等勢面

教學(xué)目標(biāo)

知識目標(biāo)

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

能力目標(biāo)

　　培養(yǎng)學(xué)生對知識的類比能力，以及對問題的分析、推理能力等等．

情感目標(biāo)

　　利用等勢面圖像的對稱美，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)知識的同時(shí)提高學(xué)生對美的感受力、和鑒別力．

 

教學(xué)建議

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

教學(xué)建議
　　對于兩個(gè)電勢不同的等勢面不能相交這一點(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面，對比重力勢能，對比等高線思考等勢面的意義，以及采用等勢面研究問題的方便之處，培養(yǎng)學(xué)生對新知識的自學(xué)能力，提高學(xué)生的分析、推理能力．
　　需要明確的是：等勢面是為了形象的描述電場中各點(diǎn)電勢的分布情況而引入的，等勢點(diǎn)連接成等勢線，等勢線又組成等勢面，在這里點(diǎn)出：點(diǎn)——線——面，讓學(xué)生有這一理解過程，同時(shí)類比地理上的等高線、等高面，發(fā)揮空間想象力，在理解等勢面的有關(guān)特性時(shí)注重推理過程，讓學(xué)生展開討論，加深認(rèn)識．

 

教學(xué)設(shè)計(jì)示例

等勢面

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：

　　提出問題1：在點(diǎn)電荷形成電場中有A、B、C三點(diǎn)，若將單位正電荷由A點(diǎn)移動到C點(diǎn)做功為 ；把單位正電荷由B點(diǎn)移動到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)移動到B點(diǎn)時(shí)，電場力做功情況怎樣？

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

教師講解：一般說來，電場中各點(diǎn)的電勢不同，但電場中也有許多點(diǎn)的電勢相等．我們把電場中電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成的面叫等勢面．

下面，我們從幾個(gè)方面認(rèn)識等勢面：

　　（1）在同一等勢面上的任意兩點(diǎn)間移動電荷，電場力不做功．

　　分析：因?yàn)榈葎菝嫔细鼽c(diǎn)電勢相等，電荷在同一等勢面上各點(diǎn)具有相同的電勢能，所以在同一等勢面上移動電荷電勢能不變，即電場力不做功．

　�。�2）等勢面一定跟電場線垂直，即跟場強(qiáng)的方向垂直．

　　分析：假如不是這樣，場強(qiáng)就有一個(gè)沿著等勢面的分量，這樣在等勢面上移動電荷時(shí)電場力就要做功．但這是不可能的，因?yàn)樵诘葎菝嫔细鼽c(diǎn)電勢相等，沿著等勢面移動電荷時(shí)電場力是不做功的．所以場強(qiáng)一定跟等勢面垂直．

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

　�。�4）幾種典型場的等勢面．

　　教師出示媒體課件：點(diǎn)電荷的等勢面演示：

　　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)等勢體，它的表面是一個(gè)等勢面．

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

　　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)體是等勢體．實(shí)際上常取地球和與地球的昂兩的導(dǎo)體作為電勢的參考位置，認(rèn)為它們的電勢為零．

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

　　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中各個(gè)點(diǎn)電勢的分布情況，由等勢面和電場的垂直關(guān)系，可以根據(jù)等勢面的分布情況知道電場的分布情況．

　�。�2）有關(guān)等勢面的認(rèn)識需要注意：

　　A、在同一等勢面上移動點(diǎn)電荷，電場力不做功；

　　B、電場線與等勢面垂直；

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