高中物理1.3《电场强度》教案新人教版选修3-1

-1-1.3《电场强度》示范教案教学目的：1、知道电荷相互作用是通过电场发生的；2、理解电场强度和电场线的概念。3、用电场强度概念求点电荷产生电场的电场强度；4、知道几种典型电场的电场线分布。5、以电场线描述电场为例，渗透用场线描述矢量场的方法。过程与方法：通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。情感态度与价值观：培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。重点：电场强度的概念及其定义式难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算能力目标：1、能运用已学过的知识来帮助理解，理解电荷作用靠电场传递。2、通过实验及对实验结果的观察、分析，得出对有关现象的本质认识教学方法：1、复习导入新课，提出新课题；2、设问激疑，通过引导，充分调动学生积极思考，体现学生主体地位；3、类比释疑，由已知的相类似知识，通过类比、分析，使得抽象概念能够较顺利地建立；4、实验分析，定性与定量相互结合，使具体现象直观表达抽象概念，并充分运用多媒体辅助，动画模拟扩大实验成效。教具：幻灯片，计算机，铜丝，塑料笔。【教学过程】一、复习提问：师：上一节，我们认识了电现象中的电荷，包括点电荷，元电荷及电荷之间存在的相互作用。什么是点电荷？电荷相互作用有什么规律？哪位同学来帮我们回顾一下？电荷之间有相互作用，我们把这个作用的电力叫库仑力或静电力。电荷之间的作用力是怎样发生的呢？今天我们就来研究这个问题。二、新课学习：踢足球时，脚要直接接触球（看图片），实验演示：两个带电小球靠近，生答：带电小球受到原电荷的作用力。电荷间的作用没有“接触”，难道电荷作用是“超距作用”？生答：不接触类比重力的产生，可总结出是场的作用，叫做电场。1、电场：.(1)任何带电体周围产生的一种特殊物质。电场看不见，又摸不着，怎样去认识它、研究它？动手实验：利用手中的塑料笔使其摩擦带电，并让其靠近悬挂的铜丝。-2-现象：塑料笔吸引铜丝，铜丝偏角可达到60度。（2）基本性质：电场能对处在其中的电荷有力的作用，提示学生：电场分布强弱不同。进一步研究电场分布。引入形成电场的场源电荷Q，又引入一个试探电荷q，q必须很小，可看成点电荷。而且q电量也少，不影响源电荷Q的电场。大家观看演示，同一电荷q在源电荷Q附近，不同位置处，静止时受力有何特点？受力大小不等，那说明了什么？电场不同位置，会有强弱不同。这使我们想到，如何表示一个电场不同位置的强弱呢？用什么表达更确切？刚才，试探电荷q在不同位置受力不同，那么是否电场力就可用来表示电场的强弱呢？为什么不能用电场力表示电场强弱？演示电场中同一点，放不同的试探电荷，结果：同一位置不同电荷受力却不等。显然不能用试探电荷受的力的大小表示电场。是什么使其受力不等呢？显然，不是电场本身变化了，而是不影响电场的试探电荷。比值qF在电场中同一点是不变的。比值qF反映了什么呢？是电场的强弱分布。2．电场强度：（1）试探电荷：（2）定义：物理学中把放入电场中某一点的检验电荷受到的电场力与它的电量的比值叫做这一点的电场强度。简称场强。①定义式：qFE（适用于任何电场）②比值定义法：ρ=m/vv=s/t提示分析ρ与m，v的关系，总结出:电场中某一点的场强与场源电荷的带电量有关，与场中的位置有关，而与检验电荷无关。③物理意义：描述某点电场的强弱和方向，④单位：牛/库（N/C）⑤矢量性：我们规定电场中某点的场强方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同，那么负电荷所受电场力的方向与电场强度方向相反。(做图演示)知道某点电场强度，有何用途呢？比如F=E·q说明了什么？已知E，马上可确定点电荷受力了。下面我们一起来试试，利用电场强度定义及库仑定律，设法推导点电荷产生的电场中某点电场强度。（3）真空中点电荷的电场强度：（设场源电荷+Q，试探q，在r处，由库仑定律F=2rkQq∵E=qF）①表达式：E=2rkQ-3-画图，该A处，正试探电荷q受力背离连线向外，（再举例-q的试探电荷）总结得出：②方向：正点电荷在各点处电场强度方向都是背离场源电荷向外。么所有物体都是很紧密的物质，但事实不是这样）（负电荷给学生讨论总结出来。）③大小与Q和r有关。说明：公式E=kQ/r2中的Q是场源电荷的电量，r是场中某点到场源电荷的距离．从而使学生理解：空间某点的场强是由产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离决定的，与检验电荷无关．提出问题：如果空间中有几个点电荷同时存在，此时各点的场强是怎样的呢？带领学生由检验电荷所受电场力具有的叠加性，分析出电场的叠加原理．（4）电场强度的叠加原理：某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和．先分析方法（P13-14）后举例：先在同一直线再不在同一直线。例如：课本图1.3-3中P点的场强，等于＋Q1在该点产生的场强E1和Q2在该点产生的场强E2的矢量和．从而使学生进一步理解到，任何带电体都可以看做是有许多点电荷组成的．利用点电荷场强的计算公式及叠加原理就可以计算出其周围各点场强．当堂练习：1．下列说法中正确的是：[ABC]A．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B．电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西C．电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用2．下列说法中正确的是：[BC]A．电场强度反映了电场的力的性质，因此场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比B．电场中某点的场强等于F/q，但与检验电荷的受力大小及带电量无关C．电场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向D．公式E=F/q和E=kQ/r2对于任何静电场都是适用的3．下列说法中正确的是：[ACD]A．场强的定义式E=F/q中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中的电荷的电量B．场强的定义式E=F/q中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电量C．在库仑定律的表达式F=kq1q2/r2中kq2/r2是电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，此场对q1作用的电场力F=q1×kq2/r2，同样kq1/r2是电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强的大小，此场对q2作用的电场力F=q2×kq1/r2D．无论定义式E=F/q中的q值(不为零)如何变化，在电场中的同一点，F与q的比值始终不变3.电场线电场线在每一点的切线方向表示该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的大小。-4-（用计算机展示几种典型电场线的分布图，并介绍它们的特点）问：根据我们所看到的几种电场线，谁能归纳一下电场线的方向有什么特点？教师归纳：电场线总是从正电荷出发，终止于负电荷或无穷远，如果只有负电荷，则电场线来自无穷远，终止于负电荷。问：任意两条电场线都不会相交，这是为什么？教师归纳：如果相交，则交点就会有两个切线方向，而同一点场强的大小和方向是唯一的。实验模拟以上几种典型的电场线。归纳：大家要特别注意一个问题：我们虽然可以用实验模拟电场线的分布，但是，电场线并不是电场中真实存在的曲线，它只是我们为了形象地描述电场而引入的。大家知道，法拉第首先提出了电场，并用电场线形象地描述电场的分布，这在物理学中是非常重要的。虽然法拉第当时认为电场线是真实的曲线，这是不对的，但是，法拉第的场线思想却是非常宝贵的。用场线来形象地描绘矢量场的分布这种方法一直被普遍地采用着。4匀强电场如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫匀强电场。见课本图。课堂小结：1．电场的性质：电荷在其周围空间产生电场，电场对处在场中的其他电荷有力的作用。2．“场”的特点：在空间有分布，同一电场中的不同点，电场强度的大小和方向不同。3．电场强度的定义4．点电荷的场强公式5．叠加原理【作业布置】P161.2.6.7