9.3 电场 电场强度 教学设计-2021-2022学年人教版（2019）高中物理必修第三册

第9章 静电场及其应用 第3节 电场 电场强度 安徽省临泉第一中学 郭雪鹏 1、 教学内容分析 《电场 电场强度》是《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》必修课程必修3模块中“静电场”主题下的内容，课程标准要求为：“知道电场是一种物质。了解电场强度，体会用物理量之比定义新物理量的方法。会用电场线描述电场。”《普通高中物理课程标准(2017年版)解读》对该条目的解说是：本条目要求通过电场对电荷的作用来检验电场的存在，了解电场是物质存在的形式之一，知道电场对位于其中的电荷有作用力。通过检验电荷在具体电场中受到电场力情况，了解电场强度是描述电场强弱的物理量，是描述电场力的性质的物理量；知道用物理量比值定义法定义新物理量——电场强度，知道电场强度的客观性和矢量性。通过比值法定义电场强度，体会比值法定义物理量的重要方法。通过对等量异种电荷电场强度的计算，了解电场强度的叠加原理。让学生知道电场线是为了形象描述电场而引入的，同时能通过电场线的分布了解两个等量异种点电荷周围的电场线。通过电场线描述电场强弱分布，体会使概念具体化、形象化是科学研究中的一种重要方法。 2、 学情分析 从知识层面，学生学习过库仑定律，理解静电力的大小和方向，会计算电荷间的作用力大小。初中学生学习过磁场概念，知道磁体间作用力通过磁场发生，有助于学生类比理解电荷间的作用力通过电场产生。学生知道比值定义法是定义新物理量的重要方法，知道比值定义法的特点。 3、 教学目标 1.学生通过类比与实验模拟方法建立电场概念，知道电荷间的相互作用是通过电场实现的，知道场是物质存在的形式之一。 2.学生通过电场强度概念的建立过程，进一步体会用物理量之比定义新物理量的方法。学生理解电场强度的定义式、单位和方向。 3.学生知道点电荷形成的电场的电场强度的表达式。会计算多个点电荷形成的电场的电场强度。 4.学生会用电场线描述电场，了解几种典型场的电场线，体会用虚拟的图线描述抽象物理概念的思想方法。 4、 教学重难点 教学重点：建立电场强度概念 教学难点：电场强度概念的建立、电场的物质性、理解电场线的含义 教学方法：讲授法、启发式教学、演示实验、对话教学 5、 教学过程 新课引入 复习：表述库仑定律的内容. F=F'=k 生：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 师：关于电荷间的作用力，你还能提出什么问题进行研究？ 生：电荷间不接触，电荷间的作用力是如何产生的？ 新课教学 用PPT投影三种情境。 情境1 你在其中一个船上，船上没有任何工具，如何让旁边的小船左右摇曳？(人与小船的距离较远，无法直接接触) 如何让小船左右摇曳 情境2 电风扇对人施加强劲的风力作用，衣带飘飘。电扇对人的作用是如何产生的？ 情境3 异名磁极相互吸引。两个磁体是如何发生相互作用的？ 问题：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。你认为电荷间的作用力是如何发生的？你能提出一种作用机理吗？ 设计意图：通过类比生活中的情境，启发学生对电荷间的作用机理提出假设。电荷通过某种“中间媒介物”发生相互作用。 1. 电场 法拉第——场 电荷在其周围空间激发电场，处在电场中的其他电荷受到的电力是由电场给予的. ( 电场 ) ( 电荷 B ) ( 电荷 A ) 电场是一种特殊的物质，具有动量和能量。静止电荷激发的电场称为静电场.静电场：一是它对置于其中的电荷施加力的作用；二是电场对电荷的作用力对电荷做功，电场具有能量。 2. 电场强度 问题情境：将点电荷置于电场中不同位置，点电荷受到的电场力大小和方向不同。如何描述场中各点电场的强弱程度？ 问题1：电场中各点的强弱与是否引入试探电荷有无关系？ 电场由场源电荷激发产生，场源电荷确定，静电场不变，场点电场强弱不变，与是否放置试探电荷无关。 问题2：将试探电荷置于不同位置.电场力不同.电场的强弱与什么因素有关？ 将同一试探电荷置于A、B两点，静电力方向不同，说明电场具有方向，是矢量场。试探电荷在A点和B点电场力大小不同，说明电场强弱与场点到场源电荷的距离有关，距离越小，电场越强。 问题3：能直接用试探电荷受到的静电力描述电场强弱吗？为什么？ 问题4：不同试探电荷在同一场点所受静电力不同.能否找到一个与试探电荷无关的量描述电场强弱？ 试探电荷q1在电场中A点受到的静电力为F1，另一同样电荷在该点受到的静电力也是F1。两个这样的电荷放在该点受到的静电力是2F1.也就说，静电力F与试探电荷q成正比，静电力与试探电荷的比值是一个定值。 试探电荷 q 2q … nq 比值 静电力 F1 2F1 … nF1 问题5：如何验证上述结论在点电荷电场中是否成立？ 在点电荷Q激发的电