等勢(shì)面

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)

　　1、知道什么是等勢(shì)面，知道處于靜電平衡的導(dǎo)體是等勢(shì)體，導(dǎo)體表面是等勢(shì)面．
　　2、知道等勢(shì)面與電場(chǎng)線的關(guān)系．電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，并且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面．
　　3、理解在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功．

能力目標(biāo)

　　培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的類比能力，以及對(duì)問(wèn)題的分析、推理能力等等．

情感目標(biāo)

　　利用等勢(shì)面圖像的對(duì)稱美，形態(tài)美給學(xué)生以美的享受、美的愉悅，讓學(xué)生自己畫圖，在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)提高學(xué)生對(duì)美的感受力、和鑒別力．

 

教學(xué)建議

教材分析
　　本節(jié)課的重點(diǎn)是理解在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)，電場(chǎng)力不做功這一特點(diǎn)．
對(duì)于電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系需要把握：
　　（1）電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直；
　�。�2）電場(chǎng)線由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面．
　　通過(guò)這兩點(diǎn)的理解可以讓學(xué)生根據(jù)等勢(shì)面的分布大致畫出電場(chǎng)線的分布；或是由電場(chǎng)線分布畫出等勢(shì)面的分布，以加深對(duì)本章知識(shí)的理解．

教學(xué)建議
　　對(duì)于兩個(gè)電勢(shì)不同的等勢(shì)面不能相交這一點(diǎn)，可以作為思考題目，讓學(xué)生自己進(jìn)行推導(dǎo)．另外可以讓學(xué)生采用類比的方法理解等勢(shì)面，對(duì)比重力勢(shì)能，對(duì)比等高線思考等勢(shì)面的意義，以及采用等勢(shì)面研究問(wèn)題的方便之處，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)新知識(shí)的自學(xué)能力，提高學(xué)生的分析、推理能力．
　　需要明確的是：等勢(shì)面是為了形象的描述電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)的分布情況而引入的，等勢(shì)點(diǎn)連接成等勢(shì)線，等勢(shì)線又組成等勢(shì)面，在這里點(diǎn)出：點(diǎn)——線——面，讓學(xué)生有這一理解過(guò)程，同時(shí)類比地理上的等高線、等高面，發(fā)揮空間想象力，在理解等勢(shì)面的有關(guān)特性時(shí)注重推理過(guò)程，讓學(xué)生展開討論，加深認(rèn)識(shí)．

 

教學(xué)設(shè)計(jì)示例

等勢(shì)面

一、課程設(shè)計(jì)

　　1、復(fù)習(xí)上一節(jié)的內(nèi)容，讓學(xué)生總結(jié)上一節(jié)的主要內(nèi)容．

　　2、引入新課

教師出示圖片：

　　提出問(wèn)題1：在點(diǎn)電荷形成電場(chǎng)中有A、B、C三點(diǎn)，若將單位正電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)做功為 ；把單位正電荷由B點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)做功為 ，如果 ，則A、B兩點(diǎn)有什么關(guān)系？單位正電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做功情況怎樣？

　　學(xué)生分析 ，教師總結(jié)：A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)相同．單位正電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力不做功．

教師講解：一般說(shuō)來(lái)，電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)不同，但電場(chǎng)中也有許多點(diǎn)的電勢(shì)相等．我們把電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面叫等勢(shì)面．

下面，我們從幾個(gè)方面認(rèn)識(shí)等勢(shì)面：

　�。�1）在同一等勢(shì)面上的任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功．

　　分析：因?yàn)榈葎?shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等，電荷在同一等勢(shì)面上各點(diǎn)具有相同的電勢(shì)能，所以在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷電勢(shì)能不變，即電場(chǎng)力不做功．

　�。�2）等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直，即跟場(chǎng)強(qiáng)的方向垂直．

　　分析：假如不是這樣，場(chǎng)強(qiáng)就有一個(gè)沿著等勢(shì)面的分量，這樣在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力就要做功．但這是不可能的，因?yàn)樵诘葎?shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等，沿著等勢(shì)面移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力是不做功的．所以場(chǎng)強(qiáng)一定跟等勢(shì)面垂直．

　�。�3）等勢(shì)面的排布：前面已經(jīng)指出，沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)越來(lái)越低．可見，電場(chǎng)線不但跟等勢(shì)面垂直，而且是由電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面．對(duì)比書中的圖片，類比等高線與等勢(shì)面．

　�。�4）幾種典型場(chǎng)的等勢(shì)面．

　　教師出示媒體課件：點(diǎn)電荷的等勢(shì)面演示：

　　有關(guān)圖片可以參考媒體資料．

　　（5）處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，它的表面是一個(gè)等勢(shì)面．

　　分析：因?yàn)閷?dǎo)體在靜電平衡狀態(tài)時(shí)內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，在導(dǎo)體的任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力所做的功為零，因此導(dǎo)體內(nèi)部各點(diǎn)電勢(shì)相等．

　　推論：地球是一個(gè)大導(dǎo)體，處于靜電平衡狀態(tài)的地球以及與它相連的導(dǎo)體是等勢(shì)體．實(shí)際上常取地球和與地球的昂兩的導(dǎo)體作為電勢(shì)的參考位置，認(rèn)為它們的電勢(shì)為零．

　　由于實(shí)際中測(cè)定電勢(shì)比測(cè)定電場(chǎng)要容易的多，因此常用等勢(shì)面來(lái)研究電場(chǎng)，即先描繪出等勢(shì)面的形狀和分布，再根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面之間的關(guān)系描繪出電場(chǎng)線的分布．

　　3、例題講解練習(xí)（參考典型例題）

　　4、教師總結(jié)：

　�。�1）為了形象的描述電場(chǎng)中各個(gè)點(diǎn)電勢(shì)的分布情況，由等勢(shì)面和電場(chǎng)的垂直關(guān)系，可以根據(jù)等勢(shì)面的分布情況知道電場(chǎng)的分布情況．

　　（2）有關(guān)等勢(shì)面的認(rèn)識(shí)需要注意：

　　A、在同一等勢(shì)面上移動(dòng)點(diǎn)電荷，電場(chǎng)力不做功；

　　B、電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直；

　　C、處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是等勢(shì)體，導(dǎo)體表面是等勢(shì)面；