9.3 电场强度 （一）-【教学无忧】2024-2025学年高二物理教学设计（人教版2019必修第三册）

课 题 9.3 电场强度（一） 课 型 新授课 授课人 授课时间 教材分析 静电场是继引力场之后，教学中又一次面临的有关“场”的问题．电场的概念及其特性的描述一直是教学的难点．教材从电荷在电场中受力入手，引入电场强度的概念，明确它是表示电场强弱的物理量．由于概念比较抽象，不能用感官直接感受，所以需要有较强的抽象思维能力和空间想象能力，才能形成正确的物理图景，因此在教学中要充分运用各种形象化的教学手段，帮助学生形成正确的认识． 比值定义法的思想对后面的“电势”“电势差”等概念的学习都有极大的帮助．同时要让学生弄清建立概念的背景，把抽象的概念形象化，便于学生理解。 学情分析 本章概念抽象性比较强，前后联系密切，学生通过一次学习理解透彻较难．本节可让学生初步认识到电场强度是描述电场的物理量，是反映电场本质属性的物理量．体会学习过程，通过一段时间的学习逐步深化对电场强度概念的理解。 学习目标 (1)知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是一种物质形态． (2)体会比值定义法；理解电场力与电场强度和试探电荷的电荷量的关系． (3)推导并掌握点电荷的电场强度公式，知道电场的叠加原理，进行简单计算． (3)在电场强弱的描述中，让学生亲身经历科学规律探究过程，尝试探究方法、培养探究能力，学会使用科学思维方式。 学习重点 理解电场强度概念、定义式、知道电场强度方向． 学习重点 对电场概念的理解；能正确使用电场强度的叠加原理． 教学方法 类比法，小组合作交流，逻辑推理． 教 学 过 程 一、引入新课 任何力的作用都离木开物质，脚踢球，脚对球的力直接作用在球上；狗拉雪橇，狗对雪橇的拉力是通过绳子作用的；地球对地表附近物质的作用力是通过重力场——物质，作用的；地球与月亮间有万有引力作用力也是因有万有引力场——物质；两电荷间相互作用时不直接接触，它们之间的相互作用也是通过别的物质作用的，这就是电场． 学生回顾并思考作 教师及时点评并追问 二、新课教学 （1）电场 “没看见并不等于不存在“可见光波长由，但还有很多波长的光线我们看不到，不等于它们不存在。不能以人类感官为标准判定存在与否．电场客观存在的证明是它对放入其中的电荷Q也有力的作用。 学生带着以下问题阅读教材的相关内容： ①什么是电场？电荷间的相互作用是怎样发生的？ ②什么是静电场，电场的基本形式是什么？ 学生回答，教师补充并引导分析： 场有能和力的特性，我们先看电场中力的性质，它是本章的重要内容，先以点电荷为例．如图1所示，在＋Q电场中A点分别放入电荷、、则它们分别受电场力为： 我们可发现场电荷Q对不同的检验电荷q有不同的电场力，但只要A点位置不变，F与q的比值就不变． 若换到B点，则： 从上面分析看出：Q固定则电场的空间分布固定，对于场中某固定点，值仅与Q、r有关，与检验电荷无关，它反映的是电场的性质，反映的是电场的强弱，称场强． （2）电场强度 a．定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫该点的电场强度，简称场强． b．定义式： F——电场力国际单位：牛（N） q——电量国际单位：库（C） E——电场强度国际单位：牛／库（N／C） c．物理意义； 电场中某点的电场强度数值上等于单位正电荷在那里所受的电场力． d．电场强度是矢量，规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向．电场中同一点，＋q、－q受力方向不同，场强只能有一个方向，规定以＋q的受力方向为正． 例：在图2中标出A、B、C、D四点的电场强度的方向． 正点电荷电场中某点电场强度方向沿连线背离＋Q；负点电荷电场中某点电场强度方向沿连线指向－Q． e．单位：牛／库，N／C 借助于点电荷场强推出，可适用于任意电场． （3）一个点电荷电场的场强 a．真空中：（与检验电荷q无关，仅与场电荷Q及r有关） b．方向：正电荷在该点受电场力方向（以后还会遇到各点场强大小，方向均相同的匀强电场） （4）两个点电荷产生的电场的叠加原理 如图3所示，在正点电荷与负点电荷产生的电场中有一点A，求A点的电场强度，由电场强度的定义可知，在数值上为＋1C点电荷在A点所受的电场力．今在A点放C，q将同时受到和的作用，每个作用力都能单独用库仑定律求出，就像另一个电荷不存在一样，而q受的合力为各分力的矢量和，又因q是1C正电荷，所以它受的电场力在数值上等于场强，也就是说A点的合场强为与单独在A点产生的场强的矢量和，这就是电场强度的叠加原理． 用电场强度的叠加原理可以求得任意多个点电荷产生的电场强度，任何一个带电体不管其电荷分布多么复杂，都可以视为由许多点电荷组成，因而可以用场强叠加原理求出它的场强．可以看出，真空中任意多个点电荷产生的电场强度，仅由场电荷、电场中的位置两个因素决定，而与检