(精品课件)电场教材分析和教学建议03

1、选修3-1教材分析遂昌中学 2007.8教学指导意见解读 新第一章 1 电荷及其守恒定律2 库仑定律3 电场强度 4 电势能和电势5 电势差 6 电势差与电场强度的关系 7 静电现象的应用 8 电容器与电容9 带电粒子在电场中的运动 原第十三章 一、电荷库仑定律 二、电场电场强度 三、电场线 四、静电屏蔽 五、电势差电势 六、等势面 七、电势差与电场强度的关系 八、电容器的电容 九、带电粒子在匀强电场中的运动*十、静电的利用和防止电势能、电势、电势差的知识线索不同电势能、电势、电势差的知识线索不同静电复印其它更改 新第二章 恒定电流 1 电源和电流2 电动势 3 欧姆定律4 串联电路和并联电路

2、 5 焦耳定律 6 电阻定律 7 闭合电路欧姆定律 8 多用电表 9 实验：测定电池电动势和内阻 10 简单的逻辑电路 原第十四章恒定电流一、欧姆定律二、电阻定律电阻率三、半导体及其应用四、超导及其应用五、电功和电功率六、闭合电路欧姆定律七、电压表和电流表 伏安法测 电阻增加 新第三章 磁场1 磁现象和磁场 2 磁感应强度3 几种常见的磁场4 磁场对通电导线的作用力5 磁场对运动电荷的作用力6 带电粒子在匀强磁场中的运动 原第十五章 磁场一、磁场磁感线二、安培力磁感应强度三、电流表的工作原理四、磁场对运动电荷的作用五、带电粒子在磁场中的运动质谱仪六、回旋加速器总的感觉 一、结构方面：大体继承了

3、原教材的基本结构和线索。 二、内容方面：新增加的知识内容不多（门电路）。并在编写教材时，注重可读性、基础性、连贯性和科学性。 三、理念方面： 新教科书重视“过程”目标的落实，重视“情感”目标的体现，重视联系学生生活、社会实践和现代科技。进一步强调 物理学的研究思想和方法按照章节的顺序第一章 静电场本章的特点：1、整个电磁学的开篇，有许多基础的概念，对后续知识的学习起着铺垫的作用.2、概念多、规律多、结论多.学生容易混淆.3、知识抽象，学生的感性认识很少.所以本章的学习是整个教材的重点也是教学中的难点.第一章 静电场一、新教材进一步完善了静电学中的知识链。从而体现了新教科书更重视“过程”目标的落

4、实的理念。实践中我们可以感觉到：其线索更加符合人的认知过程，更有利于学生对知识网络的建构。新教材的特点电 场 力电场强度电 势 差电 势电 势 能电场力的功电场力做功与路径无关试探电荷在场中某点受的电场力与电荷量的比值跟试探电荷无关EF/q和重力与重力势能类比WABEpAEpB试探电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值跟试探电荷无关Ep /q电场中两点电势之差叫电势差UABABE数值等于沿场强方向单位距离的电势差UEd电 场 力电场强度电 势 差电 势电 势 能电场力的功试探电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值跟试探电荷无关电场力做功与路径无关电场中两点电势之差叫电势差试探电荷在场中某点受的

5、电场力与电荷量的比值跟试探电荷无关E数值等于沿场强方向单位距离的电势差EF/qWABEpAEpBEp /qUABABUEd和重力与重力势能类比WABEpAEpB电场力做功与电势差的关系wABUABq电 场 力电场强度电 势 差电 势电 势 能电场力的功电势定义：单位正电荷由该点移到参考点（零电势）电场力所做的功定义: UABWAB / q电 势电 势 差电 势 能和重力与重力势能类比电场强度电 场 力静电力做功与路径无关没有证明原教材中的有关知识链电场力的功原教材要求更低不涉及正负电荷形成的电场中电势正负问题不涉及电势能的正负问题没有建立电势与电势能的关系式结合EPA Aq及电场力做功与电势能

6、变化关系二、重视科学方法的教学 教师在本章中应重视科学方法的教学，其中最突出的科学方法是类比法。新教材知识线索的设计也非常有利于学生知识的类比。利用类比建立电场强度的概念说明物质性：场风看不见、摸不着看不见、摸不着（天空中的风）它们都存在（不能说我们看不见就没有）如何描述？利用它的性质将你带上电，放入电场中，会受力让你处在风中，会受力它们都有力的性质电场有强弱之分吗？不同处强弱方向相同吗？风有强弱之分吗？不同处强弱方向相同吗？它们都有强弱、方向如何反映强弱引入物理量放入试探电荷放入试探物体受力与电量的多少？形状有关吗？受力与物体的面积有关吗？（电量和尺寸尽可能小）F/qF/S比值法引入EF/q

7、某一处风的强弱与试探物有关吗？某一处电场的强弱与试探物有关吗？电场强度是描述电场本身的物理量利用类比建立电势能的概念功：WFScos 力乘以力的方向上的位移B+MAFq+GCAB重力做功与路径无关电场力做功也与路径无关力的方向位移相同做功的过程就是能量转化的过程重力做功，引起重力势能的变化。那么电场力做功引起什么能量的变化？在重力场中，我们称之为重力势能。 在电场中，我们称之为电势能。W重 = EP1-EP2W电 = EPA-EPB电场力做正功，电势能就减少电场力做负功，电势能就增加电场力作功，电势能改变重力做功，重力势能改变重力做正功，重力势能就减少重力做负功，重力势能就增加类比电场强度的定

8、义式得出电势的定义式电场力E=F/q电势能Ep /q比较相似联想试探电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值跟试探电荷无关试探电荷在场中某点受的电场力与电荷量的比值跟试探电荷无关课本其它一些比较典型的类比：等势面与等高线的类比；电容器和盛水容器，电容和盛水容器的截面积的类比；带电粒子垂直进入电场后的偏转运动与平抛运动的类比。等除类比之外，本章还渗透了比较、等效、对称和反证法等思维方法，也需要引起老师们的重视。学习的过程中，为了精确地把握知识，比较几乎在无时不刻地进行着，深层次的比较要比较出同中之异和异中之同，帮助我们认识自然规律的多样性和统一性。电场特性力能电场强度电场力电功电势能电势电势差E=

9、F/qkQ/r2UAB/dF=EqKQq/r2W=FSCosUABqEPA=AqWA0EPA/qUAOUAB=A-BA=WAB/qEd(N)(N)(普适）(J eV)(J)(普适）(普适）(V)(V)(普适）(普适）(V)(V)(V)(普适）(普适）(匀强）(N/C)(N/C)(V/m)(普适）(点电荷）(匀强）(点电荷）(J)(J eV)(普适）(匀强）正负含义的比较：电荷量的正负电势能的正负电势的正负电势差的正负电场力做功的正负本章的比较教学有：点电荷和质点的比较，万有引力与库仑定律的比较，电场力和电场强度的比较，电势与电势能的比较，带电粒子在偏转电场中运动和平抛运动的比较等。量性的比较：

10、矢量，标量？绝对量，相对量？（E，F）（其他）（E ，F，W，U）（EP，）特征量，共有量？（E ， ，U）（EP，F， W ）教学指导意见解读知道电荷的种类和相互作用了解原子呈中性的原因理解电荷守恒定律建议补充：接触起电、电中和不要求具体记住正、负电荷产生的方式。例：用_摩擦过_棒带的是正电。不要求了解正负电子湮灭现象和光子概念知道电荷量概念及其单位，知道元电荷二、库仑定律知道库仑定律的内容及适用条件，会用库仑定律进行简单的计算了解点电荷概念，体会科学研究中的理想模型方法点电荷概念应当在定律形成之初建立探究电荷相互作用规律问题：电荷之间的相互作用力究竟跟哪些因素有关呢？猜想：可能跟两个带电体

11、的电荷量有关； 可能跟两个带电体之间的距离有关； 可能跟两个带电体的形状有关； 可能跟空间的介质有关。简单化：不考虑形状：点电荷； 不考虑介质：真空。情景：图1.2-1的实验现象二、库仑定律知道库仑定律的内容及适用条件，会用库仑定律进行简单的计算了解点电荷概念，体会科学研究中的理想模型方法了解电荷在两个相同金属球之间等量分配的原理 解决涉及库仑力的静力学问题，只限于可用直角 三角形知识解决的情形；运用库仑定律公式与其他动力学规律，求解力学与电学综合的问题，只要求所受各力在同一直线的情形可以用对称性解释用处：解决一类问题；理解库仑扭秤实验三、电场强度了解试探电荷的作用，理解对试探电荷对电荷量和尺

12、寸的要求经历场强概念的建立的过程，进一步认识用比值定义物理量的方法不要求了解电磁场的产生机理，本节不要求了解 电磁场反映量度方法对量度结果的影响 变化的电磁场以有限的速度光速，在空间传播。它和分子、原子组成的实物一样具有能量、质量和动量，因而场和实物是物质存在的两种不同形式。四、电势能和电势了解电势概念及单位，知道它的定义式，理解与p、q无关理解电场线的方向与电势变化的关系三个类比电场力做功与重力做功的类比电势能与重力势能的类比电势定义与电场强度定义的类比等势面与电场线的类比 不要求用等势面去推断电场的强弱和方向 例 根据图所示的电场线和等势面分布（同一图中相邻的等势面之间的电势变化量相同），

13、判断A、B两点的电场强度的大小 AB六、电势差与电场强度的关系掌握电势差与场强的关系式，知道其适用条件不要求了解电场强度的方向就是电势降低最快的方向U=Ed与WFS七、静电现象的应用不要求计算感应电荷的场强和静电力不要求应用“处于静电平衡的导体是个等势体”解决有关问题 例如图所示，在真空中把一绝缘导体向带负电的小球A缓慢地靠近(不相接触)时，下列说法中正确的是 A.导体两端的感应电荷越来越多 B.导体内部场强越来越大 C.导体上的感应电荷在B点产生 的场强大于在C点产生的场强 D.导体上的感应电荷在B、C两 点产生的场强相等 例 在上题中，如果用一根导线将B、C相连，则A有电流从B通过导线流向

14、CB有电流从C通过导线流BC导线上没有电流通过D无法确定导线上有无电流通过 例 如图所示，一个不带电的球形导体放在一个正点电荷附近。在下面的四个图中，电场线分布的画法没有明显错误的是 +八、电容器与电容经历影响平行板电容器电容因素的探究过程，体会其中蕴含的控制变量等思想方法 九、带电粒子在电场中的运动解决带电粒子偏转运动问题只限于偏转电极加恒定电压的情形 例在真空中速度为v=6.4107 m/s的电子束连续地射入两平行极板之间，极板长度为l=8.010-2 m，间距为d=5.010-3 m，两极板不带电时，电子束将沿两极板之间的中线通过，如图所示。在两极板上加一50 Hz的交变电压u=U0si

15、nt，如果所加电压的最大值U0超过某一值Uc时，开始出现以下现象：电子束有时能通过两极板，有时间断，不能通过。 （1）求Uc的大小； （2）求U0为何值时才能使通 过的时间 (t)通 跟间断的时 间 (t)断 之比为(t)通：(t)断=2：1。ld第二章 稳恒电流更加重视静电场和恒定电流之间的内在联系，对知识的线索进行了进一的优化，使知识更加具有系统性、连续性和科学性。主要教学思想教学中突出能量观点，强调功能关系注重对物理概念、物理规律的深刻理解。教材在通过实验探究得出规律的基础同时，重视用理论推导的方式得出物理。即重视知识建构的“过程”全电路欧姆定律ab电源与电流的关系电源：电动势电压、电阻

16、、电流三者之间的关系：欧姆定律串、并联电路中电压、电阻、电流之间的关系电阻定律焦耳定律知识链新教科书本章教材的第一节课，便在静电场知识的基础上，通过分析，引入恒定电场的概念，建立了恒定电场跟恒定电流之间的内在联系。建立起第一、第二两章的联系，消除困惑。为串、并联电路的电流关系提供理论分析基础06年的教材花了大量的篇幅，分析了导体内形成电场恒定的原因：导体内电荷的分布是稳定的（没有淤积）导体内电场的分布也是稳定的导体内的电场沿着导线，与导线平行（静电平衡）大量的分析表明：导体内电场是稳定，因而在导体内形成了稳定的电流。关于串、并联电路的主要知识线索串、并联电路的电压关系串、并联电路的电阻关系根据

17、电势差的概念理论分析串、并联电路的电流关系ABCDabcdb1c1d1a1根据“电荷分布稳定”分析得出导线上堆积电荷分布稳定导线内恒定电场的形成过程电流表和电压表（及量程改变）建立电流表和电压表的电路模型AV第三节串联电路和并联电路电压表和电流表一个电压可读的大电阻一个电流可读的小电阻建立联系，优化知识线电池化学反应层E I t内电路 I2 r t外电路I2R t第2节课文非静电力移送电荷做的功等于其电势能的增加量。电动势与非静电力做功的关系 EW/q练习题：根据电动势计算非静电力做功根据“电场力做功，电势能减小；非静电力做功，电势能增”分析闭合电路各点的电势高低关系。一个沿电流方向电势高低变

18、化的直观图在图中分清哪是内电路、哪是外电路在内、外电路电势降落处应用焦耳定律根据能量守恒推导出闭合电路欧姆定律通过路端电压跟负载的关系理解欧姆定律本节课的结构和线索链建立联系，深化对知识的理解把理论探讨和实验探究结合起来关于决定金属导体电阻大小的因素的探究a 和 b ：长度不同探究方案一aVVVVbcda 和 c ：横截面积不同a 和 d ：材料不同五、把理论探讨和实验探究结合起来关于决定金属导体电阻大小的因素的探究1. 理论分析导体电阻跟长度的关系；探究方案二一个导体，可以把它看成是由n段相同长度、横截面积的同样导体串联而成的。2. 理论分析导体电阻跟横截面积的关系；一个导体，可以把它看成是

19、由n股相同长度、横截面积的同样导体并联而成的。3. 实验探究导体电阻跟材料的关系；可以取不同长度、横截面积、不同材料的导体进行实验。（探究不同材料比例常数）一、电源和电流了解电源使电路形成电流的机制不要求计算液体导电时的电流不要求解决与导线内部自由电子定向运动速率相联系的问题 不要求细致讨论导线上的电荷分布和导线内的电场分布特点三、欧姆定律通过实验认识小灯泡的伏安特性本节教学不要求讨论小灯泡电阻随温度的变化四、串联电路和并联电路会推导串联电路和并联电路的总电阻公式，并会用来进行有关计算了解简单的混联电路及其简化方法能定性分析电流表和电压表的内阻对电路测量的影响不要求解决无穷网络等复杂电路问题

20、例 如图所示的电路中，R0是已知的，要使AB间的总电阻恒等于R0，则R1的电阻值是多大？ABR1R1R1R1R1R1R0四、串联电路和并联电路会推导串联电路和并联电路的总电阻公式，并会用来进行有关计算了解简单的混联电路及其简化方法能定性分析电流表和电压表的内阻对电路测量的影响不要求解决无穷网络等复杂电路问题电表改装只限于改装成单量程电压表和电流表六、电阻定律 会通过实验探究导体的电阻与长度、横截面积、材料的关系会推导导体的电阻与长度、横截面积的关系领会“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验控制变量的思想dVVVVabcR七、闭合电路欧姆定律能够结合其他电学知识解决简单的综合性问题 与能量的

21、综合 与电场的综合 与磁场的综合能够分析外电路为简单的串、并联电路的动态电路问题不要求分析外电路为混联电路的动态电路问题七、闭合电路欧姆定律不要求分析外电路为混联电路的动态电路问题 例 如图所示，当电路中的滑动变阻器R4的滑动头P 向下移动时，消耗功率随之增大的电阻是A电源的内阻rBR1CR2DR4R1R2R3R4E，r七、闭合电路欧姆定律例 在如图所示电路中，闭合开关S，四个理想电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示。当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，四个电表示数的变化量（绝对值）分别为I、U1、U2和U3 ，则下列叙述正确的是 AU1/I不变，U1/I不变BU2/I变大，U2/I变大

22、 CU2/I变大，U2/I不变DU3/I变大，U3/I不变 能够分析外电路为简单的串、并联电路的动态电路问题八、多用电表不要求了解多用电表的电路结构九、实验：测定电池的电动势和内阻领会利用图象求电源电动势、内电阻的优点 I/A U/V了解测定电源电动势和内电阻的其他方法不要求分析测量电源的电动势和内电阻实验的误差十、逻辑电路不要求分析由多个门电路组合的问题不要求利用门电路进行实际控制电路的设计注重渗透STS思想，联系生活实际，在教材中的灵活性和开放性作了较多的尝试。第三章 磁场注重物理实验，为学生形成物理概念、掌握物理规律奠定坚实的基础。注重学生的自主学习，培养学生积极思考，拓展学生思维，引导

23、学生深入研究相关问题。教材在背景材料方面介绍了人们对磁现象的认识过程、我国古代对磁现象的研究、指南针的发明和郑河下西洋等知识。重视在教学中渗透STS教育思想一、磁现象和磁场教材详细的介绍了电流的磁效应的发现过程，体现了物理思想（电与磁有联系）和研究方法（奥斯特实验）。 p.85写道：安培:“奥斯特先生以永远把他的名字和一个新纪元联系在一起了。”法拉第则评价说：“他突然打开了科学中一个黑暗领域的大门”， 这样安排的目的在于让学生充分体会这种过程与方法，同时也是对学生进行情感态度价值观的教育。1、生活中的用电器，很多都应用了磁的知识，请列举一些并作简单的分析。2、现在市场上有很多磁保健品，如磁化杯

24、、磁疗枕头等，选择其中的一种了解其中是否有一定的科学道理，也可以做关于目前使用人群与效果的调查。一、磁现象和磁场了解电流的磁效应，领会发现电流磁效应现象的意义知道磁体和通电导体周围都有磁场，磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的二、磁感应强度通过探究，了解影响通电导线受力的因素磁场有强弱，需要描述磁场强度磁感应强度电场有强弱，需要描述电场强度如何研究？ 小磁针但N极不能单独存在，也不可能测量N极受力的大小，怎么办？ 通电直导线磁场不一定是均匀的！电流元孤立的电流元是不存在的 在匀强磁场中对较长导线进行实验，从而推知一小段电流元的情况。 如何研究？ 检验电

25、荷磁场电场定义的方式 比值定义 定义的方式 比值定义 通过什么研究？ 通电导线受力通过什么研究？ 检验电荷受力 注意两种场的区别。如电场力的方向总是与电场强度E的方向相同或相反；而磁场力的方向恒与磁感应强度B的方向垂直。 磁场电场三、几种常见的磁场了解直线电流周围的磁场分布，并会用磁感线描绘 磁感线所在的平面； 磁感线的形状； 磁感线的疏密。 认识直线电流、环形电流、通电螺线管的统一性会定性分析平面内具有相反方向磁场的磁通量问题三、几种常见的磁场 例 如图，矩形线框从直线电流的左边移到右边的过程中，通过线框的磁通量如何变化？一、引导学生观察演示实验：1、磁场对放入其中的铁管有作用力2、磁场对放入其中的铜导线没有作用力3、如果铜导线中通以电流，它便受力引导学生观察并总结：磁场对电流有作用力。二、提出问题：磁场对电流的作用力与哪些因素有关？（学生回答：导线长度、电流、磁场强弱、材料等等）三、实验验证：改变电流的大小方向、磁感应强度的大小方向，改变导体