《电磁学》课程授课教案（教学设计）第10节 静电场的能量

第10教学节段教学设计方案主题$3-4课时数45分钟静电场的能量名称1.电容器的储能教学主要内容2.静电场的能量密度3.静电场的总能量1.了解电容器的储能过程2.掌握电容器的储能公式教学目标要求3.理解静电场的能量密度的物理意义4.掌握静电场总能量的计算教学重点：电容器的储能和静电场的能量密度教学重点及难点教学难点：非均匀静电场总能量的计算教学方法：课堂讲授，结合课堂讨论、提问、启发教学方法与教学手段教学手段：PPT配合传统板书flash动画演示1

1 第 10 教学节段教学设计方案 主题 名称 §3-4 静电场的能量 课时数 45 分钟 教学主要内容 1. 电容器的储能 2. 静电场的能量密度 3. 静电场的总能量 教学目标要求 1.了解电容器的储能过程 2. 掌握电容器的储能公式 3. 理解静电场的能量密度的物理意义 4.掌握静电场总能量的计算 教学重点及难点 教学重点： 电容器的储能和静电场的能量密度 教学难点： 非均匀静电场总能量的计算 教学方法与教学手段 教学方法： 课堂讲授，结合课堂讨论、提问、启发 教学手段： PPT 配合传统板书 flash 动画演示

教学过程设计要点、新知识的引入电容器的是一个储存电荷，储存电能的元件。设问：在电容器的极板上的电荷量从0增加到Q的过程中，电容器储存的能量为多少？二、新知识的讲解（一）电容器的储能1、储能过程2、电容器的储能公式两极板之间的电势差为U，把+dg电荷从带负电的负极板搬运到带正电的正极板外力所作的功为+dqadW = Udq dqC若使电容的两极板分别带有土Q的电荷，则外力所作的功为Q2114=CU 2WQU =da22C2C电容器所储存的静电能

2 教学过程设计要点 一、新知识的引入 电容器的是一个储存电荷，储存电能的元件。 设问：在电容器的极板上的电荷量从 0 增加到 Q 的过程中，电容器储存的能 量为多少? 二、新知识的讲解 （一）电容器的储能 1、储能过程 2、电容器的储能公式 两极板之间的电势差为 U，把+dq 电荷从带负电的负极板搬运到带正电 的正极板外力所作的功为 若使电容器的两极板分别带有±Q 的电荷，则外力所作的功为 2 2 0 2 1 2 1 2 QU CU C Q d q C q W Q     ＝ 电容器所储存的静电能 2 2 2 1 2 CU C Q W e ＝  E +dq + _ dq C q dW  Udq 

设问：电容器储存的能量存放在哪里？S分析：+QW =-cu?=-E?V220结论：电场是能量的携带者，能量分布在电场所存在的空间中。（二）静电场的能量密度16E?：适用于所有电场22（三）静电场的总能量若为均匀电场：W=wV若为非均匀电场W=（wdV-E?dV例1球形电容器带电q，内、外半径分别为R和R2，极板间充满介电常数为ε的电介质。计算电场的能量-

3 设问： 电容器储存的能量存放在哪里？ 分析： 结论：电场是能量的携带者，能量分布在电场所存在的空间中 。 （二）静电场的能量密度 （三）静电场的总能量 若为均匀电场： 若为非均匀电场 例 1 球形电容器带电 q ，内、外半径分别为 R1 和 R2 ， 极板间充满介电常数为  的电介质。计算电场的能量。 W CU E V 2 2 2 1 2 1    +Q –Q + + + + + – – – – d S r  : 适用于所有电场 2 1 2 w  E W  wV W wdV E dV V V 2 2 1      2 1

教学板书设计一、电容器的储能1 g?￥1=CUW=2 C2二、静电场的能量密度1W==6E?：适用于所有电场2（三）静电场的总能量若为均匀电场：W =wV若为非均匀电场[ wdv = (.E'dvW=[JV2作业题：作业与思考教材124页：3-12；3-134

4 教学板书设计 一、电容器的储能 二、静电场的能量密度 （三）静电场的总能量 若为均匀电场： 若为非均匀电场 作业与思考 作业题： 教材 124 页：3-12；3-13 2 2 2 1 2 1 CU C Q W   : 适用于所有电场 2 1 2 w  E W  wV W wdV E dV V V 2 2 1     