第三節(jié)電場強度教案

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1、 第三節(jié) 電場強度 一．教育目標 （一）知識教學點 1．知道電場的概念。 2．理解電場強度概念。 3．掌握點電荷的場強及電場的疊加 4．理解電場線 （二）能力訓練點 通過用比值定義物理量、類比方法等重要研究方法的介紹，培養(yǎng)學生的科學研究能力。 （三）德育滲透點 使學生初步認識“場”是一種客觀存在的物質，培養(yǎng)學生對物質的認識觀。 （四）美育滲透點 通過對場強公式的推導，讓學生體會物理學公式推理過程展示的邏輯美。 二．學法引導 １．教師應通過磁場力的存在類比電場力的存在進行教學

2、，采用問題教學法引入電場強度定義式。 ２．學生應用心體會磁場力看不見卻客觀存在的事實，類比理解電場力的存在，積極思考、討論老師提出的問題，準確理解場強的定義。 三．重點·難點·疑點及解決辦法 １．重點 電場強度是描述電場性質的物理量。 ２．難點 理解E=F／q 和 E=kQ／r2這兩個公式的含義、區(qū)別和聯系。 ３．疑點 (1)場是一種客觀存在的物質 (2)場具有力的性質，而場強用比值F／q來定義。 ４．解決辦法 電場概念抽象，看不見，摸不著，電場強度很難定量測量，針對這些特點，用舉例、類比等手段將抽象的概念形象地顯示出來。 四．課時安排 （略） 五．教具學具準備

3、感應起電機、系有絲線的包有鋁箔的乒乓球、鐵架臺。 六．師生互動活動設計 教師通過類比引入電場力、電場的存在，通過提問啟發(fā)，使學生理解掌握電場強度的定義，注意對學生進行科學研究方法的指導和培訓。 七．教學步驟 （一）明確目標 1．正確認識電場，知道電場是客觀存在的一種特殊物質形態(tài)。 2．理解電場強度的概念及定義式，會根據定義式進行有關的計算，認識電場強度的矢量性。 3．能根據為庫侖定律和電場強度的定義式推導點電荷場強的計算式，并能進行有關的計算。 4．知道電場的疊加原理，并應用這原理進行簡單的計算。 （二）整體感知 電場強度是電學的最基本概念之一，是掌握靜電學的基礎，電場強度

4、描述的是電場的力的性質，因此通過比較同一電荷在電場中的不同點受到的電場力的大小來比較各點電場的強弱，因而采用比值定義法，并通過類比方法，加深對電場強度的理解。 （三）重點、難點、的學習與目標完成過程 1．電場 [提出問題]在我們所學的和各種性質力中，哪些是需要物體直接接觸才能產生的？哪些是不直接接觸也能產生的？ [分析]彈力、摩擦力需物體直接接觸才能產生，而重力、電力、磁力不直接接觸也能產生。 [提出問題]力的作用離不開物質、重力、電力、磁力是否通過空氣作用？ [分析]在真空中這些力也存在，這些力不是通過空氣來作用的。 [提出問題]重力、電力、磁力是通過什么物質作用的？ [演示

5、]如圖14-6所示，讓屏蔽的起電機與導體A相連，開始A不帶電，帶電小球B不偏離，然后讓A帶電，觀察帶電小球B偏離，再介紹起電機。 [分析]帶電小球B偏離原位置是因為受電力作用，此電力是通過一種特殊物質——電場發(fā)生的，電場盡管看不見摸不著，但它是實際存在的，并表現在一定的性質，其基本性質是它對放入其中的電荷有力的作用，這種力叫做電場力。同樣，重力、磁力也分別是通過引力場、磁場而發(fā)生的。 [提出問題]請用場的觀點分析電荷A和B 間的相互作用。 [分析]如圖14-7所示，電荷A對電荷B的作用，實際上是電荷A的電場對電荷B的作用；電荷B對電荷A的作用，實際上是電荷B對電荷A的作用，實際上是電荷B

6、對電荷A的作用。 2．電場強度 [提出問題]如圖14-8所示，電荷+Q周圍存在電場，將一點電荷放在電場中A、B兩點，點電荷要受到電場力FA、FB作用，反映了電場具有力的性質，點電荷在A、B兩點受到的作用力FA、FB大小是否相等？ [分析]根據庫侖定律F=KQ1Q2/r2 可知，點電荷在A點受到的作用力FA比在B點受到的作用力 FB大（FA ＞FB） [提出問題]同樣的點電荷q在電場中不同點（A、B）受到的電場力大小不等，反映了電場中A、B各點（不同點）的電場強度不同，那么怎樣來表示電場的強弱呢？能否直接用電場力的大小來表示電場的強弱？ [分析]對電場中某點來說，電場的強弱是

7、一定的，但把不同的點電荷放在電場中同一點時所受到的電場力不同，說明電場力并不能反映電場中某點的電場強弱，就像做勻速直線運動的物體的速度，不能直接用s來表示一樣，人們是用來表示勻速直線運動的快慢的。實驗表明，在電場中的同一點， 這一比值是不變的，在電場中的不同的點，這一比值一般是不同的點，這一比值由電荷q在電場中的位置決定，跟電荷q無關，能反映電場的強弱。 [結論]放入電場中某點的電荷所受的電場力F跟它的電荷量q 的比值，叫做該點的電場強度，簡稱場強，公式是E= 單位： N/C. [提出問題]如圖14-9所示，在電荷+Q周圍跟+Q跟距離相等的不同點A、B兩點的電場強度是否相同？ [分析]

8、點電荷在A、B兩點所受的電場力大小相等，但方向不同。A、B兩點的電場強度不相同。 教師指出：電場強度、電場力都是矢量，規(guī)定電場中某點的場強的方向跟正電荷在該點所受的電場力的方向相同。當q為負時，E與F方向相反。 點電荷電場的場強 電場的疊加 [提出問題]在點電荷形成的電場中的不同點，場強不同，場強大小由什么因素決定？ [分析推導]在點電荷Q的電場中，放一點電荷q，點電荷q受到的庫侖為F=k×Q.q /r2 ,點電荷q放置點的電場強度為：E==k×Q/r2 [分析]在點電荷Q形成的電場中，在距離Q為r的p點的場強大小與放在點電荷q無關，只與Q和r有關，p點的場強方向如圖14-10

9、所示。 [提出問題]一個物體，如果同時受到幾個不同方向的外力作用，如何求物體所受的合力？如果有向個點電荷同時存在，在幾個點電荷共同形成的電場中，如何求求某點的場強？ [分析]力的合成用平行四邊形定則，所有矢量合成都必須遵循這一定則，在幾個點電荷共同形成的電場中，某點的場強等于各個電荷單獨存在時在該點產生的場強的矢量和。這叫做電場的疊加原理。如圖14-11所示。 應用分析 閱讀講解研究方法 3．怎樣“看見”電場 是人們畫出來的，用來形象地描述電場分布的一簇曲線，不是客觀存在的，而是假想的. 畫法規(guī)定及性質 （1）電場線上每點的切線方向與該點的場強方向一致. （2）

10、電場線起始于正電荷，終止于負電荷；在正電荷的電場中，電場線起于正電荷，延伸到無限遠；在負點電荷的電場中，電場線起于無限遠處，止于負電荷. （3）電場線不閉合，不中斷，任何兩條電場線在無電荷的地方不會相交，每一點場強方向是唯一的. （4）電場線某點切線方向表示該點的場強方向，電場線越密表示電場越強，電場線越疏表示電場越弱、勻強電場的電場線是間距相等，彼此平行的直線. 注意：電場線不是電荷運動的軌跡，電場線上各點的切線方向是單位正電荷受電場力方向；而帶電粒子運動軌跡的切線方向是表示速度方向. 在特殊情況下帶電粒子運動方向，可與電場線重合. （1）電場線是直線，帶電粒子從靜止開始運

11、動，或初速度方向與電場線方向一致. （2）帶電粒子只受電場力作用. 理解、掌握幾種特殊情況下電場線的分布情況，點電荷電場，等量同種電荷，等量異種電荷，點電荷與帶電平行板間的電場線分布情況，參考課本上的（12-13）頁. 4．總結、擴展 1．重要的科學研究方法 （1）用比值定義物理量 E是用比值來定義的，E=F/q，以往學習過的物質的密度r=m/V,比熱容c=導體的電阻R=速度v=等都有是物理量的比值來定義的，它們有共同的特點，凡是用比值定義的物理量只與比值有關，而與比值中的兩物理量無關，若比值為恒量，則反映了物質的某種性質。 （2）類比的方法 E= F/q 的定義是類比

12、于v=、r= m/V……,類比方法是科學研究的重要方法之一，其優(yōu)點利用已學過的知識去認識有類似特點或規(guī)律的未知抽象的知識。 2，電場力和電場強度的對比較 ? 電場強度E 電場力F 1 是反映電場中各點的力的性質 強弱的物理量 定義公式 E= F/q 指電場對其中電荷的作用力 計算公式F=qE 2 E的大小只決定于電場本身，與電荷q無關。。 F的大小由放在電場中某點的電荷q和該點的場強E的共同決定 3 E是矢量，其方向與正點電荷（+q）在該點受到的電場力的方向相同。對于確定的電場，其中各場強都有確定的方向。 F是矢量，其方向對于正電荷（+

13、q），F與E同向對于負電荷（－q） ，F與E反向。同電荷受力的方向因在電場中的位置而異；同一位置則因受力電荷的電性而異。 4 E的單位 牛/庫 F的單位 牛 背景知識與課外閱讀 用測電筆檢測電場的存在 中學物理中學生接觸的場有三種，即重力場、磁場、電場。對前兩種場，學生可以直接從生活經驗中體驗到，容易感知。而電場的概念是從電荷間相互作用力引入，且靜電實驗效果不夠明顯，即使學生記住概念，但由于缺乏真實感知，對它的存在學生總抱有一種神秘感 應用測電筆可以方便的讓學生直觀的感知到電場的存在。方法是：用靜電感應起電機等靜電高壓發(fā)生源，通過輸電

14、線使兩個相隔一定距離（不發(fā)生為花放電）的金屬體帶電，這時就像通常使用測電筆那樣手持測電筆，在帶電體附近的空間檢則，這時盡管測電筆學有接觸到帶電體，但測電筆中氖管仍然發(fā)光，這說明帶電體周圍存在著電場。這是因為測電筆中氖管就是一個短小的放電管。它的起輝電壓約在60V左右，而通常靜電實驗儀器產生的對地電壓約為數百伏、數千伏、幾萬伏，這樣的電壓是以使氖管起輝發(fā)光。 隨堂練習 1，如圖14-12中A、B、C各點的場強方向及放上點電荷+q 或－q 所受到電場力的方向，并判斷點電荷在哪點受到的電場力最大，哪受到的電場力最小。 2，一質量為m，帶電量為－q 的微小塵埃，在地面附近處于懸浮狀態(tài)，不計空氣浮

15、力，求該處的電場強度E的大小和方向。 3，電荷間的相互作用是通過＿＿＿而發(fā)生的，這些物質的最基本特征。＿＿＿＿ 4由電場強度公式E=F/q可知，在電場中同一點 （ ） A．E 跟F成正比，跟q成反比。 B．無論檢驗電荷 的值如何變化，G、F/q 的值不變。 C，先后用+ q和－q 作為檢驗電荷放在電場中同一點，所受電場力大小相同，則電場強度分別為E和－E D．若 ≠0而F=0，則E=0 5．對公式E=Kq/r2的理解正確的是 ( ) A當 →0時，E→∞ B當 →∞時，E→0 C．某點場強跟點電荷Q無關，只跟該點位置r有關 D．以點電荷Q為圓心，r為半徑的球面上，各點場強相同 6．如圖14-13等量異號電荷﹣Q、Q連線上跟Q相距 的一點A，中垂足跟垂足相距的另一點B，試根據圖給條件，求出EA、EB 的表達式。 答案：1.略 2.mg/q 方向豎直向下一步 3.電場對放入其中的電荷有力的作用 4.BD 5.B 6.EA=kQ[1/x2+1/(L-x)2] EB=kQL/(L2/4+y2)3/2 單位：金太陽教育　姓名：劉占想　E_mail：lzx4149999@