沖坡中學羅凱
教學目標
通過復習整理靜電場的規(guī)律、概念，建立靜電揚的知識結構。利用場的思想、場疊加的思想認識和解決電場問題，加深對靜電場的理解。
教學重點、難點分析
靜電場部分的內容概念性強，規(guī)律內容含義深刻，是有關知識應用的基礎。但由于概念和規(guī)律較抽象，對掌握這些概念和規(guī)律造成了一定的難度。所以，恰當?shù)亟⒂嘘P的知識結構，處理好概念之間、規(guī)律之間的關系，是解決復習困難的有效方式。
教學過程設計
教師活動
一、對規(guī)律和概念的回顧
從本節(jié)課開始，我們復習靜電場的有關知識，請同學們回顧一下，我們原來學過的規(guī)律和概念都有哪些？（將學生分組，進行回顧和整理）
學生活動
學生按組，回憶已學的有關知識，相互提醒，相互啟發(fā)。
在教師的安排下，每組學生選擇一名代表，將他們整理的知識內容寫在黑板上。（安排3個，由于內容基本相同，其它組再做一些補充。）
學生代表上臺。
建立知識結構：
從同學們整理出來的知識內容上看，基本上能夠把靜電場的有關內容列舉出來，但一般來說，每個同學在整理知識時，方式方法又有所區(qū)別。為了使知識在我們頭腦中更有利于理解和記憶，建立一個適合于自己的知識結構網(wǎng)絡是必要的和有效的。下面，我們來共同構造這個靜電場部分的知識結構網(wǎng)絡。
�。◣ьI學生整理和建立靜電場的知識結構，知識結構圖表見附圖）
二、靜電場概念的幾個問題討論
1．場概念的鞏固
�。蹎栴}1］帶電小球A、C相距30cm，均帶正電。當一個帶有負電的小球B放在A、C間連線的直線上，且B、C相距20cm時，可使C恰受電場力平衡。A、B、C均可看成點電荷。①A、B所帶電量應滿足什么關系？②如果要求A、B、C三球所受電場力同時平衡，它們的電量應滿足什么關系？
學生讀題、思考，找學生說出解決方法。
通過對此題的分析和求解，可以加深對場強概念和場強疊加的理解。學生一般從受力平衡的角度進行分析，利用庫侖定律求解。在學生解題的基礎上做以下分析。
分析與解：①C處于平衡狀態(tài)，實際上是要求C處在A、B形成的電場中的電場強度為零的地方。
既然C所在處的合場強為零，那么，C所帶電量的正或負、電量的多或少均對其平衡無影響。
�、谠僖訟或B帶電小球為研究對象，利用上面的方法分析和解決。
答案：①qA∶qB=9∶4，②qA∶qB∶qC=9∶4∶36。
[問題2]如圖3－1－1所示，在方框區(qū)域內有勻強電場，已知UA=2V，UB=－6V，UC=－2V。試用作圖法畫出電場中電場線的方向。
學生讀題、思考。找學生在黑板上作圖。
通過此題的分析和解決，使學生對勻強電場的理解更深刻。
分析和解：據(jù)題A、B兩點間的電勢差為8V，A、C兩點間的電勢差為4V。所以，先將A、B兩點用直線連接，則A、B兩點間的中點的電勢為4V，與C點的電勢相同。將這兩點連起來，就是電勢為－2V的等勢線，電場線應與該直線垂直，且由高電勢點指向低電勢點。（如圖3－1－1所示）
[問題3]我們知道，公式表示點電荷Q的場中的某一點的電場強度，得到的單位為N/C；公式表示勻強電場中的場強。大小，其單位為V/m。那么，單位N/C能否用在勻強電場中？如果能，其物理意義是什么？單位V/m能否用在點電荷的電場中，如果能，其物理意義又是什么？
學生思考、討論，可以請學生談他們的認識與理解。
通過對此問題的討論，使學生準確理解電場強度的物理含義。
2．問題的是非討論：在靜電場中，
①場強較大處，電勢也一定較高嗎？反之，電勢較高處，場強一定也較大嗎？
②場強為零處，電勢也一定為零嗎？反之，電勢為零處，場強一定也為零嗎？
③場強相等處，電勢也一定相等嗎？反之，電勢相等處，場強一定也相等嗎？
學生思考、討論，可以請學生談他們的認識與理解。
討論中應提示學生，如果要*一個結論，只需舉出一個反例。
分析與解：①以點電荷（正和負）的電場為例。②以等量異號電荷的電場和等量同號電荷的電場為例。③以勻強電場和點電荷的電場為例。
3．電場疊加問題的討論
[問題1]如圖3－1－2所示，半經(jīng)為r的硬橡膠圓環(huán)上帶有均勻分布的正電荷，其單位長度上的帶電量為q，現(xiàn)截去環(huán)上一小段AB，AB長為l，（l<
學生思考、討論，可以請學生談他們的認識與理解。
通過本題的求解，使學生加強對電場場強疊加的應用能力和加深對疊加的理解。
分析與解：
解法之一，利用圓環(huán)的對稱性，可以得出這樣的結果，即圓環(huán)上的任意一小段在圓心處所產生的電場場強，都與相對應的一小段產生的場強大小相等，方向相反，相互疊加后為零。由于AB段被截掉，所以，本來與AB相對稱的那一小段所產生的場強就成為了整個圓環(huán)產生的電場的合場強，因題目中有條件l< 解法之二，將AB段看成是一小段帶正電和一小段帶負電的圓環(huán)疊放，這樣仍與題目的條件相符。而帶正電的小段將圓環(huán)補齊，整個帶電圓環(huán)在圓心處產生的電場的場強為零；帶負電的一小段在圓心處產生的場強可利用點電荷的場強公式求出，這就是題目所要求的答案。 答案：，方向：指向AB [問題2]如圖3－1－3，等邊三角形ABC的邊長為a，在它的頂點B、C上各有電量為Q（＞0）的點電荷。試求三角形中心處場強E的大小和方向。
學生自己練習求解，以鞏固概念。
通過此題的求解，進一步鞏固對場強矢量性的認識和場強疊加理解。
答案：
三、電場中的導體、電容器
1．電場中的導體
組織學生整理、復習。
�。�1）什么是靜電感應？
應明確：靜電感應是一個過程，是導體內電荷重新分布的過程。
找學生描述靜電感應過程。
（2）導體處于靜電平衡時，有哪些性質？
�、賹w內部的電場強度處處為零；
�、趯w表面是個等勢面，導體是一個等勢體；
③凈電荷只分布在導體的外表面。
應讓學生逐一說明這些性質的含義。
（3）鞏固練習
[問題1]觀察與解釋。
引導學生仔細觀察。
�。ㄅ浜涎菔緦嶒灒倥c毛皮摩擦過的膠棒靠近一個不帶電的靜電計上的小球，可以使靜電計的指針張開，解釋原因，此時靜電計指針上帶何種電荷？②若在此情況下，膠棒與小球接觸，指針會帶何種電荷？③若膠棒不與小球接觸，而是用手接觸一下小球，指針閉合，然后將膠棒拿開，指針又張開，解釋這個現(xiàn)象，并說明此時指針帶何種電荷？
學生可以互相討論，然后給出解釋。
[問題2]如圖3－1－4所示，絕緣的導體球殼P上有一個小孔，用一根導線將球殼內的小金屬球a和球殼外的小金屬球b連接起來，P帶正電。靜電平衡時，金屬球a、b是否帶電？分別帶何種電荷？
學生通過思考回答，如果有不同的解釋，可以討論解決。
通過對此題的分析，可使學生對靜電平衡的性質的理解更準確。
可提示學生：小球a和小球b與球殼P等電勢，小球a可看成是球殼內表面的一部分，而小球b應是球殼P外表面的一部分。
2．電容器
復習要點：
�。�1）電容的定義；單位：法拉F。
（2）電容器是一個儲存和釋放電能的元件。
�。�3）平行板電容器的電容由哪些因素決定？（重溫平行板電容器的研究的演示實驗）
讓學生做整理工作。
學生應知道在演示實驗中，靜電計指針指示的是指針與外殼之間
的電勢差，也是電容器兩板之間的電勢差。
學生讀題，思考后回答。
問題討論：
[問題1]如圖3－1－5所示，金屬板A、C平行放置，且均接地，設金屬板B帶有正電荷3×10－6C，將B插入A、C之間，并使，則A、B間和B、C間的場強大小之比E1：E2=？A、C板各帶電量多少？
，則A、B間和B、C間的場強大小之比E1:E2=？A、C板各帶電量多少？
此題可以鞏固靜電平衡和電容的有關概念。
答案：E1∶E2=2∶1；QA=2×10－6C，QC=1×10－6C。
[問題2]如圖3－1－6所示，已知電源電動勢E=18V，電容CA=20μF，CA=10μF。
學生讀題，思考后回答。
�。�1）開關S先接1，再接2，則QB=？
�。�2）在此基礎上，開關S再接1，然后又接2，則QB=？
通過此題的分析和求解，加深對電容器儲存和釋放電荷功能的理解。
答案：（1）QB=1．2×10－4C；（2）QB=1．6×10－4C。
教學反思：
