一. 教学内容:电场、磁场
主题 知识点 物质的电结构、电荷守恒 静电现象的解释 点电荷 库仑定律 静电场 电场强度、点电荷的场强 电场线 电场 电势能、电势 电势差 I II 要求 说明 I I I II I II I 匀强电场中电势差与电场强度的关系 I 带电粒子在匀强电场中的运动 示波管 常见电容器 II I I 电容器的电压、电荷量和电容的关系 I 磁场、磁感应强度、磁感线 通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 磁场 安培力、安培力的方向 匀强磁场中的安培力 洛伦兹力、洛伦兹力的方向 I I I II I 安培力的计算只限于电流与磁感应强度垂直的情形。 洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形。 洛伦兹力公式 带电粒子在匀强磁场中的运动 质谱仪和回旋加速器
二. 具体过程 (一)电场的性质 1. 电场力的性质
(1)库仑定律的应用
II II I ①真空中两点电荷间库仑力的大小由公式同种电荷相斥,异种电荷相吸判断。
计算,方向由
在介质中,公式为: 。
②两个带电体间的库仑力
均匀分布的绝缘带电球体间的库仑力仍用公式< style='height:30pt' >
计算,公式中r为两球心之间的距离。
两导体球间库仑力可定性比较:用r表示两球球心间距离,则当两球带同种电荷时,
;反之当两球带异种电荷时,
。
③两带电体间的库仑力是一对作用力与反作用力。 (2)对电场强度的三个公式的理解
① 是电场强度的定义式,适用于任何电场,电场中某点的场强是
确定值,其大小和方向与试探电荷q无关。试探电荷q充当“测量工具”的作用。
② 是真空点电荷所形成的电场的决定式。E由场源电荷Q和场
源电荷到某点的距离r决定。
③ 2. 电场能的性质
(1)电场力做功与电势能改变的关系
电场力对电荷做正功,电势能减少,电场力对电荷做负功,电势能增加,且电势能的改变量等于电场力做功的多少,即 ,正电荷沿电场线移动或负电荷逆电场线移动,电场力均做正功,故电势能减少,而正电荷逆电场线移动或负电荷沿电场线移动,电势能均增大。
(2)等势面与电场线的关系
①电场线总是与等势面垂直,且从高电势等势面指向低电势等势面。 ②电场线越密的地方,等差等势面也越密。
③沿等势面移动电荷,电场力不做功,沿电场线移动电荷,电场力一定做功。 ④电场线和等势面都是人们虚拟出来的描述电场的工具。
⑤实际中测量等电势点较容易,所以往往通过描绘等势线来确定电场线。 (3)等势面(线)的特点
①等势面上各点电势相等,在等势面上移动电荷电场力不做功。
②等势面一定跟电场线垂直,而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。
③规定:画等势面(线)时,相邻两等势面(或线)间的电势差相等,这样,在等势面(线)密处场强大,等势面(线)疏处场强小。
(4)电势能是电荷与所在电场所共有的;电势、电势差是由电场本身因素决定的,与试探电荷无关。
(5)电势能、电势具有相对性,与零电势点选取有关;电势能的改变、电势差具有绝对性,与零电势点的选取无关。