9.3 电场 电场强度 教学设计-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

高中物理必修三 第九章 静电场及其应用 3.电场 电场强度 课题 电场 电场强度 课型 新授课 课时 2 主备人 复备人 教学目标 1.知道电场的概念，知道电荷之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.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。理解电场强度的定义式、单位和方向。 3.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.会用电场线描述电场，了解几种典型电场的电场线分布，体会用虚拟的图线描述抽象物理概念的思想方法。 重点 1.电场及电场强度概念的建立。 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。 难点 1.电场强度的叠加、点电荷的电场的理解与应用。 2.电场线的理解和应用。 教材 分析 本节主要由电场、电场强度、点电荷的电场、电场强度的叠加、电场线、匀强电场等内容组成。 关于电场、电场强度，教科书按如下线索展开：通过人体带电时头发受静电力的实验现象引入电场概念；学生经历“比较一概括一抽象”思维的过程，用物理量之比定义电场强度概念；从静电力的叠加推理电场强度的叠加原理；通过演示实验模拟电场线，增加电场存在的感性认识，帮助学生理解电场线的特点与意义，体会实验模拟将抽象电场形象化的物理方法。 本节的重点与难点是电场强度概念的建立。电场强度既是高中电学的重要概念，又是学生接触场并对场具有初步定量认识的首个概念。电场强度是描述电场的两个核心概念之一（另一个是电势），建立电场强度概念时采用的用物理量之比定义是一种重要的科学方法，可以迁移到电势、电容、磁感应强度等概念的建立。建构概念的过程蕴含了“猜想和假设”“基于证据得出结论”等科学探究过程。说它是难点的原因是：电场强度概念很抽象，学生尽管已经接触过密度、速度等用物理量之比定义的物理量，但是学生常常从数学的角度去认识这个比例式，初学时容易把电场强度跟静电力混同起来。研究电场的强弱是通过引入试探电荷的方法来实现的，但定义后的物理量却跟试探电荷无关。电场强度是用来描述“场”的性质的物理量，与试探电荷有无并无关系。这是学生以往没有接触的一种思维方式，因此成为一个难点。 另一个难点是电场的物质性与电场线的理解，原因是一方面电场与电场线概念很抽象，另一方面，学生先前知识中对“物质是由大量分子组成的”认识干扰他们对场的物质性的理解，教学中需要借助类比、实验模拟、空间想象等思维方法。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 二次备课 导入新课 上一节课我们学习了库仑定律，请回忆库仑定律的内容是什么？ 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，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。这个规律叫作库仑定律。 思考讨论：在真空中两个静止点电荷它们又没有直接接触，这种相互作用是如何产生的呢？ 通过本节课的学习相信同学们对电荷及电荷之间的相互作用将有一个更深层的认识。 回忆库仑定律的内容，并思考讨论 讲授新课 一、电场 19 世纪30年代，英国科学家法拉第提出一种观点，认为在电荷的周围存在着由它产生的电场。电荷之间通过电场相互作用。 1.电场 在电荷的周围存在着一种特殊物质，这种物质看不见、摸不着，我们把这种物质叫作电场。 注意：电场以及磁场已被证明是一种客观存在的物质，场像分子、原子等实物粒子一样具有能量，因而场也是物质存在的一种形式。不过只有在研究运动的电荷，特别是运动状态迅速变化的电荷时，上述场的物质性才突显出来。本章只讨论静止电荷产生的电场。 2.静电场：静止电荷产生的电场。 3.电场的基本性质 ①电场对放入其中的电荷有力的作用。 ②电荷之间的相互作用通过电场来传递的。 ③电场具有物质性。 4.电场力 电场对电荷有力的作用叫电场力。 二、电场强度 电场是在与电荷的相互作用中表现出自己的特性的。因此，在研究电场的性质时，应该将电荷放入电场中，从电荷所受的静电力入手。 1.试探电荷和场源电荷 （1）试探电荷 电荷量和体积都很小的点电荷，这样的电荷常常叫作试探电荷。 （2）场源电荷 激发电场的带电体所带的电荷叫作场源电荷，或源电荷。 注意：试探电荷是为了研究源电荷电场的性质而引入的，它的引入不改变源电荷的电场。 思考与讨论：如图，电荷+Q 周围存在电场，把试探电荷+q分别放入电场中A、B 两点，试大致画出电荷+q受到电场力FA、FB？ 比较FA与FB，关于A、B两处的电场有何看法？ 总结：电场有强弱、有方向 思考与讨论：我们能不能直接用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱呢？ 我们不能直接用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱。 试探电荷 q 2q 3q ··· 静电力