2019-2020年高中物理 1.3 電場 電場強(qiáng)度和電場線教案 教科版選修3-1.doc

2019-2020年高中物理 1.3 電場 電場強(qiáng)度和電場線教案 教科版選修3-1教學(xué)三維目標(biāo)（一）知識與技能1知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的，知道電場是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài)2理解電場強(qiáng)度的概念及其定義式，會根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算，知道電場強(qiáng)度是矢量，知道電場強(qiáng)度的方向是怎樣規(guī)定的3能根據(jù)庫侖定律和電場強(qiáng)度的定義式推導(dǎo)點(diǎn)電荷場強(qiáng)的計(jì)算式，并能用此公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算4知道電場的疊加原理，并應(yīng)用這個(gè)原理進(jìn)行簡單的計(jì)算（二）過程與方法通過分析在電場中的不同點(diǎn)，電場力F與電荷電量q的比例關(guān)系，使學(xué)生理解比值F/q反映的是電場的強(qiáng)弱，即電場強(qiáng)度的概念；知道電場疊加的一般方法。 （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會分析和處理電場問題的一般方法。重點(diǎn)：電場強(qiáng)度的概念及其定義式難點(diǎn)：對電場概念的理解、應(yīng)用電場的疊加原理進(jìn)行簡單的計(jì)算教學(xué)過程（一）引入新課問題引入：電荷間的相互作用力是怎樣產(chǎn)生的？（二）新課教1、電場： 啟發(fā)學(xué)生從哲學(xué)角度認(rèn)識電場，理解電場的客觀存在性，不以人的意識為轉(zhuǎn)移，但能為人的意識所認(rèn)識的物質(zhì)屬性利用課本圖145說明：電荷A和B是怎樣通過電場與其他電荷發(fā)生作用電荷A對電荷B的作用，實(shí)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(shí)際上是電荷B的電場對電荷A的作用（1）電荷之間的相互作用是通過特殊形式的物質(zhì)電場發(fā)生的，電荷的周圍都存在電場.特殊性：不同于生活中常見的物質(zhì)，看不見，摸不著，無法稱量，可以疊加.物質(zhì)性：是客觀存在的，具有物質(zhì)的基本屬性質(zhì)量和能量.（2）基本性質(zhì)：主要表現(xiàn)在以下幾方面引入電場中的任何帶電體都將受到電場力的作用，且同一點(diǎn)電荷在電場中不同點(diǎn)處受到的電場力的大小或方向都可能不一樣.電場能使引入其中的導(dǎo)體產(chǎn)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象.當(dāng)帶電體在電場中移動時(shí)，電場力將對帶電體做功，這表示電場具有能量.可見，電場具有力和能的特征提出問題：同一電荷q在電場中不同點(diǎn)受到的電場力的方向和大小一般不同，這是什么因素造成的？引出電場強(qiáng)度的概念：因?yàn)殡妶鼍哂蟹较蛐砸约案鼽c(diǎn)強(qiáng)弱不同，所以靠成同一電荷q在電場中不同點(diǎn)受到的電場力的方向和大小不同，我們用電場強(qiáng)度來表示電場的強(qiáng)弱和方向2、電場強(qiáng)度(E)：由圖1.2-1可知帶電金屬球周圍存在電場。且從小球受力情況可知，電場的強(qiáng)弱與小球帶電和位置有關(guān)。引出試探電荷和場源電荷-（1）關(guān)于試探電荷和場源電荷-（詳見P12）注意：檢驗(yàn)電荷是一種理想化模型，它是電量很小的點(diǎn)電荷，將其放入電場后對原電場強(qiáng)度無影響指出：雖然可用同一電荷q在電場中各點(diǎn)所受電場力F的大小來比較各點(diǎn)的電場強(qiáng)弱，但是電場力F的大小還和電荷q的電量有關(guān)，所以不能直接用電場力的大小表示電場的強(qiáng)弱實(shí)驗(yàn)表明：在電場中的同一點(diǎn)，電場力F與電荷電量q成正比，比值F/q由電荷q在電場中的位置所決定，跟電荷電量無關(guān)，是反映電場性質(zhì)的物理量，所以我們用這個(gè)比值F/q來表示電場的強(qiáng)弱（2）電場強(qiáng)度定義：電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度，簡稱場強(qiáng)用E表示。公式（大小）：E=F/q （適用于所有電場）單位：N/C 意義P13提出問題：電場強(qiáng)度是矢量，怎樣表示電場的方向呢？方向性：物理學(xué)中規(guī)定，電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向跟正電荷在該點(diǎn)所受的電場力的方向相同指出：負(fù)電荷在電場中某點(diǎn)所受的電場力的方向跟該點(diǎn)的場強(qiáng)方向相反帶領(lǐng)學(xué)生討論真空中點(diǎn)電荷周圍的電場，說明研究方法：將檢驗(yàn)電荷放入點(diǎn)電荷周圍的電場中某點(diǎn)，判斷其所受的電場力的大小和方向，從而得出該點(diǎn)場強(qiáng)唯一性和固定性電場中某一點(diǎn)處的電場強(qiáng)度E是唯一的，它的大小和方向與放入該點(diǎn)電荷q無關(guān)，它決定于電場的源電荷及空間位置，電場中每一點(diǎn)對應(yīng)著的電場強(qiáng)度與是否放入電荷無關(guān).帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)出真空中點(diǎn)電荷周圍電場的大小和方向在此過程中注意引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)公式E=F/q和E=kQ/r2的區(qū)別及聯(lián)系3、（真空中）點(diǎn)電荷周圍的電場、電場強(qiáng)度的疊加（1）點(diǎn)電荷周圍的電場大?。篍=kQ/r2 （只適用于點(diǎn)電荷的電場）方向：如果是正電荷，E的方向就是沿著PQ的連線并背離Q；如果是負(fù)電荷：E的方向就是沿著PQ的連線并指向Q(參見課本圖147)說明：公式E=kQ/r2中的Q是場源電荷的電量，r是場中某點(diǎn)到場源電荷的距離從而使學(xué)生理解：空間某點(diǎn)的場強(qiáng)是由產(chǎn)生電場的場源電荷和該點(diǎn)距場源電荷的距離決定的，與檢驗(yàn)電荷無關(guān)提出問題：如果空間中有幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在，此時(shí)各點(diǎn)的場強(qiáng)是怎樣的呢？帶領(lǐng)學(xué)生由檢驗(yàn)電荷所受電場力具有的疊加性，分析出電場的疊加原理（2）電場強(qiáng)度的疊加原理：某點(diǎn)的場強(qiáng)等于該點(diǎn)周圍各個(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和先分析方法后舉例：先在同一直線再不在同一直線。例如：課本圖1.3-3中P點(diǎn)的場強(qiáng)，等于Q1在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)E1和Q2在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)E2的矢量和從而使學(xué)生進(jìn)一步理解到，任何帶電體都可以看做是有許多點(diǎn)電荷組成的利用點(diǎn)電荷場強(qiáng)的計(jì)算公式及疊加原理就可以計(jì)算出其周圍各點(diǎn)場強(qiáng)【例題】（課本P9例題演變）在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1=3.010-8C和Q2=3.010-8C，它們相距0.1m，求電場中A點(diǎn)的場強(qiáng)A點(diǎn)與兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離相等，r=0.1m分析：點(diǎn)電荷Q1和Q2的電場在A點(diǎn)的場強(qiáng)分別為E1和E2，它們大小相等，方向如圖所示，合場強(qiáng)E在E1和E2的夾角的平分線上，此平分線跟Q1和Q2的連線平行解：E=E1cos60E2cos60=2E1cos60=2kQ1cos60/r2代入數(shù)值得 E=2.7104N/C可以證明：一個(gè)半徑為R的均勻球體（或球殼）在外部產(chǎn)生的電場，與一個(gè)位于球心的、電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場相同，球外各點(diǎn)和電場強(qiáng)度一樣即：E=kQ/r24、電場線（1）電場線：電場線是畫在電場中的一條條有方向的曲線，曲線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向。（2）電場線的基本性質(zhì)電場線上每點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向.電場線的疏密反映電場強(qiáng)度的大小(疏弱密強(qiáng)).靜電場中電場線始于正電荷或無窮遠(yuǎn)，止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn).它不封閉，也不在無電荷處中斷.任意兩條電場線不會在無電荷處相交(包括相切)介紹各種點(diǎn)電荷電場線的分布情況。【演示】模擬電場線指出：電場線是為了形象描述電場而引入的，電場線不是實(shí)際存在的線。5、勻強(qiáng)電場(1)定義：電場中各點(diǎn)場強(qiáng)的大小相等、方向相同的電場就叫勻強(qiáng)電場.(2)勻強(qiáng)電場的電場線：是一組疏密程度相同(等間距)的平行直線.例如，兩等大、正對且?guī)У攘慨惙N電荷的平行金屬板間的電場中，除邊緣附近外，就是勻強(qiáng)電場.如圖14.3-1.常見電場的電場線電場電場線圖樣簡要描述正點(diǎn)電荷發(fā)散狀負(fù)點(diǎn)電荷會聚狀等量同號電荷相斥狀等量異號電荷相吸狀勻強(qiáng)電場平行的、等間距的、同向的直線（三）【小結(jié)】對本節(jié)內(nèi)容做簡要的小結(jié)鞏固練習(xí)1下列說法中正確的是：ABC A只要有電荷存在，電荷周圍就一定存在著電場B電場是一種物質(zhì)，它與其他物質(zhì)一樣，是不依賴我們的感覺而客觀存在的東西C電荷間的相互作用是通過電場而產(chǎn)生的，電場最基本的性質(zhì)是對處在它里面的電荷有力的作用2下列說法中正確的是：BC A電場強(qiáng)度反映了電場的力的性質(zhì)，因此場中某點(diǎn)的場強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受的電場力成正比B電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)等于F/q，但與檢驗(yàn)電荷的受力大小及帶電量無關(guān)C電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向即檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)的受力方向D公式E=F/q和E=kQ/r2對于任何靜電場都是適用的3下列說法中正確的是：ACD A場強(qiáng)的定義式E=F/q中，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力，q是放入電場中的電荷的電量B場強(qiáng)的定義式E=F/q中，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場的電荷的電量C在庫侖定律的表達(dá)式F=kq1q2/r2中kq2/r2是電荷q2產(chǎn)生的電場在點(diǎn)電荷q1處的場強(qiáng)大小，此場對q1作用的電場力F=q1kq2/r2，同樣kq1/r2是電荷q1產(chǎn)生的電場在點(diǎn)電荷q2處的場強(qiáng)的大小，此場對q2作用的電場力F=q2kq1/r2D無論定義式E=F/q中的q值(不為零)如何變化，在電場中的同一點(diǎn)，F(xiàn)與q的比值始終不變4討論電場力與電場強(qiáng)度的區(qū)別于聯(lián)系說明1電場強(qiáng)度是表示電場強(qiáng)弱的物理量，因而在引入電場強(qiáng)度的概念時(shí)，應(yīng)該使學(xué)生了解什么是電場的強(qiáng)弱，同一個(gè)電荷在電場中的不同點(diǎn)受到的電場力的大小是不同的，所受電場力大的點(diǎn)，電場強(qiáng)2應(yīng)當(dāng)使學(xué)生理解為什么可以用比值F/q來表示電場強(qiáng)度，知道這個(gè)比值與電荷q無關(guān)，是反映電場性質(zhì)的物理量用比值定義一個(gè)新的物理量是物理學(xué)中常用的方法，應(yīng)結(jié)合學(xué)生前面學(xué)過的類似的定義方法，讓學(xué)生領(lǐng)會電場強(qiáng)度的定義3應(yīng)當(dāng)要求學(xué)生確切地理解E=F/q和E=kQ/r2這兩個(gè)公式的含義，以及它們的區(qū)別和聯(lián)系4應(yīng)用電場的疊加原理進(jìn)行計(jì)算時(shí)不應(yīng)過于復(fù)雜，一般只限于兩個(gè)電場疊加的情形通過這種計(jì)算，使學(xué)生理解場強(qiáng)的矢量性5電場線是為了形象描述電場而引入的，電場線不是實(shí)際存在的線。教后記：1、 對于兩個(gè)公式的理解以及電場強(qiáng)度的定義還存在問題，要通過題目去強(qiáng)化。2、 對于幾種典型問題，學(xué)生死記答案，要讓他們養(yǎng)成分析題目的習(xí)慣。3、 學(xué)生對于計(jì)算題過于依賴計(jì)算器，要讓他們養(yǎng)成手算習(xí)慣。