、难点：重点是基本概念、基本原理的理解。难点是本章知识的跨度与力学的综合应用。
本章的课标要求：
1．了解静电现象及其在生活和生产中的应用。用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。
2．知道点电荷，体会科学研究中的理想模型方法。知道两个点电荷间相互作用的规律。通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性与统一性。
3．了解静电场，初步了解场是物质存在的形式之一。理解电场强度。会用电场线描述电场。
4．知道电势能、电势，理解电势差。了解电势差与电场强度的关系。
5．观察常见电容器的构造，了解电容器的电容。举例说明电容器在技术中的应用。 6.带电粒子在匀强电场中的运动。 本章的知识版块及知识结构
静电基本现象→电场力的性质和能的性质→电场对电场中的物质的作用(电场对电荷的作用、电场对导体的作用、电场对电介质的作用)
本章知识结构图
学情分析
学生对电场知识类了解不多，初中教学中实验不全；回忆总结初中静电学知识参差不齐；学生正处在形象思维向抽象思维转变的关键时期，部分学生存在抽象思维障碍，尤其是空间思维障碍；物理学中的一些研究方法不了解；部分学生对电学知识不感兴趣，存恐惧感。 教学要求
1．加强演示实验和生活经验在教学中的形象思维支撑，促进学生获得正确的知识表象； 2．不失时机地、及时地进行宏观和微观的联系，突出学生对电荷运动及电相互作用中的微观机理理解；
3．强调静电场的概念和研究方法是电磁学的基础，注意物理概念的辨析，防止相似概念混淆；
4．突出对静电场的认识过程，突出类比思维方法的应用，促进知识的有效建构； 5．加强与生活、技术、社会的联系，加强力电知识综合，提高大幅度迁移和应用知识的能力。
第一节、电荷及其守恒定律
课时1 主备人 教材分析 本节从物质微观结构的角度认识物体带电的本质，使物体带电的方法。给学生渗透看问题要透过现象看本质的思想。摩擦起电、两种电荷的相互作用、电荷量的概念初中已接触，电荷守恒定律对学生而言不难接受，在此从原子结构的基础上做本质上分析，使学生体会对物理螺旋式学习的过程 本节在本章中的作用： 本节作为电学知识的引入和准备，在章节教学活动中有着一定的重要性。为整个章节作好准备工作。 学习主要内容： 重点是讲述静电感应现象、电荷守恒定律。作为章节的起始教学，并不要求学生理解深奥的电磁学知识，重点安排在静电学基础部分学习上。 学习本节学生的优势和不足： 两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、摩擦起电的知识在初中都已经讲过，但缺乏从物质的微观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的理解。 教学方法与手段 以演示实验为先导，引领学生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。 合作学习为主，发动学生对三种起电方式展开讨论，举例说明生活中的静电现象。 教学目标 （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． 第一节：电荷及其守恒定律 王宜峰 电话:15306376959 单位 枣庄三中东校 wangyif86@163.com 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 培养学生透过现象看本质的科学习惯。通过阅读材料，展示物理学发展中充满睿智和灵气的科学思维，弘扬前辈物理学家探寻真理的坚强意志和科学精神 教学重点难点 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。 教学方法 使用幻灯片时充分利用它的高效同时，尽量保留黑板的功能始终展示本节课的知识框架。 在条件允许的情况下努力使实验简化，给学生传递这样一个信息──善于从简单中捕捉精 彩瞬间，从日常生活中发现和体验科学（阅读材料）。 练习题设计力求有针对性、导向性、层次性 课时问题设计：1、摩擦过的物体具有了吸引轻小物体的现象，为什么？ 2、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。上述现象说明了什么问题？ 3、摩擦过的玻璃棒靠近验电器，金属箔张开，为什么？ 课前准备:丝绸，玻璃棒，毛皮，硬橡胶棒，绝缘金属球，静电感应导体，通草球，验电器、 静电计。多媒体课件、实物投影仪、视频片断。 学习活动设计 活动顺序 学生活动 1、学习目标 2、生活中的静电现象 静电（static electricity），是一种处于 静止状态的电荷。在干燥和多风的秋 天，在日常生活中，人们常常会碰到 活动一 这种现象：晚上脱衣服睡觉时，黑暗 情景引入、展示中常听到噼啪的声响，而且伴有蓝光，见面握手时，手指刚一接触到对目标 方，会突然感到指尖针刺般刺痛，令 人大惊失色；早上起来梳头时，头发会经常“飘”起来，越理越乱，拉门把手、开水龙头时都会“触电”，时常发出“啪、啪”的声响，这就是发 教师活动 设计意图 学生认识今天开始我们进入物理学另到自然界彩，更有趣的殿堂，电和磁静电的存的电学知识大致可分为电场在。 将学习静电学，将从物质的识物体带电的本质，电荷相规律，以及与静止电荷相联基本性质。 生在人体的静电。 活动二 自主合作、探究交流 【探究一】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． 【探究二】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． 讨论1 ：理论探究摩擦起电的微观原理。 结论：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。 【探究三】把带正电荷的球C移近彼此接触的异体A，B(参见 从物质的微观结构、原子的组成、原子核对内外层电子约束能力等方面讨论摩擦起电的微观原理。 参考解释：物质都是由分子组成，而分子由原子组成，原子是由一个带正电的原子核和一定数目的绕核运动的带负电的电子组成。原子核所带正电荷量的总数与核外所有电子的负电荷量总数是相等的，且正电荷、负电荷分布的中心(常称电荷中心)重合。因而，在通常情况下，整个原子呈电中性(所谓不带电)。当原子因某种原因(如摩擦、受热、化学变化等)，而失去一个或几个电子时，原子就显为“带正电”，获得额外电子时，就显为“带负电”。所以，实质上物体的带电过程就是电子的得失过程。比如用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的正电荷，实质上就是由于两者摩擦，组成玻璃棒的原子上的若干电子转移到丝绸上，使玻璃棒失去电子带正电，而丝绸得到电子带负电。 静电感应：把电荷移近不带电的导体，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。 归纳总结电荷 以演示实验为先导，引领学生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。 合作学习为主，发动学生对起电方式展开讨论， 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． 讨论2 ：感应起电的微观原理。 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。 结论：A和B分开后所带的是异种等量的电荷，重新接触后它们就不再带电。 感应起电的本质：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。 Q 或q 单位：库仑 符号：C。 10C。 -19守恒定律： 电荷既不能创造，也不能消只能从一个物体转移到另一或者从物体的一部分转移到一个与外界没有电荷交换的电荷的代数和【阅读理解】电荷量──电荷的多少叫做总是保持不变 接触带电 元电荷──电子所带的电荷量，用e表示■两个带有同种电荷的导体接触，电荷会重新分配，若不受外注意：所有带电体的电荷量或者等于e，或界影响，两个完全相同数倍。电荷量是不能连 的带电导体，接触后再续变化的物理量。最早由美国物理学家密分开，二者将原来所带比荷──电荷的电荷量q与其质量m的比电荷量的总和平均分C/㎏。 配。 ■两个带有异种电荷的导体，接触后先发生正负电荷的中和，然后剩下的电荷量再进行电荷的重新分配；如果两带电体完全相同，则剩下的电荷平均分配。 解析:玻璃棒与丝绸摩 擦后会失去电子因而 带正电,但玻璃棒与其 他物体摩擦后不一定 总是失去电子,因而不 能确定其电性,同理也例1:下列说法中正确的是( ) 无法确定橡胶棒的电A.不带电的物体上,即没有正电荷也性,故A选项错误;并不没有负电荷 是任意两个物体间摩B.物体所带的电荷量可以是任意实数 擦时都能起电,故B选C.摩擦起电的过程,是通过摩擦创造项错误;物体如果原带了等量异种电荷的过程 电,得到电子后可能带D.带电现象的本质是电子的转移,呈正电,也可能带负电,也电中性的物体得电子就一定显负电可能不带电.故C选项性,失去电子就一定显正电性 错误;不带电的物体内 正?负电荷相等,所以 显电中性,故D选项正 确. 答案:D 进一步强化对知识的理解
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