选修31课标解读.docx

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选修31课标解读

人教版高中物理（选修3-1）

第一章          电场

内容标准

了解静电现象及其在生活和生产中的应用。

用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。

具体要求

·能够举出静电现象的实例，并能识别静电现象。

·说出静电现象在生活和生产中有哪些应用。

例如，通过查阅资料、阅读说明书、观察实物等方式，了解避雷针、静电除尘器、静电复印机、激光打印机等设施的基本原理。

·列举静电现象在生活和生产中有哪些危害及防止静电危害的措施。

例如：

在可燃气体环境中静电可能造成的危害以及常见的预防措施。

·会用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。

内容标准

知道点电荷，体会科学研究中的理想模型方法。

知道两个点电荷间相互作用的规律。

通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性与统一性。

具体要求

·知道点电荷，知道理想化模型是在研究问题时为使研究问题简化，忽略次要因素、抓住主要因素进行分析研究的科学方法。

·知道带电体在什么情况下可以视为点电荷，例如，能通过实例说明点电荷不一定是很小的带电体，很小的带电体不一定能够看成点电荷。

·知道两个点电荷间相互作用的规律遵从库仑定律，明确库仑定律的表达式及成立的条件。

·通过库仑定律与万有引力定律两个平方反比定律的比较，明确数学表达式的相似性及物理意义的不同，体会自然规律的多样性与统一性。

内容标准

了解静电场，初步了解场是物质存在的形式之一。

理解电场强度。

会用电场线描述电场。

具体要求

·了解静电场，了解场是一种物质，场和实物是物质存在的两种不同形式。

电场存在于电荷周围，电荷就是通过电场这种物质间接的对另一电荷施加静电力的作用的。

·理解电场强度，会计算电场强度。

·知道电场线的物理意义。

会用电场线描述电场的强弱和方向，了解点电荷电场线、匀强电场电场线的分布特征。

内容标准

知道电势能、电势，理解电势差。

了解电势差与电场强度的关系。

具体要求

·知道电势能，知道电势能的相对性。

·知道电势，知道电势的相对性，能根据电场线或正、负电荷的电势能判断两点电势的高低。

·理解电势差，明确电势差与电势零点的选择无关。

·理解电势差与电场力做功的关系，会计算电势差。

·了解匀强电场中电势差与电场强度的关系。

内容标准

观察常见电容器的构造，了解电容器的电容。

举例说明电容器在技术中的应用。

具体要求

·了解常见电容器的构造。

例如：

聚苯乙烯电容器、电解电容器、可变电容器等。

·知道电容的物理意义。

了解影响电容器电容的因素。

了解影响平行板电容器电容大小的因素。

了解电容器的工作电压和击穿电压的意义。

·了解电容器在技术上应用的实例。

例如，结合电容器的特性，了解电容器在照相机闪光灯中的作用。

§1.1电荷及其守恒定律

一、课标及其解读

1、了解摩擦起电和感应起电，知道元电荷（①知道自然界存在两种电荷。

同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；②了解摩擦起电、感应起电，能从物质微观结构的角度认识物体带电的本质；③知道元电荷、电荷量的概念，知道电荷量不连续变化。

）

2、用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象（①知道电荷守恒定律；②应掌握完全相同的两个带电金属球相互接触后，电荷间的分配关系。

）

3、了解静电现象及其在生产、生活中的应用（如静电喷涂、静电复印、经典植绒、静电除尘等。

）

二、教学重点

从物质微观结构的角度认识物体带电的本质。

三、教学难点

起电的本质

四、教学易错点

1、在静电感应现象中，金属导体内移动的是电子，而不是质子；

2、元电荷是电荷量，并不是某个实体电荷；

3、电荷量是不连续的，电荷的正负表示其带电性质。

五、教学疑点

1、对起电方式及实质的理解（①对物质内部微观结构分析，说明部分物质内部电子可以自由移动；②电荷守恒，说明起电的实质不是新电荷的产生。

）

2、电中性的解释，加深学生对起电的理解。

六、教学资源

（一）教材中重视的问题

1、关于静电现象方面的知识，初中已有介绍，而高中则更侧重于从物质微观结构的角度去认识物体带电的本质，如教材中提到的导体与绝缘体；

2、能用静电现象解释生活中的现象（如课本P5第1题）。

（二）教材中重要的思想方法

1、各种守恒定律是物理学的基本规律，本节进一步突出守恒的思想；

2、培养学生对实验现象进行归纳、总结的能力，教材中各种实验现象均未给出具体的结论，这就要求教学中要渗透科学探究的思想方法。

七：

参考习题

【

例1】如图所示，a，b，c，d为四个带电小球，两球之间的作用分别为a吸d，b斥c，c斥a，d吸b，则（）

A．仅有两个小球带同种电荷

B．仅有三个小球带同种电荷

C．c，d小球带同种电荷

D．c，d小球带异种电荷

【例2】有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电量QA=-6.4×10-9C，QB=-3.2×10-9C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？

【例3】如图所示，不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔。

当枕形导体的A端靠近一带电导体C时（）

A．A端金箔张开，B端金箔闭合

B．用手触摸枕形导体后，A端金箔仍张开，B端金箔闭合

C．用手触摸枕形导体后，将手和C都移走，两对金箔均张开

D．选项A中两对金箔分别带异种电荷，选项C中两对金箔带同种电荷

§1.2库仑定律

一、教学要求

1、知道点电荷，体会科学探究中的理想模型方法（①了解点电荷；②明确点电荷是个理想模型及把物体看成点电荷的条件；③体会理想化物体模型在科学研究中的作用与意义。

）

2、知道两个点电荷间的相互作用规律（①通过实验,探究影响电荷间相互作用力的因素,了解库仑定律的建立过程；②知道两个点电荷相互作用的规律（库仑定律及其适用条件）；③能用数学知识解决库仑定律中存在的极值问题。

）

3、通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性与统一性。

二、教学重点

库仑定律

三、教学难点

实验探究电荷间相互作用力的因素，库仑定律的建立过程。

四、教学易错点

1、将库仑定律应用于非点电荷；

2、完全相同的两个金属带电球接触后，应先中和再平分；

3、库仑定律中的极值问题。

五、教学疑点

1、实验探究的方法；

2、库仑实验中解决电荷定量的思想方法；

3、带电体简化为点电荷的条件（类比于质点）；

4、库仑定律的适用条件，计算方法类比于万有引力（区别）。

六、教学资源

（一）教材中重视的问题

1、完全相同的金属球接触后电荷分配问题（如P11

（1）），帮助学生了解库仑实验中巧取不同电荷的方法，训练学生的理性思维；

2、通过原子核内核子作用力的计算，使学生对微观粒子有更深的理解和认识（如课本例1）；

3、库仑定律的具体应用，注重与力学的结合，注意矢量法则（如例题2，习题5）。

（二）教材中的思想方法

1、将库仑定律与万有引力相类比，体现自然界物质规律的和谐与统一；

2、体验理想模型的研究方法；

3、通过对库仑定律的历史背景学习，体会科学定律的建立除了实验事实外，还需推理创新及在此基础上的猜想。

七：

参考习题

1、关于点电荷的下列说法中正确的是：

A.真正的点电荷是不存在的．

B.点电荷是一种理想模型．

C.足够小的电荷就是点电荷．

D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计

2、三个相同的金属小球a、b和c，原来c不带电，而a和b带等量异种电荷，相隔一定距离放置，a、b之间的静电力为F。

现将c球分别与a、b接触后拿开，则a、b之间的静电力将变为（）。

A．F/2B．F/4

C．F/8D．3F/8

3、两个半径为0.3m的金属球，球心相距1.0m放置，当他们都带1.5×10−5C的正电时，相互作用力为F1，当它们分别带+1.5×10−5C和−1.5×10−5C的电量时，相互作用力为F2,则（）

A．F1=F2B．F1＜F2C．F1＞F2D．无法判断

§1.3电场强度

一、课标及其解读

1、了解静电场，初步了解场是物质存在的形式之一（①知道电荷间的相互作用是通过电场发生的；②场与实物是物质存在的两种不同形式。

）

2、理解电场强度（①体会用比值定义物理量的方法；②理解电场强度的定义式、单位、方向；③根据电场强度的定义式进行有关计算；④认识匀强电场，点电荷的电场，能推导点电荷的电场强度公式，并进行有关计算；⑤了解电场的叠加原理（电场的叠加只限于两个电场强度叠加的情形。

）

3、会用电场线描述电场（①知道电场线的定义和特点；②会用电场线描述电场强度的大小和方向；③经历用实验的方法模拟电场的过程，了解几种典型的电场线分布。

）

二、教学重点

电场强度的理解

三、教学难点

几种典型电场的电场线分布情况。

四、教学易错点

1、对电场的客观性理解不够，误认为E与F成正比，与q成反比；

2、将点电荷的电场强度公式E=Kq/R2应用到其它电荷；

3、电场强度的方向；

4、电荷在电场中运动轨迹问题（认为沿着电场线或与电场线重合）；

5、对几种典型电场的电场线分布情况不清；

6、对“电场线是假想的，实际并不存在”的理解不够。

五、教学疑点

几种典型电场的电场线分布和电场强度。

六、教材资源

（一）教材中重视的问题

1、对电场强度的理解及利用定义式进行相关计算（P16）；

2、电场强度的矢量叠加问题（课本P177）这种训练为今后与力学知识综合运用，夯实基础；

3、电场中电荷运动轨迹问题（课本P174）；

4、利用电场线分布情况判断电场强弱（课本P175）；

5、力平衡问题。

（二）教材中重要的思想方法

1、用比值定义物理量的方法；

2、通过电场线的教学，使学生感悟用虚拟的图线描述抽象的物理概念的做法，是科学研究中一种重要的思想方法。

教学活动

（一）复习引入

1、什么是点电荷？

2、电荷相互作用有什么规律？

（二）新课学习

一起回顾一下上节课的实验

问题1电荷间的相互作用力是怎么产生的呢？

学生猜测，讨论，回答．（有同学提出是电场的存在）

思考题：

１、电场看不见，又摸不着，我们怎样去认识它、研究它呢？

学生讨论回答，老师给以引导。

电场的基本特征是能对处在其中的电荷有力的作用，我们可以从电场对电荷的力的效应来研究电场的性质。

（与磁场类比）初中我们是怎么感受磁场的存在的呢？

在磁场中放入小磁针．

我们也可在电场中放入一个类似于小磁针的物体，我们称它为试探电荷，而产生电场的那个电荷称为场源电荷．．

2、什么是场源电荷，什么是试探电荷

Flash演示试探电荷在电场中不同位置的受力情况,引入下一个问题,电场强弱.

我们先找到形成电场的场源电荷Q，又引入一个试探电荷q，q必须很小，可看成点电荷。

而且q电量也少，不影响源电荷Q的电场。

大家观看演示，好，同一电荷q在源电荷Q附近，不同位置处，静止时受力有何特点？

大小一般不同

我们刚才实验看到的现象也说明了这一点.这又反映了什么呢?

电场不同位置强弱不同

这说明电场不同位置对放入其中的点电荷产生作用力的性质的强弱不同。

问题2如何表示一个电场不同位置的强弱呢？

学生讨论发言，鼓励同学大胆猜想。

刚才，试探电荷q在不同位置受力不同，那么是否电场力就可用来表示电场的强弱呢？

学生讨论并说明理由。

老师创造情境学生分析。

（1）如果在同一位置引入不同电量的试探电荷，电场力有什么特点。

在距场源Q为r处，分别测试q、2q，所受电场力分别为F，2F，可见同一位置不同电荷受力却不等。

显然不能用试探电荷受的力的大小表示电场。

是什么使其受力不同呢？

在这个模型中，唯一发生变化的是不影响电场的试探电荷。

同时我们发现，尽管试探电荷不同，电场力不同，但F/q=2F/2q，对电场中的同一位置，比值

相等，它反映了什么呢？

怎么不因试探电荷q电量及受力F大小的影响？

情境

（2）请比较A,B两点的电场强弱q1=1×10-16C，q2=2×10-16C

F1=3×10-4C，F2=4×10-4C。

学生计算比较

（类比）上学期，我们接触过速度这个概念，要比较两位同学谁跑得快怎么看

乙，看s/t，表示单位时间的位移,从而表示物体运动的快慢

（类比）对于电场中的A，B两点，我们也用F/q,表示单位电荷量受到的电场力从而表示电场的强弱。

用字母E表示，即E=

。

单位：

N/C。

在物理学中，常常用比值定义物理量，用来表示研究对象的某种性质。

请大家课后总结一下你所学过的用比值法定义的几个物理量。

能不能说电场强度E和试探电荷所受电场力成正比，与试探电荷的电量q成反比？

电场强度E与试探电荷有关吗？

看一实例。

例：

真空中有一个场源电荷Q=1.0×10-8C，在距离它20cm的A点先后分别放入三个试探电荷q1，q2，q3，请分别计算：

a、若q1=1.6×10-18C，则该点电场强度大小是多少?

b、若q2=3.2×10-18C，则该点电场强度大小是多少?

c、若q1=-1×10-17C，则该点电场强度大小是多少?

（几个学习小组将计算结果作对比，得出结论）

若在该点不放试探电荷，则该点的电场强度大小又是多少呢?

学生总结：

电场强度反映的是电场本身的性质，与放入的试探电荷无关，由电场本身决定。

问：

电场强度有方向吗？

怎么确定它的方向？

规定正电荷在电场某点受力方向即该点电场（强度）的方向，若试探电荷是负电荷，则受力方向正好是该点处电场强度的反方向。

物理意义是什么呢？

表示各点的电场强弱。

点电荷是最简单的场源电荷,

问题3真空中点电荷的电场强度如何？

利用电场强度定义及库仑定律推导正点电荷Q产生的电场中在r处某点电场强度。

学生推导后，E=

这个表达式也从另一角度反映了电场强度E与试探电荷无关，只取决于场源电荷带电量的多少及在距离场源电荷的位置。

例如果以Q为中心，r为半径画一个圆，则球面上各点的电场强度有什么特点？

问题4:

如果场源电荷不止是一个点电荷，那么如何求电场中某点合场强？

与力的合成类比，得出结论，电场叠加原理，平行四边形定则。

例：

如图所示，真空中有两个点电荷Q1=+3.0×10-8C和Q2=-3.0×10-8C，

它们相距0.1m，A点与上述两个点电荷的距离r相等，且r=0.1m。

求：

a、电场中A点的场强；

b、在A点放入电量q=-1×10-6C，求它受的电场力的大小。

思考与讨论：

两类常见的电场

①等量同种点电荷中垂线的场强②等量异种点电荷中垂线的场强

在中垂线上场强变化规律如何？

学生思考讨论。

上图中，在正电荷周围电场中画了很多场强矢量，从这个图上我们可以很方便地了解正电荷周围各点的电场分布情况，但它还不是最好的，因为电场中有无数个点，我们不能画出无数个矢量，法拉第为我们提供了一种很好的方法，就是用电场线来形象地描述电场

电场线在每一点的切线方向表示该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的大小。

（用计算机展示几种典型电场线的分布图，并介绍它们的特点）

问：

根据我们所看到的几种电场线，谁能归纳一下电场线的方向有什么特点？

教师归纳：

电场线总是从正电荷出发，终止于负电荷或无穷远，如果只有负电荷，则电场线来自无穷远，终止于负电荷。

问：

任意两条电场线都不会相交，这是为什么？

教师归纳：

如果相交，则交点就会有两个切线方向，而同一点场强的大小和方向是唯一的。

实验模拟以上几种典型的电场线。

归纳：

大家要特别注意一个问题：

我们虽然可以用实验模拟电场线的分布，但是，电场线并不是电场中真实存在的曲线，它只是我们为了形象地描述电场而引入的。

大家知道，法拉第首先提出了电场，并用电场线形象地描述电场的分布，这在物理学中是非常重要的。

虽然法拉第当时认为电场线是真实的曲线，这是不对的，但是，法拉第的场线思想却是非常宝贵的。

用场线来形象地描绘矢量场的分布这种方法一直被普遍地采用着。

小结：

（投影片）

电场是电荷周围客观存在的一种物质，它“看不见”、“摸不着”，我们是怎么认识它的呢？

根据电场和其它物质的相互作用来认识电场的。

为此我们引入了检验电荷，用检验电荷是否受到电场力来判断电场是否存在；又用检验电荷受到的电场力与它的电量的比值即电场强度来定量描述电场的性质。

用电场线形象地描述电场的分布。

七：

参考习题

1．关于电场强度，下列说法正确的是:

A．E=F/q，若q减半，则该处的场强变为原来的2倍

B．E=kQ/r2中，E与Q成正比，而与r平方成反比

C．在以一个点电荷为球心，r为半径的球面上，各点的场强均相同

D．电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向

2．在下列两图中分别标出正负场源电荷在A，B，C，D四点产生的电场强度方向。

·

·

3．如图，Q1>Q2定性分析：

①将一正试探电荷q放在何处，其所受合力为零?

②若q电量变为2q，放在该位置所受合力为零吗?

③将一负试探电荷放在该处，其所受合力还为零?

§1.4电势能电势

一、课标及其解读

1、知道电势能（①经历电势能概念建立的过程，了解电场力做功的特点；②认识电势能的相对性；③知道电场做功与电势能改变的关系。

）

2、知道电势（①了解电势的定义方法及其定义式；②知道等势面的定义；③知道电场线一定垂直于等势面；④了解几种典型电场的等势面的形状与特点。

）

二、教学重点

电势的概念、电势能变化与电场力做功的关系

三、教学难点

电势、电势能概念的建立

四、教学易错点

1、不能把电势能的变化与电场力做功相联系；

2、正负电荷在电场中移动，电势能的变化情况分析。

五、教材疑点

1、建立电势能、电势的概念；

2、等势面与电场线垂直的阐述方法——反证法；

3、电场力做功与路径无关的证明方法；

4、电场中的电势由电场本身决定，与试探电荷无关；

5、零电势点。

六、教材资源

（一）教材中重要问题：

1、对电势及电势能的定义理解（课本P221）；

2、通过实验探究电荷在电场中的静电力做功，判断电荷电势能的变化；

3、通过电场线或等势面的分布情况，来判断静电力做功和描绘电场线（课本P223、7）；

4、将电场与重力场类比，培养学生的知识迁移能力（课本P224）。

（二）教材中思想方法

1、类比法；

2、比值的定义方法。

§1.5电势差

一、教学要求

理解电势差（①理解电势差的概念，知道电势差与电势零点的选择无关；②掌握两点间电势差的表达公式，知道两点之间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系，能进行有关计算；③知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差之间的关系，会应用静电力做功的公式进行相关计算；④了解电势差、电势、电势能之间的区别和联系。

）

二、教学重点

静电力做功公式WAB=qUAB的推导和具体应用。

三、教学难点

静电力做功公式中正负号的应用与正负号的理意义。

四、教学易错点

1、忽略电势差的正负，平时不注重顺序UAB=φA－φB；

2、利用WAB=qUAB求功时，可以把q、UAB的正负号直接代入求出功的正负，也可代绝对值，根据具体情况确定正负功；

3、电场力做功与电势能的对应关系WAB=EPA－EPB。

五、教学疑点

WAB=qUAB的推导；电势差的绝对性

六、教学资源

（一）教材中特别重视的问题：

认识静电力做功与电势差关系，理解WAB、q、UAB三个物理量正负的应用，如书本P17例1是一个很好的例题。

（二）教材中思想方法

本节由电势概念为起点，再次用类比的方法，把电势差与高度差相类比引入。

七：

参考习题

1、将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则

（1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？

（2）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？

（3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？

2、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的功，那么（）

A．电荷在B处时将具有5×10－6J的电势能

B．电荷在B处将具有5×10－6J的动能

C．电荷的电势能减少了5×10－6J

D．电荷的动能增加了5×10－6J

3、如图1所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是（）

A．把正电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少

B．把正电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加

C．把负电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能增加

D．从a到b电势逐渐降低

4、有关电场中某点的电势，下列说法中正确的是（）

A、由放在该点的电荷所具有的电势能的多少决定

B、由放在该点的电荷的电量多少来决定

C、与放在该点的电荷的正负有关

D、是电场本身的属性，与放入该点的电荷情况无关

§1.6电势差与电场强度的关系

一、课标及其解读

认识匀强电场中电势差与电场强度的关系，进行有关简单计算（①理解匀强电场中电势差与电场强度的定性、定量关系，对公式U=Ed要知道推导过程；②正确理解公式的意义、适用条件及公式中d、U的准确含义；③能熟练应用U=Ed解决问题。

）

二、教学重点

正确理解和运用公式U=Ed进行有关计算，解决实际问题（电场强度描述的是电场力的性质，电势差描述的是电场能的性质，它们是从不同的角度描述同一对象，必然存在一定的关系，我们也只有把握这个关系，对电场才能有一个较全面的认识，所以本节内容是前面几节的拓展和延伸，是对前面知识的升华和补充，对这个公式的理解和应用，理所当然地成为本节的重点。

）

三、教学难点

正确理解公式的适用条件及公式中d、U的准确含义（①只有在匀强电场中，这个公式才能适用；②d是两点间在电场强度方向上的距离，U是所对应的两点间的电势差。

）

四、教学易错点

1、不看公式适用条件，盲目代公式（不是匀强电场的，有的同学也用它来计算。

）

2、不理解d的准确含义，就用两点间的距离代入计算；

3、不理解U的准确含义，就用两极板间的电势差代入计算。

五、教材疑点

课本在27页的说一说栏目中提到静电平衡问题，应该适当补充静电平衡、静电平衡状态下导体的有关知识。

六、教材资源

（一）教材中重视的问题：

静电平衡问题（课本27页的说一说栏目中提到）。

（二）思想方法：

类比法，讨论电势差与电场强度关系时，可以举例说明从山顶上从坡度不同的两个方向下到同一水平面，坡度陡的方向，单位长度的水平方向上高度下降大，即高度下降快，再讲匀强电场中，沿不同方向，电势下降差值都相同时，沿电场线方向距离最小，即电势降落最快。

七：

参考习题

如图，在匀强电场中的M、N两点距离为2cm，两点间的电势差为5V，M、N连线与场强方向成60°角，则此电场的电场强度多大？

2、如图所示，在场强为E＝4.0×103N/C的匀强电场中有相距5.cm的A、B两点，两点连线与电场强度成30°角。

求A、B两点间的电势差。

§1.7电容器与电容

一、课标及其解读

1、观察常见电容器的结构（知道电容器的结构、分类及相关电容器的特点，特别是电解电容器的使用、电容器的工作电压与击穿电压的关系）；

2、了解电容器的电容（①知道电容器充电就是把电能储存起来，放电过程就是电场能转化为其他形式的能的过程；②经历影响平行板电容器电容因素的实验探究过程，知道决定平行板电容器