人教版 (新課標(biāo))選修33 電場強(qiáng)度教學(xué)設(shè)計(jì)-教案下載-教習(xí)網(wǎng)

選修3－1 第一章靜電場教案精選

課題
§1.3 電場強(qiáng)度
課型
新授課（2課時）
教學(xué) 目標(biāo)
1、知識與技能

①知道電荷相互作用是通過電場發(fā)生的；

②理解電場強(qiáng)度的定義，并能用電場強(qiáng)度概念求點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場的電場強(qiáng)度；

③電場疊加及知道疊加求合場強(qiáng)用平行四邊形定則。

2、過程與方法

①能運(yùn)用已學(xué)過的知識來幫助理解，遷移到新知識，體會類比遷移的方法和思路；

②通過實(shí)驗(yàn)及對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察、分析，得出對有關(guān)現(xiàn)象的本質(zhì)認(rèn)識，學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，討論問題作出假設(shè)并通過推理來總結(jié)得出相關(guān)結(jié)論。

3、情感、態(tài)度與價值觀

激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，體驗(yàn)探究的過程與成功的喜悅。
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
1．電場強(qiáng)度的定義；

2．電場疊加及知道疊加求合場強(qiáng)用平行四邊形定則。

教學(xué) 方法
探究、講授、討論、練習(xí)
教學(xué) 手段
演示、多媒體課件

教學(xué) 活動

（一）復(fù)習(xí)引入

1、什么是點(diǎn)電荷？

2、電荷相互作用有什么規(guī)律？

（二）新課學(xué)習(xí)

一起回顧一下上節(jié)課的實(shí)驗(yàn)

問題1 電荷間的相互作用力是怎么產(chǎn)生的呢？

學(xué)生猜測，討論，回答．（有同學(xué)提出是電場的存在）

思考題：

１、電場看不見，又摸不著，我們怎樣去認(rèn)識它、研究它呢？

學(xué)生討論回答，老師給以引導(dǎo)。

電場的基本特征是能對處在其中的電荷有力的作用，我們可以從電場對電荷的力的效應(yīng)來研究電場的性質(zhì)。（與磁場類比）初中我們是怎么感受磁場的存在的呢？

在磁場中放入小磁針．

我們也可在電場中放入一個類似于小磁針的物體，我們稱它為試探電荷，而產(chǎn)生電場的那個電荷稱為場源電荷．．

2、什么是場源電荷，什么是試探電荷

Flash演示試探電荷在電場中不同位置的受力情況,引入下一個問題,電場強(qiáng)弱.

我們先找到形成電場的場源電荷Q，又引入一個試探電荷q，q必須很小，可看成點(diǎn)電荷。而且q電量也少，不影響源電荷Q的電場。大家觀看演示，好，同一電荷q在源電荷Q附近，不同位置處，靜止時受力有何特點(diǎn)？

大小一般不同

我們剛才實(shí)驗(yàn)看到的現(xiàn)象也說明了這一點(diǎn).這又反映了什么呢?

電場不同位置強(qiáng)弱不同

這說明電場不同位置對放入其中的點(diǎn)電荷產(chǎn)生作用力的性質(zhì)的強(qiáng)弱不同。

問題2如何表示一個電場不同位置的強(qiáng)弱呢？

學(xué)生討論發(fā)言，鼓勵同學(xué)大膽猜想。

剛才，試探電荷q在不同位置受力不同，那么是否電場力就可用來表示電場的強(qiáng)弱呢？

學(xué)生討論并說明理由。老師創(chuàng)造情境學(xué)生分析。

（1）如果在同一位置引入不同電量的試探電荷，電場力有什么特點(diǎn)。在距場源Q為r處，分別測試q、2q，所受電場力分別為F，2F，可見同一位置不同電荷受力卻不等。顯然不能用試探電荷受的力的大小表示電場。是什么使其受力不同呢？在這個模型中，唯一發(fā)生變化的是不影響電場的試探電荷。同時我們發(fā)現(xiàn)，盡管試探電荷不同，電場力不同，但F/q=2F/2q，對電場中的同一位置，比值相等，它反映了什么呢？怎么不因試探電荷q電量及受力F大小的影響？

情境（2）請比較A,B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)弱q1 =1×10-16C，q2 =2×10-16C

F1 =3×10-4C ，F(xiàn)2 =4×10-4C 。

學(xué)生計(jì)算比較

（類比）上學(xué)期，我們接觸過速度這個概念，要比較兩位同學(xué)誰跑得快怎么看

乙，看s/t，表示單位時間的位移,從而表示物體運(yùn)動的快慢

（類比）對于電場中的A，B兩點(diǎn)，我們也用F/q,表示單位電荷量受到的電場力從而表示電場的強(qiáng)弱。用字母E表示，即E=。單位：N/C。在物理學(xué)中，常常用比值定義物理量，用來表示研究對象的某種性質(zhì)。請大家課后總結(jié)一下你所學(xué)過的用比值法定義的幾個物理量。

能不能說電場強(qiáng)度E和試探電荷所受電場力成正比，與試探電荷的電量q成反比？電場強(qiáng)度E與試探電荷有關(guān)嗎？看一實(shí)例。

+Q

A

r=20cm

例：真空中有一個場源電荷Q =1.0×10-8C，在距離它20cm的A點(diǎn)先后分別放入三個試探電荷q1，q2，q3，請分別計(jì)算：

a、若q1 =1.6×10-18C，則該點(diǎn)電場強(qiáng)度大小是多少?

b、若q2 =3.2×10-18C，則該點(diǎn)電場強(qiáng)度大小是多少?

c、若q1 = -1×10-17C，則該點(diǎn)電場強(qiáng)度大小是多少?

（幾個學(xué)習(xí)小組將計(jì)算結(jié)果作對比，得出結(jié)論）

若在該點(diǎn)不放試探電荷，則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小又是多少呢?

學(xué)生總結(jié)：

電場強(qiáng)度反映的是電場本身的性質(zhì)，與放入的試探電荷無關(guān)，由電場本身決定。

問：電場強(qiáng)度有方向嗎？怎么確定它的方向？

規(guī)定正電荷在電場某點(diǎn)受力方向即該點(diǎn)電場（強(qiáng)度）的方向，若試探電荷是負(fù)電荷，則受力方向正好是該點(diǎn)處電場強(qiáng)度的反方向。

物理意義是什么呢？表示各點(diǎn)的電場強(qiáng)弱。

點(diǎn)電荷是最簡單的場源電荷,

問題3真空中點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度如何？

利用電場強(qiáng)度定義及庫侖定律推導(dǎo)正點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中在r處某點(diǎn)電場強(qiáng)度。

學(xué)生推導(dǎo)后，E=

這個表達(dá)式也從另一角度反映了電場強(qiáng)度E與試探電荷無關(guān)，只取決于場源電荷帶電量的多少及在距離場源電荷的位置。

例如果以Q為中心，r為半徑畫一個圓，則球面上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度有什么特點(diǎn)？

問題4: 如果場源電荷不止是一個點(diǎn)電荷，那么如何求電場中某點(diǎn)合場強(qiáng)？

與力的合成類比，得出結(jié)論，電場疊加原理，平行四邊形定則。

例：如圖所示，真空中有兩個點(diǎn)電荷Q1 =+3.0×10-8C和Q2 = -3.0×10-8C，

它們相距0.1m， A點(diǎn)與上述兩個點(diǎn)電荷的距離r相等，且r = 0.1m 。求：

a、電場中A點(diǎn)的場強(qiáng)；

b、在A點(diǎn)放入電量q= -1× 10-6C ，求它受的電場力的大小。

Q1

Q2

A

思考與討論：

兩類常見的電場

+q

-q

+q

+q

①等量同種點(diǎn)電荷中垂線的場強(qiáng) ②等量異種點(diǎn)電荷中垂線的場強(qiáng)

在中垂線上場強(qiáng)變化規(guī)律如何？學(xué)生思考討論。

上圖中，在正電荷周圍電場中畫了很多場強(qiáng)矢量，從這個圖上我們可以很方便地了解正電荷周圍各點(diǎn)的電場分布情況，但它還不是最好的，因?yàn)殡妶鲋杏袩o數(shù)個點(diǎn)，我們不能畫出無數(shù)個矢量，法拉第為我們提供了一種很好的方法，就是用電場線來形象地描述電場

電場線在每一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場強(qiáng)方向，電場線的疏密表示場強(qiáng)的大小。

（用計(jì)算機(jī)展示幾種典型電場線的分布圖，并介紹它們的特點(diǎn)）

問：根據(jù)我們所看到的幾種電場線，誰能歸納一下電場線的方向有什么特點(diǎn)？

教師歸納：電場線總是從正電荷出發(fā)，終止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)，如果只有負(fù)電荷，則電場線來自無窮遠(yuǎn)，終止于負(fù)電荷。

問：任意兩條電場線都不會相交，這是為什么？

教師歸納：如果相交，則交點(diǎn)就會有兩個切線方向，而同一點(diǎn)場強(qiáng)的大小和方向是唯一的。

實(shí)驗(yàn)?zāi)M以上幾種典型的電場線。

歸納：大家要特別注意一個問題：我們雖然可以用實(shí)驗(yàn)?zāi)M電場線的分布，但是，電場線并不是電場中真實(shí)存在的曲線，它只是我們?yōu)榱诵蜗蟮孛枋鲭妶龆氲?。大家知道，法拉第首先提出了電場，并用電場線形象地描述電場的分布，這在物理學(xué)中是非常重要的。雖然法拉第當(dāng)時認(rèn)為電場線是真實(shí)的曲線，這是不對的，但是，法拉第的場線思想?yún)s是非常寶貴的。用場線來形象地描繪矢量場的分布這種方法一直被普遍地采用著。

小結(jié)：（投影片）

電場是電荷周圍客觀存在的一種物質(zhì)，它“看不見”、“摸不著”，我們是怎么認(rèn)識它的呢？根據(jù)電場和其它物質(zhì)的相互作用來認(rèn)識電場的。為此我們引入了檢驗(yàn)電荷，用檢驗(yàn)電荷是否受到電場力來判斷電場是否存在；又用檢驗(yàn)電荷受到的電場力與它的電量的比值即電場強(qiáng)度來定量描述電場的性質(zhì)。用電場線形象地描述電場的分布。

課堂訓(xùn)練

1．關(guān)于電場強(qiáng)度，下列說法正確的是:

A． E=F/q，若q減半，則該處的場強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?倍

B．E=kQ/r2中，E與Q成正比，而與r平方成反比

C．在以一個點(diǎn)電荷為球心，r為半徑的球面上，各點(diǎn)的場強(qiáng)均相同

D．電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向就是該點(diǎn)所放電荷受到的電場力的方向

D

C

·

·

A

B

2．在下列兩圖中分別標(biāo)出正負(fù)場源電荷在A，B，C，D四點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度方向。

·

·

3．如圖，Q1>Q2 定性分析：

①將一正試探電荷q放在何處，其所受合力為零?

②若q電量變?yōu)?q，放在該位置所受合力為零嗎?

③將一負(fù)試探電荷放在該處，其所受合力還為零?

Q2

Q1

學(xué) 生活動
作業(yè)
板書設(shè) 計(jì)
教學(xué) 后記

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