文档介绍：《大学物理学》教案
教学课题:§
选用教材:赵近芳.《大学物理学》(第3版).北京邮电大学出版社
教学指标
课题: §
课型: 新授课
课时: 1课时
教学目标:
,自行导出高斯定理
,并能简单运用
教学内容:
,对电通量概念的理解是导出高斯定理的前提与基础。
,是计算具有高度对称性静电场的强大理论工具。
,高斯定理内容的正确理解是准确运用高斯定理的保证。
教学重点: 高斯定理内容
教学难点: 高斯定理理解
教学方法与手段:知识点的推进遵从循序渐进、由表及里的原则。以多媒体教学为主要手段,辅以板书展示,利用详细语言讲授的方法,让学生通过眼、耳、大脑共同的感知,达到传授理论的目的。讲解过程结合适当练****达到具体、直观强化理论的目的。
教学过程:
(一)导入新课
前面我们已经开始了静电场部分的学****首先学****了库仑定律,我们知道了静止电荷周围存在静电场,并且用电场强度定量的描述电场的性质,还学****了电场的计算,由点电荷的电场,采用叠加原理计算各种带电体的电场分布。
我们本节课内继续研究静电场,进入本章第二节,电通量高斯定理,这两点就是本堂课的重点。我们将学****电通量的计算、导出高斯定理、并准确理解定理内容。
(二)讲授新课
§
一、电场线(ElectricFieldLines)
1、电场线
曲线上每一点的切线方向与该点电场方向一致
2、对电场线的规定:在电场中任意一点处,通过垂直于的单位面积的电场线的数目等于该点处的量值。
几种常见电场线分布图
3、电场线的性质:
切线为场强方向,密度为场强大小
起于正、止于负,不中断、不相交。
二、电通量(ElectricFlux)
:通过电场中任一给定面的电场线数称为通过该面的电通量。用表示。
均匀电场均匀电场
通过垂直面的电通量:通过倾斜面的电通量:
☆平面方向可以任意取定,一般确保
非均匀电场非均匀电场
通过曲面的电通量:通过闭合面的电通量:
☆闭合面的方向规定指向外侧,电场线出则,入则
:
例1:在均匀电场中有一立方形的闭合面,如图,已知,则通过该闭合面的电通量是多少?
解:
+为球心的完整球面的电通量。
解:
其中:
得:
讨论:
1)当球面半径大小变化,电通量如何变化?
2)当点电荷偏离圆心,电通量如何变化?
3)当球面变形成为不规则形状,电通量如何变化?
4)当点电荷圆外,电通量如何变化?
5)当球面内、外存在若干点电荷,电通量如何计算?
结论:任意闭合曲面的电通量等于其封闭的电荷代数和除以,与面外电荷无关
三、高斯定理(Gauss’Theory)
:通过真空中的静电场中任一闭合曲面的电通量等于包围在该闭合曲面内的电荷代数和的分之一,而与闭合曲面外的电荷无关。
:
1)“真空中”决定取真空介电常数
2)“闭合面”通常称为高斯面,为了利用高斯定理而设定的辅助面
3)“包围在该闭合面内的电荷”说明定理中不考虑面外电荷
4)“电荷代数和”指正电荷带正负号,并求和,对于带电体则
5)式中是闭合面各面元处的电场强度,是由全部(内外)电荷共同产生,而曲面的通量由曲面内的电荷决定。
,下列说法正确的是()
,说明曲面上各点的场强为零;
;
;
,且包围的电量为式中的。
答案:D
因为封闭电荷量为零,由高斯定理得电通量为零。
(三)小结
电场线:电场的直观形象描述
电通量:电场线“流量”研究
高斯定理:电场线“流量”与场源电荷关系
(四)作业<br****题集标准练****P29-1、2、3、4,P32-1
板书1:
点电荷的电场
幻灯片1
根据点电荷电场线图理解定义,