物理09-14-山东理工职业学院.DOC

山东理工职业学院教案首页 2010~2011学年 第二学期 课程名称 物 理 任课教师 卢 成 飞 授课班级 机电09-1 机电09-2 授课时间 第 周 第 周 第 周 第 周 第 周 第 周 星期 星期 星期 星期 星期 星期 第 节 第 节 第 节 第 节 第 节 第 节 月 日 月 日 月 日 月 日 月 日 月 日 授课课题 5.1 电荷和库仑定律 5.2 电场和电场强度 5.3 高斯定理 教学目的 掌握电荷、电荷守恒定律、库仑定律、静电力叠加原理等内容及计算； 掌握电场和电场强度、电场强度叠加原理、电场强度的计算； 掌握电场线（电力线）、电场强度通量、高斯定理等内容及计算。 教学重点 库仑定律、电场强度的计算、高斯定理 教学难点 电场强度的计算、高斯定理 课前准备 备 注 山东理工职业学院教案纸 教学过程 教 学 内 容 教学方法 讲解新课 第五章 静电场 5.1 电荷和库仑定律 5.1.1 电荷 自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷。 电荷守恒定律：一个孤立系统的总电荷（即系统中所有正、负电荷之代数和）在任何物理过程中始终保持不变。 电荷量只能一份一份地取分立的、不连续的数值的性质，叫做电荷的量子化。 基本电荷e 5.1.2 库仑定律 在真空中，两个静止的点电荷q1和q2之间的相互作用力的方向沿着它们的连线，作用力的大小与电荷电荷量乘积成正比，与它们之间距离r的平方成反比，即 库仑力的方向：同种电荷为斥力；异种电荷为引力。 在国际单位制中，比例系数： 通常取近似值 真空电容率或真空介电常数： 库仑定律的常用形式： 例题5-1 5.1.3 静电力叠加原理 静电力是矢量，满足矢量运算法则。当真空中有两个以上的点电荷时，作用在某一点电荷的总静电力，等于其他个点电荷单独存在时对该点电荷所施静电力的矢量和。这就是静电力叠加原理。 5.2 电场和电场强度 5.2.1 电场 任何带电体的周围空间内都存在着一种特殊的物质，这种特殊叫做由该带电体所激发的电场；当另一个带电体处于该带电体所激 讲 解 山东理工职业学院教案纸 教学过程 教 学 内 容 教学方法 发的电场之中时，它就要受到所在处的电场力作用。换句话说，电荷与电荷之间是通过电场这种特殊物质而相互作用的。 电场的性质：（1）给电场中的带电体施以力的作用；（2）电场具有能量；（3）变化的电场以光速在空间传播，表明电场具有动量。 如果带电体相对于观察着所在的惯性参考系是静止的，那么在这带电体周围存在的电场称为静电场。对应的电场力（库仑力）就是静电力。 5.2.2 电场强度 把所测出的作用于该处试验电荷上的力F与q0 之比值F/q0，称为电场强度，即 电场强度是一个矢量，其大小等于位于该点的单位正电荷所受的力的大小：其方向与正电荷在该点所受电场力的方向一致，而与负电荷在该点所受电场力的方向相反。 电场强度的单位N/C（牛顿/库仑）或V/m（伏/米）。 点电荷的电场强度 5.2.3 电场强度叠加原理 各电荷对试验电荷的库仑力的合力 电场中任何一点的总电场强度等于各个点电荷在该点各自产生的电场强度的矢量和。 5.2.4 电场强度的计算 1、点电荷系的电场强度 例题5-2 2、任意带电体（连续带电体）电场中的电场强度 山东理工职业学院教案纸 教学过程 教 学 内 容 教学方法 例题5-3 例题5-4 5.3 高斯定理 5.3.1 电场线（电力线） 首先，规定电场线上任意一点 的切线给出该点电场强度E的方向，电场线上的箭头表示线上各点切线应取的正方向。 其次，电场线还能够表示处电场强度的大小 即：在电场中任一点处的电场线密度在数值上等于该点处电场强度的大小。 电场线的性质：（1）电场线起于正电荷，止于负电荷，电场线不闭合；（2）电场线的疏密表示电场的强弱；（3）电场线不能相交。 几种典型带电体周围的电场线，如图5-9所示。 5.3.2 电场强度通量 把穿过电场中任一点给定面积的电场线条数称为电场强度通量，用Φe表示。 在匀强电场中，电场强度通量为： 在非匀强电场中，电场强度通量为： 通过任意曲面S的电场强度通量： 通过任意闭合曲面S的电场强度通量：