电场强度教案

《电场强度》教案

授课人 李传林

一、教材分析

本堂课采用的是人教版高中物理选修3-1第一章第三节。

电场是一种物质，对这一点的认识，课本是先从电荷间的相互作用要通过物质做媒介引进电场的。电场因为它看不见、摸索不着，比较抽象，故可先把它接受下来，在学习中逐渐加深对它的认识。

本节主要由“电场”“电场强度”“点电荷的电场”“电场的叠加”四部分组成。电场强度是本章的重点，它的概念的建立又是本章的难点。

二、教学目标

1．知识与技能

（1）知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是一种特殊的物质形态；

（2）理解电场强度的概念及其定义，会根据电场强度的定义进行有关计算。知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的；

（3）推导并掌握点电荷的场强公式，知道电场的叠加原理，会进行简单计算。

2．过程与方法

（1）通过设置问题启发学生思考，使学生初步掌握研究抽象物理量的思维方法；

（2）通过组织探究和验证实验过程，训练学生观察与总结的能力，运用数学的控制变量法和比值定义法处理物理问题的方法；

（3）让学生亲身经历科学规律探究过程，认识探究意义、尝试探究方法、培养探究能力和创新精神。

3．情感、态度与价值观

（1）通过对场的概念学习，知道自然界有两种物质－－实物粒子和场，提高对客观世界的认识层次；

（2）通过探究和验证等活动，培养学生与人交流的合作精神，以及关注社会、积极参与的意识；

（3）通过探究培养学生实事求是、精益求精、锲而不舍的探索精神。

三、教学重点

电场强度的定义式的获得过程

四、教学难点

电场强度概念的建立

五、教学过程

复习库仑定律

教师:相互作用的电荷需要接触吗? 学生：不需要。

教师：像这样不需要接触也能产生的作用力还有哪些？ 学生：磁力，万有引力。

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教师：不接触的物体之间是怎样产生作用的呢? 进入新课

教师：曾经有人认为这是超距作用，这种作用可以跨过时间和空间而直接产生。但这种说法带有神秘色彩，很多科学家并不赞同。十九世纪英国物理学家法拉第提出了自己的观点。

学生阅读课本，总结法拉第观点。 教师板书：一、电场

配合课件，教师：法拉第的观点指出了电场的来源和明显的特征。 板书：1、来源：

2、基本性质：

了解了法拉第的观点，我们就可以解释不接触的电荷之间也可以产生作用。 学生解释：（略）。

教师：现代物理学理论和实验证实了法拉第的观点，并发展了他的观点：场与实物是物质存在的两种不同形式。

板书：3、一种物质

提问：电场是客观存在的，但它看不见、摸不着，我们应该怎么样去研究它呢。我们有类似的经验可以借鉴吗？

学生：初中学过用小磁针放在磁场中来研究磁场。 教师：那么我们应该用什么来研究电场呢？ 学生：电荷。

教师：对于像电场这样，看不见，摸不到，但又客观存在的物质，可以根据它表现出来的性质来研究它，这是物理学中常用的研究方法。对电荷有什么要求吗？

学生猜测：体积要小，可以看作质点；产生的电场对我们要研究的电场影响要小。

教师：体积小，这样可以研究电场中的每一点；电荷会产生电场，要使引入的电荷产生的电场对研究的电场影响尽可能小，要求引入的电荷的电量尽可能小。这样的电荷我们称之为试探电荷或检验电荷。从以上分析可知，试探电荷也是一个理想模型。

演示实验：

O

P

+

2

教师：使一个金属球带上正电荷，在金属球周围会激发出电场，金属球上所带电荷我们称为场源电荷。同样使可以看作质点的金属小球带上少量同种电荷，用轻细线悬挂在电场中的O点，然后移到P点。1、悬线为什么与竖直方向有夹角？

学生：受到静电力。

继续提问：2、为什么悬线在O、P两个位置与竖直方向的夹角不同？ 学生：受到静电力大小不同。

继续提问：3、这反映了电场的什么性质？ 学生思考后回答：电场有强弱。

教师：能说电荷受到的静电力越大，电场就越强吗？

学生1：除了电荷受到的静电力，还可能与试探电荷的电量有关 学生2：不能，电场是场源电荷产生的，应该与试探电荷无关。 教师：我们应该用哪个物理量来描述电场的强弱呢？我们可以利用库仑定律和变量控制法来定量的探究一下。请同学们完成下面的表格。

课件：在Ｏ位置放置场源电荷Ｑ=+1.0╳10-９

C，在其产生的电场中的Ａ位置和Ｂ位置分别

放入不同的试探电荷q，ＯＡ＝0.1m，ＯＢ＝0.3m。试计算试探电荷所受静电力所受的大小，填入下表：（k=9.0╳10

9

N·m2/C2）

q1=+1.0╳10C q2=+2.0╳10C q3=+3.0╳10C -12-12-12电荷在A点所受静电力FA 电荷在B点所受静电力FB 教师：这些数据有什么规律？ 学生分组讨论。

得出结论：１、横向比较：同一电荷离场源越远，受到的力越小，电场越弱；

２、纵向比较：不同电量的电荷在电场中的同一点所受的静电力与试探电荷所带电量成正比。 教师：请同学们算出这个比值。

通过上面的分析，我们可以用什么来定义电场的强弱呢？ 学生：试探电荷受到的静电力与其电量的比值。

教师：科学家做了更多的实验和研究，得到了和同学们相同和结论，并把这个比值称为电场强度。电场强度是用来描述电强度的物理量。

板书：二、电场强度

定义式：Ｅ＝Ｆ／q

教师：从它的定义式可以看出电场强度的单位吗？

学生回答：可以，N/C

用比值定义法定义的物理量都是反映物质本身的一种属性，与参与定义的物理量无关。同样的电场强度也是反映了电场本身的一种属性，电场中某点的场强完全由电场本身决定，与是否放入试探电荷无关。

这种定义物理量的方法称为比值定义法，大家知道的还有哪些？ 学生：密度、电阻、压强、速度

教师：根据定义式，请同学们猜想，电场强度是矢量还是标量？ 学生：矢量

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教师：在物理学中作出了这样的规定：电场中某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受静电力的方向相同。按照这个规定，如果放入电场中的是负电荷呢？

学生回答：与负电荷在电场中某点所受静电力的方向相反。 板书：方向：与正电荷在该点所受的静电力的方向相同。

课件播放：点电荷是最简单的场源电荷。设一个点电荷的电荷量为+Q，与之相距为r的A点放一试探电荷，所带电荷量为+q。试用所学的知识推导A点的场强的大小，并确定场强的方向。

学生练习，教师板书：三、点电荷的电场 学生黑板上写出答案。 辨析EFQQ和EK2的关系，强调EK2的适用条件。 qrr配合课件，教师：在上题中，在距Ａ点也为r的另一位置放置一个电荷量为－Ｑ的点电荷，Ａ点的场强又是怎样的？

学生思考并作答。

教师：为什么不直接相加？

学生：场强是矢量，应遵守平形四边形定则。

教师：不能看成点电荷的带电物体产生电场的场强如何确定？ 学生思考后回答：无限等分成若干个点电荷。

课件展示：电场的叠加原理：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。

板书：四、电场强度的叠加

课堂小结：本节课我们学习了如何去研究一种看不见的物质，并用比值法定义了电场强度来描述电场强弱的物理量。在探究过程中我们用到了很多的物理方法，同学们在课外可以认真体会下。

六、板书设计

电场强度

一、电场 ① 来源

② 基本性质 ③ 物质

二、电场强度

定义式：Ｅ＝Ｆ／q 单位 Ｎ／Ｃ

方向 与正电荷在该点所受的静电力的方向相同 三、点电荷的场强 Ｅ＝kQ/r

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四 、电场强度的叠加

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