新课标人民教育出版31选修三3电场强度教案9

1、高中物理优秀教案评选第一章 静电场第三节 电场强度作者单位 日照实验高中 姓名 陈彦双【教材分析】教科书从电荷在电场中受力入手，引入了电场强度的概念，明确它是表示电场强弱的物理量。本节主要由“电场强度”“点电荷的电场 电场强度的叠加”“匀强电场”几部分内容组成。【教学目标】一、知识与技能1粗略了解物理学史上对电荷间相互作用力的认识过程。2知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是客观存在的一种特殊的形态。3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的计算。知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的。4能根据库仑定律和电场强度的定义推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行

2、有关的计算。5知道场强的叠加原理，并能应用这一原理进行简单的计算。6.利用电场线描述电场，知道匀强电场的特点。二、过程与方法1经历“探究描述电场强弱的物理量”的过程，获得探究活动的体验。2领略通过电荷在电场中所受静电力研究电场、理想模型法、比值法、类比法等物理学研究方法。三、情感态度与价值观1体验探究物理规律的艰辛与喜悦。2学习科学家严谨科学的态度。【教学重点】1探究描述电场强弱的物理量。2理解电场、电场强度的概念，并会根据电场强度的定义进行有关的计算。【教学难点】探究描述电场强弱的物理量。【教学用具】多媒体课件【教学设计】一、复习提问、新课导入教师：上一节课我们学习了库仑定律，请同学们回忆一

3、下：库仑定律的内容是什么？学生回答：略教师：我们不免会产生这样的疑问：投影展示问题1：真空中？它们之间相隔一定的距离这种相互作用是如何产生的呢？难道能够不需介质超越空间的超距作用吗？展示动画“探究影响电荷间相互作用力的因素”。教师：这个动画大家不陌生，那么相同的带点小球在不同的位置所受作用力不一样，说明了什么？学生回答：库仑力的大小与距离有关。教师：其本质原因又是什么呢？提出疑问，学生思考。 这就是这节课我们要探究的问题。二、新课教学（一）电场教师：请同学们先看一下课本中“电场”部分，然后思考下面两个问题。（1）电荷间的相互作用是如何发生的？ （2）电场有什么特性？ 学生思考教师：法拉第是英国

4、物理学家、化学家，对事物的本质有着非常敏锐的洞察力，在电学上有着突出的贡献。依据法拉第的观点，我们如何描述电荷A、B之间的作用力。师生共析。地球重力场物体重力场对比理解电荷A电场电荷B电场教师启发引导：场都是“物质”它和分子、原子组成的实物一样，虽然我们看不见、摸不着，但它们都具有能量、质量和动量，物体受到的万有引力是靠重力场来完成的，电视机、收音机信号的发射与接受就是靠电场来实现的。教师板书：电场是存在于电荷周围的一种特殊的物质，场与实物是物质存在的两种不同形式。教师：通过前面的分析我们知道电场具有怎样的特性呢？学生回答：对放入其中的电荷有静电力的作用。教师：这种力的作用与电场的强弱有关吗？

5、引导学生科学探究。学生思考（二）电场强度教师：下面我们来探讨三个问题。相同的小球在不同的位置所受作用力不一样，其本质原因是什么呢？学生回答：电场强弱不同。那么如何来描述电场的强弱呢？教师启发：像速度、密度等寻找一个物理量来表示。如何来研究电场？学生思考。教师引导：电场的本领是对场中的其他电荷具有作用力，这也是电场的最明显、最基本的特征之一。因此在研究电场的性质时，我们可以从静电力入手。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。教师：怎样让它表现出来呢？ 学生回答：在电场中放入电荷。教师：对放入的电荷有要求吗？学生回答：试探

6、电荷（检验电荷）教师：什么样的电荷是试探电荷？师生共析对试探电荷的要求。学生回答：带电量非常小的点电荷。教师：下面请同学们仔细观察模拟实验的动画演示，并描述你看到的现象说明了什么。多媒体动画模拟：不同位置偏角不同增加试探电荷带电量偏角均增加学生回答：不同位置受力不同；同一位置试探电荷带电量增加，受力增大。教师：下面我们再通过表格定量地来看一看：将表格填完整，并分析、比较表格中的数据有什么特点和规律，看你能否得出如何来描述电场的强弱。多媒体展示表格，学生回答后依次填入：F1、F2、F3及F1F2F3；2F1、3F1、4F1、nF1等。表一：（P1位置）试探电荷q2q3q4qnq静电力F12F13

7、F14F1nF1 表二：（P2位置）试探电荷q2q3q4qnq静电力F22F23F24F2nF2表三：（P3位置）试探电荷q2q3q4qnq静电力F32F33F34F3nF3（学生思考并交流讨论）学生回答：（1）不同的电荷，即使在电场中的同一点，所受静电力也不同，因而不能直接用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱；（2）电场中同一点，比值F/q是恒定的，与试探电荷的电荷量无关；（同一张表格）（3）在电场中不同位置比值F/q不同。（三张表格比较）师生共同小结：比值由电荷q在电场中的位置决定，与电荷q的电荷量大小无关，它才是反映电场性质的物理量。教师：在物理学中我们定义放入电场中某点的电荷所受的静

8、电力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度。并板书。1定义：在物理学中我们定义放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度。2.定义式：E=F/q教师：以前我们还学过哪些物理量是用比值法来定义的？学生回答：略。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教师介绍另一种单位并板书。3单位：N/C或V/m，1N/C1V/m教师结合板画：在电场中不同位置，同种电荷受力方向不同，说明场强是矢量还是标量？学生回答：矢量教师结合板画：电场中同一点放入正电荷和负电荷受力方向不同，如何确定场强的方向呢？教师：在物理学中作出了这样的规定。教师板书4方向：电

9、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。教师：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。地球重力加速度g重力加速度对比理解负点电荷A电场强度E电场强度例1：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。（1）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；（2）若所放试探电荷为-2q，结果如何？（3）如果移走所放的试探电荷呢？师生共同归纳总结：1点电荷电场的场强大小与方向。2电场强度是描述电场（力的）性质的物理量，在静电场中，它不随时间改变。电场中某点的场强完全

10、由电场本身决定，与是否放入电荷，放入电荷的电荷量、电性无关。注意：辨析和的关系，强调的适用条件。（三）点电荷的电场强度例2.如图所示，真空中有两个点电荷Q1+30×10-8C和Q230×10-8C，它们相距01m，A点与两个点电荷的距离r相等，r01m。求：（1）电场中A点的场强；（2）在A点放入电量q1×10-6C，求它受的电场力。教师：题中场源电荷不止一个，如何来确定电场中某点的场强？学生：平行四边形定则（四）场强的叠加教师：根据场强的叠加原理对于一个比较大的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。教师：根据以上

11、方法，同学们设想一下一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）外部产生电场的场强，如何求解？学生思考后回答：等效成电荷量集中于球心的点电荷。（五）电场线师：现在，我们面对的是电场，电场也是看不见摸不着的，但我们坚信：它既然是一种客观存在的物质，那它的规律就一定是可以被我们认识的。下面，让我们先来做一个有趣的实验。演示：静电起电机高压放电。师：这就是我们熟悉的静电起电机。（边做边讲）看到这个情景，同学们可能会联想到电闪雷鸣；要击穿空气发生火花放电，需要很高的电压。现在两极间电压就高达上万伏。哪位勇敢的同学能自告奋勇上来试一试？（让学生站在泡沫板上，一手抓住起电机的一极；教师摇动起电机。）师：你有什么感

12、觉？带电了吗？生：没有。师：究竟有没有带电，我们可以通过验电器来检验一下。（让学生手摸验电器，发现验电器张角变很大）师：看来，这位同学带电了，那么，他的周围就一定具有电场，大家“看见”了吗？生：没有。师：那好，我们给他带上一顶特别的帽子（给学生带上粘有验电羽的帽子）；先给他整理一下头发；（再次摇动起电机后）这位同学的“头发”都竖起来了好象怒发冲冠的样子！师：“头发”为什么会竖起来？生：带电的头发受到电场力的作用。师：对，我们还注意到“头发”竖得很有规律可以间接地反映出电场的分布也是具有一定规律的。既然这样，电场也可以像磁场那样，用一组曲线来形象直观地描述它的分布规律这就是我们今天要研究的“电场

13、线”。（板书课题：电场线） 1电场线：在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，这样的曲线叫做电场线 【注意】电场线不是电场里实际存在的线，而是形象地描述电场的假想的线，电场虽然抽象但它是客观存在的物质，电场线虽然形象但它仅是假想的线2电场线的特点 （1）在静电场中，电场线起始于正电荷，终止于负电荷 对孤立的正电荷，可认为负电荷在无穷远处，电场线由正电荷出发伸向无穷远；对孤立的负电荷，可认为正电荷在无穷远处，电场线由无穷远处伸向负电荷 （2）电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致 过电场线上某点的切线方向是指跟电场线的行进方向一致的那个方向，如图所示 （3）电

14、场线的疏密程度表示电场强度的大小，电场线越密的地方，场强越大；电场线越稀的地方，场强越小 （4）两条电场线不能相交 电场中某处的场强大小和方向是惟一确定的，如果两条电标场线相交就不能惟一地确定出场强方向，同时在相交点处由于电场线密不可分，因而也不可能反映出场强的大小（二）几种常见的带电体周围的电场线分布1点电荷的电场线分布：正电荷的电场线从正电荷出发延伸到无限远，负电荷的电场线无限远处延伸到负电荷，如图所示2两个等量点电荷的电场线分布：等量异种电荷的电场线从正电荷出发到负电荷终止；等量同种电荷的电场线从正电荷出发延伸到无限远，或从无限远延伸到负电荷，如图所示 3点电荷与带电平板的电场线分布，如

15、图所示4带等量异种电荷两靠近的平行金属板间的电场线分布如图所示 上述几种电场中的电场线分布情况可以由感应起电机使静电羽带电，根据静电羽丝线的分布情况来演示、模拟出电场线的大致分布情况（三）匀强电场 1匀强电场：电场强度的大小和方向处处相同的电场，叫做匀强电场 2匀强电场的电场线：是一组等间隔的平行线3匀强电场的实例：两块靠近的平行金属板，大小相等，互相正对，分别带有等量的正负电荷，它们之间电场除边缘附近外是匀强电场三、课堂小结通过本节课的学习，我们知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是存在于电荷周围的一种特殊的物质，它最基本的特征是对放入其中的电荷具有力的作用。正是利用电场的这一特性，引

16、入了试探电荷，研究其所受静电力特点，来探究描述电场强弱的物理量电场强度。电场强度是用比值法定义的，它是矢量，既有大小，又有方向。用电场线形象描述电场，理解匀强电场的特点。【教学评价】一、基础练习 1下面关于电场的叙述正确的是 （ ）A两个未接触的电荷发生了相互作用，一定是电场引起的B只有电荷发生相互作用时才产生电场C只要有电荷存在，其周围就存在电场DA电荷受到B电荷的作用，是B电荷的电场对A电荷的作用2下列关于电场强度的叙述正确的是 （ ）A电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力B电场中某点的场强与该点检验电荷所受的电场力成正比C电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点所受电场力的方向

17、D电场中某点的场强与该点有无检验电荷无关3电场强度的定义式为EF/q （ ）A该定义式只适用于点电荷产生的电场BF是检验电荷所受到的力，q是产生电场的电荷电量C场强的方向与F的方向相同D由该定义式可知，场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比4A为已知电场中的一固定点，在A点放一电量为q的电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则 （ ）A若在A点换上q，A点场强方向发生变化B若在A点换上电量为2q的电荷，A点的场强将变为2EC若在A点移去电荷q，A点的场强变为零DA点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关5对公式的几种不同理解，错误的是（ ）A当r0时，EB发r时，E0C某点的

18、场强与点电荷Q的大小无关D在以点电荷Q为中心，r为半径的球面上，各处的电场强度都相同6关于电场线的说法，正确的是 （）A电场线的方向，就是电荷受力的方向B正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动C电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大D静电场的电场线不可能是闭合的二、基础过关1如图1所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用EA、EB表示A、B两处的场强，则 ( )AA、B两处的场强方向相同B因为A、B在一条电场上，且电场线是直线，所以EAEBC电场线从A指向B，所以EAEBD不知A、B附近电场线的分布情况，EA、EB的大小不能确定2真空中两个等量异种点电荷电量的值

19、均为q，相距r，两点电荷连线中点处的场强为 ( )A0 B2kqr2C4kqr2 D8kqr23四种电场的电场线如图2所示一正电荷q仅在电场力作用下由M点向N点作加速运动，且加速度越来越大则该电荷所在的电场是图中的 ( )4图3表示一个电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时，测得检验电荷所受电场力与电量间的函数关系图像，那么下列说法中正确的是 ( )A该电场是匀强电场B这四点场强的大小关系是EdEaEbEcC这四点场强的大小关系是EaEbEcEdD无法比较这四点场强大小关系5如图4，真空中三个点电荷A、B、C，可以自由移动，依次排列在同一直线上，都处于平衡状态，若三个电荷的带电量、电性及相互距离都未知，但ABBC，则根据平衡条件可断定 ( )AA、B、C分别带什么性质的电BA、B、C中哪几个带同种电荷，哪几个带异种电荷CA、B、C中哪个电量最大DA、B、C中哪个电量最小6在x轴上有两个点电荷，一个带正电荷Q1，另一个带负电荷Q2，且Q12Q2，用E1、E2表示这两个点电荷所产生的场强的大小，则在x轴上，E1E2的点共有_处，其中_处的合场强为零，_处的合场强