广东工业大学：《大学物理》课程教学资源（教案讲义）06 静电场

大学物理课程教案(36) 授课类型理论课 授课时问2拉 一、授课题目（教学章节或主题）： 第十三章真空中的静电场 第1节电荷 第2节真空中的库仑定律 第3节电场 二、本授课单元教学目标或要求 算握库仑定律的内容，拿握电场强度的概老，能用积分法求解带电体周围的电场分有。 三、本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，引导学生解决重点难点的方法、例题等）刀 基本内容： 第1节电荷 1、两种电荷，正电荷和负电贺荷 2、电荷守恒定律 电荷不能创生，也不能清灭，具能从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分移到另一部 分总电荷不变. 3、电荷量子化 物体带的电量g不能连续取值，只能是某基本电量（电子电量？）的整数倍。 g=ne n=±l土2，±3.…e=1.6×10"C 13.2真空中的库仑定律 1、点电背 实际带电体的理想化模型，具有带电体的全部电量，1无形状和大小。 2、库仓定律 F=k944F=194F 40r ·库仑定律贝适用于点电荷，库仑力满足矢量叠加原理。 133电场 1、电场 电场是一种物质，具有质量、能量和动量：电荷之间的相互作用通过电场来透行。 2、电场强度 定义式： E-F 46是试验电荷，电场强度的单位NC或Vm. 即：电场中某点的电场强度，等于位于该点处的单位试验电背所受的力，其方向为正电荷受力方向， 2

2 大学物理 课程教案（36） 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、授课题目（教学章节或主题）： 第十三章 真空中的静电场 第1节 电荷 第2节 真空中的库仑定律 第3节 电场 二、本授课单元教学目标或要求： 掌握库仑定律的内容，掌握电场强度的概念，能用积分法求解带电体周围的电场分布。 三、本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，引导学生解决重点难点的方法、例题等）： 基本内容： 第 1 节 电荷 1、两种电荷：正电荷和负电贺荷 2、电荷守恒定律 电荷不能创生,也不能消灭,只能从一个物体转移到另一个物体; 或从物体的一部分移到另一部 分,总电荷不变。 3、电荷量子化 物体带的电量 q 不能连续取值，只能是某基本电量（电子电量 e ）的整数倍。 q  ne n  1,  2, 3,  e = 1.6×10-19 C 13.2 真空中的库仑定律 1、点电荷 实际带电体的理想化模型，具有带电体的全部电量，但无形状和大小。 2、库仑定律 r r q q r r q q F k    3 1 2 0 3 1 2 4 1    ·库仑定律只适用于点电荷，库仑力满足矢量叠加原理。 13.3 电 场 1、电场 电场是一种物质，具有质量、能量和动量；电荷之间的相互作用通过电场来进行。 2、 电场强度 定义式： q0 F E    0 q 是试验电荷，电场强度的单位 N/C 或 V/m。 即：电场中某点的电场强度，等于位于该点处的单位试验电荷所受的力，其方向为正电荷受力方向

3、电场强度的计算 (1)点电荷的场强 E=19 4m。r q》0.E与F月方向，q(0,E与F反方向. (2)点电荷系的场强（场强叠加原理） E-EE- 14元 4。 即：点电荷系在空间某点产生的场强等于各点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。 举例：计算电偶授子在其中联线上F处一点的电场强度 (3)电背连续分布的带电体的场强 =亭 上述积分是矢量积分，一般不易计算：实际中是建立坐标，肥E变成标量再积分。 举例：①带电线段延长线上一点的场强：②带电圆环轴线上一点场强 教学重点：库仑定律，电场强度的定义和场强的叠加星理。电场的计算。 数学难点：电场强度的计算。尤其积分法求解替电体周围的电场分布。 引导学生解决重点难点的方法：利用多媒体演示电场的性质，展示不同带电体周围的电场分 布，积分法求电场部分通过分析例思使学生草据。 数学重点：算班库仑定律的内容，拿强电场强度的概念，修用积分法求解带电体成围的电场 分布。 教学难点：掌据库仑定律的内容，拿振电场强度的概念，能用积分法求解带电体周围的电场 分布。 引导学生解决重点难点的方法：利用多媒体演示电场的性质，展示不同带电体周围的电场分 布，积分法求电场部分通过分析例题使学生草握。 四、本授裸单元教学手段与方法 利用多媒体滴示电场的性质，展示不同带电体周围的电场分布。积分法求电场都分则利用板书。 五、本授课单元思考题、讨论题、作业： 思考题：为什么检验电荷要做到两小，体积小，电量小？ 作业汇编Pa20、3引 六、本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）力 参考书，1，《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著，大学基健物理学，清华大学出版社，2003： 3、程守沫江之水编，普通物理学，高等教有出版社，19羽5： 4、《College Physics》 3

3 3、电场强度的计算 （1）点电荷的场强 r r q E   3 4 0 1   q > 0, E  与 r  同方向，q < 0， E  与 r  反方向。 （2）点电荷系的场强（场强叠加原理） i i i i r r q E E    3 4 0 1      即：点电荷系在空间某点产生的场强等于各点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。 举例：计算电偶极子在其中垂线上 r 处一点的电场强度 （3）电荷连续分布的带电体的场强 r r dq E dE V        3 4 0 1  上述积分是矢量积分，一般不易计算；实际中是建立坐标，把 dE  变成标量再积分。 举例：① 带电线段延长线上一点的场强；② 带电圆环轴线上一点场强 教学重点：库仑定律，电场强度的定义和场强的叠加原理，电场的计算。 教学难点：电场强度的计算，尤其积分法求解带电体周围的电场分布。 引导学生解决重点难点的方法：利用多媒体演示电场的性质，展示不同带电体周围的电场分 布，积分法求电场部分通过分析例题使学生掌握。 教学重点：掌握库仑定律的内容，掌握电场强度的概念，能用积分法求解带电体周围的电场 分布。 教学难点：掌握库仑定律的内容，掌握电场强度的概念，能用积分法求解带电体周围的电场 分布。 引导学生解决重点难点的方法：利用多媒体演示电场的性质，展示不同带电体周围的电场分 布，积分法求电场部分通过分析例题使学生掌握。 四、本授课单元教学手段与方法： 利用多媒体演示电场的性质，展示不同带电体周围的电场分布，积分法求电场部分则利用板书。 五、本授课单元思考题、讨论题、作业： 思考题：为什么检验电荷要做到两小：体积小、电量小？ 作业：汇编 P88 20、31 六、本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）： 参考书：1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003； 3、程守洙 江之永编, 普通物理学，高等教育出版社，1995； 4、《College Physics》

大学物理课程教案(37) 授课类型理论课 授课时间2节 一、授课题目（教学章节成主想）1 第4节真空中的高斯定理 二、本授裸单元教学日标或要求： 拿握高斯定理的内容，拿握电通量的概念，能用高斯定理求解带电体周围的电场分布。 三、本授课单元数学内容（包括基本内容，重点、准点，引导学生解决重点难点的方法、例愿等）： 蒸本内容： 13.4真空中的高斯定理 1、电场战 规定：1)由线上每一点的切线方向为谈点电场的方向： 2)通过兵直于电场方向单位面积电场线数为该点电场强度的大小 特点：1)始于正电荷.止于舞电荷（或米自无穷送，去向无穷远）. 2)电场线不相交 3)静电场的电场线不闭合. 2、电通量 柔直通过电场中某一面积的电场线的条数叫通过该面积的电通量， (1)均匀电场通过一平面S的电通量 中.=BSc0s日 (2)任意电场通过任意雲面3的电通量 D,-帅-[E-[Ecos0dS 3、高斯定理 在真空中，通过任一闭合曲面的电场强度通量.等于该曲面所包围的电荷的代数和除以。· fE8=Σq 4、高斯定理的应用 应用高斯定理求电场的条作：电场《电背》分海有一定对称性 应用高斯定理求电场的步露： 1)分析对你性： 2)根据对称性选择合适的高斯面 3)应用高斯定理计算 举例：①求均匀带电球壳的电场分布：一半径为R。均匀蒂电Q的薄球壳，求球壳内外任意点 的电场强度E

4 大学物理 课程教案（37） 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、授课题目（教学章节或主题）： 第 4 节 真空中的高斯定理 二、本授课单元教学目标或要求： 掌握高斯定理的内容，掌握电通量的概念，能用高斯定理求解带电体周围的电场分布。 三、本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，引导学生解决重点难点的方法、例题等）： 基本内容： 13.4 真空中的高斯定理 1、电场线 规定：1） 曲线上每一点的切线方向为该点电场的方向； 2） 通过垂直于电场方向单位面积电场线数为该点电场强度的大小. 特点：1） 始于正电荷,止于负电荷(或来自无穷远,去向无穷远). 2） 电场线不相交. 3） 静电场的电场线不闭合. 2、电通量 垂直通过电场中某一面积的电场线的条数叫通过该面积的电通量。 （1）均匀电场通过一平面 S 的电通量 e  ES cos （2）任意电场通过任意渠面 S 的电通量 d E dS E dS S S S e cos            3、高斯定理 在真空中,通过任一闭合曲面的电场强度通量,等于该曲面所包围的电荷的代数和除以 0  . i S E  dS  q  0 1    4、高斯定理的应用 应用高斯定理求电场的条件：电场（电荷）分布有一定对称性 应用高斯定理求电场的步骤： 1）分析对称性； 2）根据对称性选择合适的高斯面； 3）应用高斯定理计算. 举例：① 求均匀带电球壳的电场分布：一半径为 R , 均匀带电 Q 的薄球壳，求球壳内外任意点 的电场强度 E

0 rR 4匹r ②求无限长均匀带电直线的电场强度：无限长均匀带电直线，单位长度上的电背，即电荷线 密度为入，求距直线为r处的电场强度， 结果： E=- Er ③无限大均匀带电平面的电场强度，无限大均匀带电平面，单位面积上的电黄，即电荷面密 度为。，果距平面为r处的电场强度。结果：E=口为均匀电场 26 数学重点：电通量及其计算，高斯定理及用高斯定理求解带电体周围的电场分布。 数学难点：高斯定理的应用。 引导学生解决重点难点的方法：利用多媒体演示电场的性质，展示不同带电体周围的电场分 布，演示电通量的顺念。例题部分则利用板书。 数学重底：拿握高斯定理的内容，拿握电通量的概念，能用高斯定理求解带电体周围的电场 分布。 数学难点：拿握高斯定理的内容，拿强电通量的概念，能用高斯定理求解带电体州围的电场 分布。 引导学生解换重点难点的方法：利用多螺体演示电场的性质，展示不同带电体周围的电场分 布，演示电通量的假念。例思部分则利用板书。 四、本授课单元教学手段与方法： 利用多煤体演示电场的性质，展示不同带电体周围的电场分布，演示电通量的概念，例题部分 则利用板书： 五、本授课单元思考愿、讨论愿、作业： 作业汇编P5,14 六、本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）为 参考书，1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著，大学基留物果学，清华大学出版社，2003： 3、程守沫江之水编，普通物理学，高等教有出版社，1995： 4、《College Physics》 大学物理课程教案(38) 授课类型理论课 授课时间2节 5

5 结果：        r R r Q r R E 2 4 0 0  ② 求无限长均匀带电直线的电场强度：无限长均匀带电直线，单位长度上的电荷，即电荷线 密度为  ，求距直线为 r 处的电场强度. 结果： r E 2 π 0    ③无限大均匀带电平面的电场强度：无限大均匀带电平面，单位面积上的电荷，即电荷面密 度为  ，求距平面为 r 处的电场强度. 结果： 0 2  E  为均匀电场 教学重点：电通量及其计算，高斯定理及用高斯定理求解带电体周围的电场分布。 教学难点：高斯定理的应用。 引导学生解决重点难点的方法：利用多媒体演示电场的性质，展示不同带电体周围的电场分 布，演示电通量的概念。例题部分则利用板书。 教学重点：掌握高斯定理的内容，掌握电通量的概念，能用高斯定理求解带电体周围的电场 分布。 教学难点：掌握高斯定理的内容，掌握电通量的概念，能用高斯定理求解带电体周围的电场 分布。 引导学生解决重点难点的方法：利用多媒体演示电场的性质，展示不同带电体周围的电场分 布，演示电通量的概念。例题部分则利用板书。 四、本授课单元教学手段与方法： 利用多媒体演示电场的性质，展示不同带电体周围的电场分布，演示电通量的概念。例题部分 则利用板书。 五、本授课单元思考题、讨论题、作业： 作业：汇编 P84 5、14 六、本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）： 参考书：1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003； 3、程守洙 江之永编, 普通物理学，高等教育出版社，1995； 4、《College Physics》 大学物理 课程教案（38） 授课类型 理论课 授课时间 2 节

一、授课题目（数学章节或主题）： 第5节电势电势染静电场的环路定理 第6节电势梯度和等势面 二、本授课单元教学目标或要求： 理解静电场的保守性，草挥静电场的环路定理，草挥电势的概念和计算方法，拿屏常见带 电体的电势分布。会用积分法求电势分布， 三、本授课单元教学内容（包基本内容、重点、难点，引导学生解决重点难点的法、例题等）： 蒸本内容 13.5电势电势差静电场的环路定理 1、静电场力作功的特点 结论：静电场力作功与路径无关，静电场是保守场 2、静电场的环路定理 fE-di-0 静电场中，场强沿任意闭合回路的线积分的值等于零，静电场的重要性质之一。 3、电势能 静电场是保守场，静电场力是保守力，可引入电势能的概念。静电场力的功等于电荷电 势能增量的负值 注意：电势能是属于系统的，电势能的大小是相对的，若取电场中6点的电势能为0，则 ←、电势：电荷在电场中。点的电势能与及▣点的位置坐标厂均有关，但比值”与5有关 96 a点的电势 匕-化=儿E面即：静电场中。点的电势。数值上草于单位正电荷在。 点处所具有的电势能。也等于把单位正电荷由：点经任意路径移到零电势点（无限远处） 电场力的功。 注意：·电势是表征电场性质的物理量，与无美： ·电势是标量，是空间坐标的函数： ·电与的值是相对的，其值与零电势位置的远取有关。 电劳零点选择方法：有限蒂电体以无穷远为电劳零点，实际问题中常取地球电势为零。 电场中、。两点的电势差即电压，定义为： va-v.-V-fE.di 电场力的功与电势差的关系 A-Edi-W。-) 举例：①点电荷的电势分布 V=9 《取无限远处为电势零点】 4

6 一、授课题目（教学章节或主题）： 第 5 节 电势 电势差 静电场的环路定理 第 6 节 电势梯度和等势面 二、本授课单元教学目标或要求： 理解静电场的保守性，掌握静电场的环路定理，掌握电势的概念和计算方法，掌握常见带 电体的电势分布，会用积分法求电势分布。 三、本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，引导学生解决重点难点的方法、例题等）： 基本内容： 13.5 电势 电势差 静电场的环路定理 1、静电场力作功的特点 结论：静电场力作功与路径无关.静电场是保守场 2、静电场的环路定理   0 L E dl   静电场中, 场强沿任意闭合回路的线积分的值等于零，静电场的重要性质之一。 3、电势能 静电场是保守场，静电场力是保守力，可引入电势能的概念。静电场力的功等于电荷电 势能增量的负值. 注意：电势能是属于系统的，电势能的大小是相对的，若取电场中 b 点的电势能为 0，则 4、电势：电荷在电场中 a 点的电势能与及 a 点的位置坐标 a r 均有关，但比值 0 q Wa 与 a r 有关 a 点的电势 E dl q W V a a a        0 即：静电场中 a 点的电势，数值上等于单位正电荷在 a 点处所具有的电势能。也等于把单位正电荷由 a 点经任意路径移到零电势点（无限远处） 电场力的功。 注意：·电势是表征电场性质的物理量,与无关； ·电势是标量, 是空间坐标的函数； ·电势的值是相对的, 其值与零电势位置的选取有关。 电势零点选择方法：有限带电体以无穷远为电势零点，实际问题中常取地球电势为零. 电场中 a、b 两点的电势差即电压,定义为： V V V E dl b a ab a b        电场力的功与电势差的关系 ( ) 0 0 a b b a Aab  q E dl  q V V    举例：① 点电荷的电势分布 r q V 4 0  （取无限远处为电势零点）

g>0,V>0,正电荷电场中各点电势大于零：q<0,V<0,负电荷电场中各点电势 小十零。 ②均匀电球面的电势分布 rSR V= 4a。R 9 r2R 4「 (2)用电劳叠加原理求电势 点电荷系的电势分布（电劳叠如原 =号 点电荷系电场中任一点的电劳等于各个点电荷单独在该点产生的电势的代数和（电势叠加源 围) 电荷连续分布的带电体电场中一点的电劳 r=w=1鸣 4E。F 举例：①计算长为L箭电量为▣的均匀带电细直线延长线上一点的电势 ②计算半径为R带电量为。的均匀带电细圆环在轴找上一点的电势 13.6电劳梯度和等势面 1、电势梯度 电场中某一点的电场强度沿某一方向的分量，等于这一点的电势沿该方向单位长度上电势变化 率的负值 E.-VV 2、等势面 空同电势相等的点连接起米所形成的面称为等势面。为了描述空间电势的分布。规定任意两相 部等劳面间的电势差相等。 1)在静电场中，电葡沿等势面移动时，电场力不作功 2)在静电场中，电场强度总是与等势面垂直，即电场线是和等势面正交的山线熊 教学重点：掌握静电场的环路定理。掌捏电势的概念和计算方法。掌握常见带电体的电势 分布，会用积分法求电势分布。 散学难点：掌报电势的概念和计算方法，掌握常见带电体的电势分布，会用积分法求电势 分布。 明导学生解决重点难点的方法：刊用多煤体演示讲解电势能、电势差的概念。例题部分利 用板书分析。 四、本授课单元教学手段与方法 7

7 q  0, V  0 ，正电荷电场中各点电势大于零； q  0, V  0 ，负电荷电场中各点电势 小于零。 ② 均匀带电球面的电势分布           r R r q r R R q V 0 0 4 4   （2）用电势叠加原理求电势 点电荷系的电势分布(电势叠加原理) i i i r q V  V   4 0 1  点电荷系电场中任一点的电势等于各个点电荷单独在该点产生的电势的代数和(电势叠加原 理) 电荷连续分布的带电体电场中一点的电势     V V r dq V dV 4 0 1  举例：① 计算长为 L 带电量为 q 的均匀带电细直线延长线上一点的电势 ② 计算半径为 R 带电量为 q 的均匀带电细圆环在轴线上一点的电势 13.6 电势梯度和等势面 1、电势梯度 电场中某一点的电场强度沿某一方向的分量，等于这一点的电势沿该方向单位长度上电势变化 率的负值. 2、等势面 空间电势相等的点连接起来所形成的面称为等势面. 为了描述空间电势的分布，规定任意两相 邻等势面间的电势差相等. 1）在静电场中，电荷沿等势面移动时，电场力不作功 2）在静电场中，电场强度总是与等势面垂直，即电场线是和等势面正交的曲线簇. 教学重点：掌握静电场的环路定理，掌握电势的概念和计算方法，掌握常见带电体的电势 分布，会用积分法求电势分布。 教学难点：掌握电势的概念和计算方法，掌握常见带电体的电势分布，会用积分法求电势 分布。 引导学生解决重点难点的方法：利用多媒体演示讲解电势能、电势差的概念。例题部分利 用板书分析。 四、本授课单元教学手段与方法： E V  

利用多煤体演示，例题部分则利用板书。 五、本授课单元思考题、讨论题、作业： 作业：汇编P47、9 六、本授裸单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）方 参考书：1，《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003： 3、程守袜江之水编，普通物理学，高等教有出版社，1995： 4.《College Physics》 大学物理课程教案(39) 授课类型理论课 授课时同2塑 一、授课题目（数学章节或主题）： 第14章静电场中的导体和电介颇 14.1静电场中的导体 14.2电场中的电介质 二、本授课单元教学目标或要求： 1、理解静电场中导体处于静电平衡时的条件。并能用静电平衡条件来分析带电导体 在静电场中的电荷分布。 2,了解电介质的极化及其微观机理。了解电位移失量的概念，以及在各向同性介质 中和电场强度的关系。了解电介质中的高斯定理。并会用它来计算对称电场的电 场强度 三、本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，引导学生解决重点难点的方法、例题等）： 基本内容 14.1静电场中的导体 1、静电感应，静电平衡条件 静电平衡条件：(1)导体内部任何一点处的电场强度为零： 〔2》导体表面处的电场度的方向都与导体表面垂直 2、静电平衡时导体上电荷的分布 1)、实心导体导体内都无电费 2)、有空腔导体空腔内无电荷：电荷分布在外表面上（内表面无电背） 空腔内有电荷：当空腔内有电荷+问时内表面因静电感应出现等值 8

8 利用多媒体演示，例题部分则利用板书。 五、本授课单元思考题、讨论题、作业： 作业：汇编 P84 7、19 六、本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）： 参考书：1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003； 3、程守洙 江之永编, 普通物理学，高等教育出版社，1995； 4、《College Physics》 大学物理 课程教案（39） 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、授课题目（教学章节或主题）： 第 14 章 静电场中的导体和电介质 14.1 静电场中的导体 14.2 电场中的电介质 二、本授课单元教学目标或要求： 1、理解静电场中导体处于静电平衡时的条件，并能用静电平衡条件来分析带电导体 在静电场中的电荷分布. 2、了解电介质的极化及其微观机理，了解电位移矢量的概念，以及在各向同性介质 中和电场强度的关系。了解电介质中的高斯定理，并会用它来计算对称电场的电 场强度. 三、本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，引导学生解决重点难点的方法、例题等）： 基本内容 14.1 静电场中的导体 1、静电感应，静电平衡条件 静电平衡条件：（1）导体内部任何一点处的电场强度为零； （2）导体表面处的电场强度的方向都与导体表面垂直. 2、静电平衡时导体上电荷的分布 1）、实心导体 导体内部无电荷 2）、有空腔导体 空腔内无电荷： 电荷分布在外表面上（内表面无电荷） 空腔内有电荷： 当空腔内有电荷+q 时,内表面因静电感应出现等值

异号的电荷-4。外表面有感应电背+闪（电荷守恒） 3)、导体表面电场强度与电荷面密度的关系 表面电场强度的大小与该表面电荷面密度成正比E=口 4)、导体表面电荷分布与导体形彩状以及周用环境有关。 3、有导体存在时静电场的分析与计算例1，面电荷密度为口的无限大均匀带电平板旁有一无限大的 原不蒂电的导体平板，求导体假两面的面电荷蓄度.分析：面留、应用 静电平衡系作及电荷守恒定律和高斯定理求解向电荷密度。 思考：如果导体板接地。结果如同 4、静电屏藏 屏蔽外电场，屏蔽腔内电场： 14.2电场中的电介质 2、电介质的极化 电介颜极化一一在外电场作用下介颜表面出现极化电荷的现象 3、电介质中的场强 电介质中的合场强E=E+E E。是外电场，E是介质表面极化电荷产生的用加电场，E'的方向与E。相反， 合场强的大小E=E。一E<瓦：对任意各向同性的均匀电介颜有E=三 4、电介质的高斯定理电位移失量 无电介质封的高斯定理{E·心。上Σ4 有电介质时，引入电位移矢量D,高斯定理为 fD-=Eq,D=E=s月 例2、两平行金属板之间充满相对电容率为6，的各向同性均匀电介质，金属板上的自由电荷而密度为 而：求两金属板之间的电场强度和介质表面的束博电荷面密度， 分析：利用介顺中的高斯定理{D心=Σ4，及电位移矢量的定文求解. 数学重点：静电感应，静电平衡的条件，静电平衡时导体上电荷的分布，静电屏酸 数学难点：有导体存在时静电场的分析与计算，电介质极化的微凳机理。 明导学生解徒重点难点的方法：通过分析，使学生拿星对常见导体组（板状导体组、绿状导体 组)用电荷守恒、静电平衡条件、高斯定理解题的方法。 四、本授课单元数学手段与方法： 利用“课件中的动西+板书”把重点的屐么：静电银应、静电平衡条件让学生理解：结合恩 分析，使学生掌捏对板状导体组和球状导体组应用：电荷守恒静电平衡条件+高斯定理来解题。 五、本授裸单元思考题、讨论题、作业 思考题：P5614-1、14-5

9 异号的电荷-q，外表面有感应电荷+q（电荷守恒） 3）、导体表面电场强度与电荷面密度的关系： 表面电场强度的大小与该表面电荷面密度成正比 0   E  4）、导体表面电荷分布与导体形状以及周围环境有关. 3、有导体存在时静电场的分析与计算例 1. 面电荷密度为  的无限大均匀带电平板旁有一无限大的 原不带电的导体平板，求导体板两面的面电荷密度. 分析：画图、应用 静电平衡条件及电荷守恒定律和高斯定理求解面电荷密度。 思考：如果导体板接地，结果如何? 4、静电屏蔽 屏蔽外电场，屏蔽腔内电场： 14.2 电场中的电介质 2、电介质的极化 电介质极化——在外电场作用下介质表面出现极化电荷的现象。 3、电介质中的场强 电介质中的合场强 E  E  E    0 E0  是外电场， E  是介质表面极化电荷产生的附加电场， E  的方向与 E0  相反。 合场强的大小 E E0 E  E0    ；对任意各向同性的均匀电介质有 r E E  0  4、电介质的高斯定理 电位移矢量 无电介质时的高斯定理 i S E  dS  q  0 1    有电介质时，引入电位移矢量 D  ，高斯定理为 i S DdS  q    ， D E rE         0 例 2、两平行金属板之间充满相对电容率为 r  的各向同性均匀电介质,金属板上的自由电荷面密度为 σ0。求两金属板之间的电场强度和介质表面的束缚电荷面密度. 分析：利用介质中的高斯定理 i S DdS  q    及电位移矢量的定义求解。 教学重点：静电感应，静电平衡的条件，静电平衡时导体上电荷的分布，静电屏蔽 教学难点：有导体存在时静电场的分析与计算，电介质极化的微观机理。 引导学生解决重点难点的方法：通过分析，使学生掌握对常见导体组（板状导体组、球状导体 组）用电荷守恒、静电平衡条件、高斯定理解题的方法。 四、本授课单元教学手段与方法： 利用“课件中的动画+板书”把重点的概念：静电感应、静电平衡条件让学生理解；结合题 分析，使学生掌握对板状导体组和球状导体组应用：电荷守恒*静电平衡条件*高斯定理来解题。 五、本授课单元思考题、讨论题、作业： 思考题：P56 14-1、14-5

讨论题：静电平衡的本质是什么？分析导体静电平衡时依据是什么？ 作业：汇编P934、5、11、12、23 六、本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）： 参考书：1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003： 3、程守洙江之永编，普通物理学，高等教有出版社，1995： 4、《College Physics》 大学物理课程教案(40) 授课类型理论课 授课时间2节 一、授课题目（教学章节或主愿）： 第14章静电场中的导体和电介质 14.3电容与电容器 14.4电场的能量 二、本授课单元教学目标或要求： 1、理解电容的定义，并能计算几何形状简单的电容器的电容。 1、了解静电场是电场能量的携带者，了解电场能量密度的概念，能用能量密度计算电场能量： 三、本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，引导学生解决重点难点的方法、例题等） 14.3电容与电容器 1、孤立号体的电容电容的定义：C一号 例如蕉立的导体球的电容C=号=4匹，R 2、电容器的电容 电容器的构成：两金属极板，其间充以电介质。 电8电定c-号品 g 电容的大小仅与导体的形状、相对位置、其间的电介质有关.与所带电荷量无关. 3、电容器电容的计算步骤：1)设两极板分别带电+Q、Q:2)求两极板间的场强E:3)求两极板 的电势差：4)根据电容的定义求电容。 ①平板电容墨的电容：C-空-52)圆鞋形电容器的电器。C一nR风 2匹1 d 10

10 讨论题：静电平衡的本质是什么？分析导体静电平衡时依据是什么？ 作业：汇编 P93 4、5、11、12、23 六、本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）： 参考书：1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003； 3、程守洙 江之永编, 普通物理学，高等教育出版社，1995； 4、《College Physics》 大学物理 课程教案（40） 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、授课题目（教学章节或主题）： 第 14 章 静电场中的导体和电介质 14.3 电容与电容器 14.4 电场的能量 二、本授课单元教学目标或要求： 1、理解电容的定义，并能计算几何形状简单的电容器的电容。 1、 了解静电场是电场能量的携带者，了解电场能量密度的概念，能用能量密度计算电场能量。 三、本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，引导学生解决重点难点的方法、例题等）： 14.3 电容与电容器 1、孤立导体的电容电容的定义： V Q C  例如 孤立的导体球的电容 R V Q C   4 0 2、电容器的电容 电容器的构成：两金属极板，其间充以电介质。 电容器电容的定义： AB VA VB Q V Q C    电容的大小仅与导体的形状、相对位置、其间的电介质有关.与所带电荷量无关. 3、电容器电容的计算步骤：1）设两极板分别带电+Q、-Q； 2）求两极板间的场强 E；3）求两极板 的电势差；4）根据电容的定义求电容 。 （1）平板电容器的电容： d S d S C r   0   （2）圆柱形电容器的电容： RA RB l C ln / 2 

(3)球形电容器的电容：C-4匹R,R。 R8-R4 4、电容器的联接 1)电容器的并联C=C,+C2+… 1 2)电容器的串联 11 cG+G+… 14.4电场的能量 1、带电电容器的能量 2、静电场的能量能量密度电容器贮存的电能，即为静电场的能量 形.=w,d=5sEaw w,=6E 教学重点：理解电容的定义、电场能量密度的概念：并能计算几何形状简单的电容器的电容。 能用能量密度计算电场能量。 w.-fwdv-fcEdv 教学难点：理解电容的定义、电场能量密度的概念：并能计算几何形状简单的电容器的电容， 能用能量密度计算电场能量。 引导学生解决重点难点的方法：通过作图、动画、板书结合讲解概念、例恩，使学生理解概 念，掌握计算 四、本授课单元教学手段与方法 利用“课件中的动画+板书”把重点的概念：电容、电场贮能让学生理解：结合例题分析， 使学生掌握几种电容器电容的计算和电场中电场能的计算。 五、本授课单元思考题、讨论题、作业 思考题：P5614-8、14-13 讨论题：电容器的电容与什么因数有关？ 作业：汇编P939、19、30、31 六、本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）： 参考书：1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003： 3、程守洙江之永编，普通物理学，高等教有出版社，1995： 4、《College Physics》 11

11 （3）球形电容器的电容： B A A B R R R R C   4 4、电容器的联接 １）电容器的并联 C  C1 C2  ２）电容器的串联    1 2 1 1 1 C C C 14.4 电场的能量 1、带电电容器的能量 CV QV C Q We 2 1 2 1 2 2 2    2、 静电场的能量 能量密度电容器贮存的电能,即为静电场的能量 W w dV E dV V V e e 2 2 1      2 2 1 we   E 教学重点：理解电容的定义、电场能量密度的概念；并能计算几何形状简单的电容器的电容。 能用能量密度计算电场能量。 教学难点：理解电容的定义、电场能量密度的概念；并能计算几何形状简单的电容器的电容。 能用能量密度计算电场能量。 引导学生解决重点难点的方法：通过作图、动画、板书结合讲解概念、例题，使学生理解概 念，掌握计算。 四、本授课单元教学手段与方法： 利用“课件中的动画+板书”把重点的概念：电容、电场贮能让学生理解；结合例题分析， 使学生掌握几种电容器电容的计算和电场中电场能的计算。 五、本授课单元思考题、讨论题、作业： 思考题：P56 14-8、14-13 讨论题：电容器的电容与什么因数有关？ 作业：汇编 P93 9、19、30、31 六、本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）： 参考书：1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003； 3、程守洙 江之永编, 普通物理学，高等教育出版社，1995； 4、《College Physics》 2 e e 1 d d V V 2 W w V E V     