六、等势面

网站导航！请升级您的浏览器教案二：等势面●本节教材分析等势面的内容虽然不属于重点，但正象电场线形象地描述电场强度，可帮助学生很好地理解电场强度这个重要概念一样，等势面的学习，也同样对电势，电势差这些重点概念的理解有非常大的帮助.对等势面的教学，为了使学生容易理解，同样采用了对比的方法，与地图上的等高线对比，而对同一等势面上移动电荷时电场力不做功，电场线跟等势面垂直等的理解，则采用了推理的方法，训练了学生的逻辑思维能力.●教学目标一、知识目标1.知道什么是等势面，理解在同一等势面上移动电荷时电场力不做功.2.知道电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面.3.知道处于静电平衡的导体是等势体，导体表面是等势面.4.知道实际中常取地球或与地球相连的导体作为电势的参考位置，认为它们的电势为零.二、能力目标培养学生逻辑思维、设计实验的能力三、德育目标培养学生形成积极思维、善于推理的思维品质.●教学重点等势面的特点●教学难点等势面描绘实验的设计●教学方法对比法，推理归纳法●教具准备直流电源一个、金属小电极两个、白纸、复写纸、导电纸各一张，灵敏电流表，两个探针.●课时安排1课时●教学过程用投影片出示本节课的学习目标：1.知道在电场中电势相同的点构成的面叫做等势面.2.理解在等势面上移动电荷电场力不做功.因此电场线与等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面.任两电势面不相交.3.理解静电平衡下的导体是个等势体，导体表面是个等势面.4.知道在实际中常用等势面来研究电场.●学习目标完成过程一、复习提问，引入新课［提问］电势差的定义，由什么决定？电场力做多少正功，电势能减少多少，电场力做多少负功，电势能增加多少.即W=－ε.［提问］电势的定义由什么决定？［学生答］电场中某点的电势等于单位正电荷从该点移到零电势点电场力所做的功.电势也由电场本身的性质决定.电势的值与零势点选取有关.［引言］电场中各点的场强不同，可形象而简便地用电场线进行描述.同样，能否用形象而简便的方法反映电场中各点电势的分布情况呢？［告知学生］因电势是标量，电势之值只有大小，无方向之分，所以不需要用带方向的曲线，可以简单地把电势的值相同的各点构成的面画出.［问学生］这种面叫什么为好呢？［学生答］叫等势面.——板书：等势面二、新课教学［提出问题］如何画出电场中平面上的等势线？［指出］直接描绘静电场的等势线比较困难.由于静电场和恒定电流的电场相似，故本实验是用恒定电流的电场来模拟静电场的.［问题］如何用恒定电流的电场来模拟静电场？比如，如何用恒定电流的电场来模拟等量异种点电荷的电场？［学生思考答］用直流电源通过导线接两个金属小电极，即两个电极相当于两个等量异种点电荷.［师生一道设计实验］用直流电源（约6V）通过导线接两个圆柱形铜电极，将铜电极固定于从下向上依次固定好的白纸，复写纸，导电纸上，从一灵敏电流表的两接线柱引出两个探针，分别与导电纸上两点接触，如灵敏电流表指针偏转，则此两点不等势，如指针不偏转，则两点等势.［指出］上边所述即可作为本实验的实验原理.［说明］我们画等势面时不可能将所有电势值的等势面都画出来，为了表示出电势改变的情况，作图时，应使任何相邻两个等势面间电势的差值相等.［演示］按刚才设计的实验装配好装置，在两个电极的连线上选间距相等的a、b、c、d、e五个点为基准点.用探针将它们的位置复印在白纸上，将左手的控针压在a点，右手拿着探针在距a点约1cm处上下、左右移动，使灵敏电流计指针不偏转，用探针将此位置复印在白纸上.如此，在a的两侧，共探测出4~8个等势点，每相邻两点大约相距1cm.［学生演示］叫几个学生，用同样方法，分别探测出b、c、d、e的等势点.取出白纸，让一个学生根据五个基准点的等势点画出五条平滑曲线，即为五个等势面.［学生］给出了等势面，那它和描述重力场的什么类似？［学生］会有人想到等高线.［投影片出示］几种常见的电场的等势面，对比的等高线示意图.［出示板书］等势面：电场中电势相同的各点构成的面.［引导学生看图，指出］等势面不仅可形象描述电势，而且每相邻两等势面间距也可形象表示它们间的电势差.［问题］等势面有何特点？［引导学生分析］同一等势面上，任意两点间的电势差为0，荷仅分布在导体的外表面而处于平衡不动，故说明导体上各点也等势.否则，只要两点间有电势差，电荷就会移动.［总结、出示板书］补充：静电平衡状态的导体的特点三：静电平衡下的导体，整个导体是个等势体，导体表面是个等势面.［指出］静电平衡下的地球及与之相连的导体是等势体.所以实际中常取地球或与之相连的导体的电势为零.［问题］清楚了等势面的分布及特点，你能不能根据等势面画出对应的电场线？试着画一画看.［出示］几种常见的等势面，对应的电场线的分布图——刚才出示过的几种及匀强电场的图示.［学生分析］匀强电场等势面的特点：间距相等的平行平面.［指出］实际中测量电势比测定场强容易，故在了解电场时常先给出等势面的分布，再给出电场线的分布.三、巩固练习1.如图，实线是某电场中的一条电场线，虚线是该电场中的两条等势线，由此可以得出的正确结论是A.M点的电势一定高于N点的电势B.M点的场强一定大于N点的场强C.由M点向N点移动电荷时，电势能的改变量与零电势的选取无关D.某电荷在M点或N点具有的电势能与零电势的选取无关答：BC2.现用电场线和等势面形象地描述电场，下列说法中正确的是哪个A.某匀强电场若用相邻的两个等势面的电场差均相等的等势面来图示，则这些等势面一定是间隔相等的一系列平面B.凡是场强不为零的匀强电场，一定能够用一些间隔相等、同一方向的平行电场线来描述C.某非匀强电场，它的电场线图可能由间隔不等的同一方向的一些平行直线组成D.如果在某电场中各点的电场线都是方向相同、相互平行的直线，那么这个电场一定是匀强电场答：ABD四、小结通过本节学习，主要学习了以下几个问题：1.如何设计一个实验来描绘电场中平面上的等势面.2.等势面的特点：①在同一等势面上移动电荷电场力不做功.②电场线与等势面垂直，且从电势高的等势面指向电势低的等势面.③任意两个等势面不会相交.3.补充研究得到了静电平衡下导体的特点三：整个导体是个等势体，导体表面是个等势面.五、作业1.阅读本节内容：自己总结出“描绘静电场中平面上的等势面”的实验原理、仪器、步骤等.2.练习五：（2）、（3）3.预习下节内容：电势差与电场强度的关系.六、板书设计