第六节 等势面
 
紫琅中学    陈元东
 
第六节    等势面
教学目的：
1、知道什么是等势面，理解在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。
2、知道电场力跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
3、知道处于静电平衡的导体是等势体，导体表面是等势面。
4、知道实际中常取地球或与地球相连的导体作为等势的参考位置，认为它们的电势为零。
教学重点：
知道什么是等势面，理解在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。
教学难点：
知道处于静电平衡的导体是等势体，导体表面是等势面。
教具：挂图
教学方法：启发式综合教学法
教学过程：
引入：
上节课学习了电势和电势差的概念，明确了一个具体的电场可以用各点的电势来描述。用电势和电势差来描述具有容易计算、容易测量等优点，但简单地描述空间各点的电势常常不能使我们对电场的整体特点有一个直观的认识。因此，在电场中又引入了等势面这个概念来帮助我们形象地认识电场中各点的电势分布情况。这节课，我们就来学习有关“等势面”的知识。
授新：
一、等势面：
概念：电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面
二、等势面的形状：
提问：请同学们根据等势面的概念想象点电荷形成的电场中等势面会是什么形状。
在黑板上画出一点电荷形成电场的电场线。
引导学生思考：从无穷远往点电荷处搬运电荷做功相同的点应分布以点电荷为球心的同心球面上。由此得出点电荷形成电场的等势面的形状
引导学生共同观察课本上的图14-30。并形象地与等高线相类比。在此基础上，与同学们共同观察课本图14-31、图14-32及图14-33得出两个点电荷形成的电场及匀强电场中等势面的形状和特点。
请同学们在回忆刚才所学等势面定义的基础上回答问题：等势面上两点间的电势差是多少？沿等势面移动电荷时，电场力做功情况如何？在此基础上，与同学们一起总结出等势面的第一条性质。
三、等势面的性质
1、沿等势面移动电荷时，电场力不做功；
提出问题：由电场力做功的定义式：W=E·q·s·cosα，电荷在电场中怎样移动时，电场力对电荷不做功？从而引导学生得出等势面与电场线垂直的结论。
2、电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
演示：出示各种不同电场中的电场线及等势面形状的挂图。
提出问题：在各种不同的电场中，我们发现它们的等势面有一个共同的特点，就是任意两个电势不同的等势面都没有相交，那么，请同学们思考：是不是所有电场中的等势都符合这个特点呢？在引导同学们得出肯定的答案，否则的话，交点处会出现两个电势值。
3、任意两个电势不等的等势面不能相交。
再进一步将等高线进行类比，指出根据等高线可以判断地形特点，得用等势面可以形象地描述电场能的性质。
四、等势面的用途：
利用等势面可以形象地描述电场能的性质。
在黑板上画出两个匀强电场，由此得出等差等势面的概念，并且进一步分析得出：等差等势面面越密的地方，电场强度越大的结论。
最后，再引导同学们得用今天所学等势面的知识分析处在静电平衡状态下的导体电荷都静止地分布于外表面，处平平衡状态，没有电场力对其做功。因此，整个导体是个等势体，导体表面是个等势面。
引导学生共同观察课本图14-34带电导体周围的等势面和电场线形状。
五、处于静电平衡的导体的特点——整个导体（包括表面）是一个等势体。
巩固练习：
关于等势面的叙述，正确的是：
A、在同一等势面上移动电荷时，一定不受电场力，所以电场力做功为零 。
B、等势面一定跟电场线垂直，即跟场强的方向垂直。
C、匀强电场的等势面是垂直电场线的一族平面。
D、点电荷电场的等势面是以点电荷为球心的一族平面。
小结：
作业：复习本节内容。
　　　　练习五
板书设计：
第六节    等势面
一、等势面：
概念：电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面
二、等势面的形状：
三、等势面的性质
1、沿等势面移动电荷时，电场力不做功；
2、电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
3、任意两个电势不等的等势面不能相交。
四、等势面的用途：
利用等势面可以形象地描述电场能的性质。
五、处于静电平衡的导体的特点——整个导体（包括表面）是一个等势体。
教学效果分析：
 
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