分充分。因为有限的速度,在空间传播,具有能量,机械波也是如此(关键是能够在真空中传播,不需要介质,因为它本质是一种物质)。考虑学生对这一点理解起来并不容易,教学时可以回避。
第四节 电势能和电势
本节从能的角度研究电场,研究电场能的性质。应使学生认识到,电荷放在电场中,要受到电场力的作用,我们从力的角度研究了电场,引出了电场强度概念。同样,电荷放在电场中,具有与电场力相关的能,电荷在电场中移动时,这种能会随之改变。所以,可以从能的角度研究电场。从能的角度研究电场的好处是:能是标量,其运算比矢量运算要容易些。能在转化时总量是守恒的,能量守恒对于问题的解决会带来许多便利。但是,能量是比力的更为抽象的概念,所以,教学时,要作三个类比,一是电场力做功与重力做功进行类比--都与路径无关,因此可以引出势能概念;二是电势的定义与电场强度的定义进行类比--都采用比值定义法,定义式具有相同的形式;三是等势面与电场线的类比--都有直观描述电场的方法。
* 了解电势概念及单位,知道它的定义式,理解φ与Εp、q无关
在教材中,公式虽然不像公式那样详尽地阐述其定义的过程,但两者的定义方式是一样的,都是用比值法进行定义的。虽然电势φ与Ep、q无关,但Ep却与φ和q有关。电荷在电场某处电势能的高低,不但该处电势的高低有关,跟电荷量的大小有关,还跟电荷的性质有关。正电荷在电势高的地方电势能较大,负电荷在电势高的地方电势能较小。
* 理解电场线的方向与电势高、低之间的关系
对电势的变化,可以从电场力做功,电势能变化角度,进行完全归纳推理,即:
正电荷沿电场线方向移动,电场力做正功,电势能减小,电势降低。
负电荷沿电场线方向移动,电场力做负功,电势能增大,电势降低。
可以让学生利用电场线方向与电势变化的关系推理:若取无穷远处电势为零,则正电荷电场的电势为正,负电荷电场的电势为负。
* 不要求用等势面去推断电场的强弱和方向
等势面与电场线是从不同的角度,用不同的形式来描述电场的,它们都可以描述电场的强弱和方向。电场线切线的方向就是电场强度的方向,电场线的疏密反映电场的强弱。等势面与电场的方向垂直,电势降低的方向即为电场的方向,等势面疏密反映电场的强弱。但教学中并不要求学生利用等势面判断电场的强弱和方向。如:
例 根据图示的电场线和等势面分布(同一图中相邻的等势面之间的电势变化量相同),判断A、B两点的电场强度的大小。
第六节 电势差与电场强度的关系