第三节 电场 电场强度（表格式教学设计）物理粤教版2019必修第三册

第三节　电场 电场强度 年级 高二年级 学科 物理 教师 课题 第三节　电场 电场强度 教学 目标 物理观念 通过类比和实验模拟的方法，让学生建立电场的概念，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:让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。 科学思维 让学生了解电场强度，体会用物理量之比定义新物理量的方法，让学生学会用电场线描述电场，建立电场线这一物理模型，体会物理模型在研究具体问题时的重要作用，能用电场线模型分析电场中比较简单的问题，并得出结论。 科学探究 通过电场强度概念的建立过程，让学生进一步体会用物理量之比定义新物理量的方法。 科学态度 与责任 通过点电荷之间的相互作用力这一场景，让学生体会试探电荷、场源电荷以及静电力与试探电荷的比值的物理意义；让学生学会用电场线描述电场，了解几种典型电场的电场线，并体会用虚拟的图线描述抽象物理概念的思想方法。 教学 重难点 1.知道电场的概念及电场的基本性质；知道什么是电场线并掌握电场线的特点；会用电场线描述电场，熟记几种常见的电场线(重点)。 2.理解电场强度及其定义式，并能用该公式进行有关计算；掌握点电荷的电场和电场强度的叠加(重难点)。 3.知道孤立正负点电荷、等量同种(异种)点电荷电场线的分布特点，掌握两个等量同种(异种)点电荷连线及中垂线上的电场变化规律(重难点)。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 教师：库仑力与平时遇到的弹力、摩擦力有没有区别？与我们学过的哪些力有点类似？ 学生：重力、磁极间的相互作用力等，都不需要直接接触。 教师：像这样的力是怎么产生的呢？带着这个问题，让我们一同走进今天的课堂。 学生思考并回答问题。 新课讲授 一、电场 教师：经过长期的科学研究，人们认识到电荷之间的相互作用是通过电场发生的。场是物质存在的形式之一，引进场的概念对物理学的发展有重要意义。凡是有电荷的地方，在它周围就存在电场，电场对处于其中的其他电荷有力的作用。 教师：宇宙中物质存在的两种基本形式是实物和场。凡是有电荷的地方，在它周围就存在电场，电场对处于其中的其他电荷有力的作用。如图所示： 师生：共同归纳： 学生课前预习，查阅资料，认真听讲。 新课讲授 二、电场强度 教师：电荷产生的电场看不见、摸不着，那如何感知和研究电场呢？ 学生：引入一个新物理量描述。 教师：能否用电场力的大小表示电场的强弱呢？ 教师：播放演示实验视频。 教师：定量的实验表明： 1.电场中的同一点，不同电荷所受电场力不同，比值F/q是一定的。 2.电场中不同的点，同一电荷所受电场力也不同，比值F/q一般是不同的。 师生：总结： F/q能反映电场中某点电场的性质——电场的强弱。 师生：共同归纳电场强度 1.定义：放入电场中某点的试探电荷，所受的静电力与它的电荷量之比，叫作该点的电场强度。 2.定义式：E＝(适用于一切电场)。 3.单位：牛每库，符号是N/C。 4.方向 规定：与正电荷在该点所受的静电力的方向相同；与负电荷在该点所受的静电力的方向相反。 5.电场强度反映了电场的力的性质，但与试探电荷受到的静电力大小无关(填“有关”或“无关”)。 6.电场中某点的电场强度E是唯一的，是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)决定的，与是否放入试探电荷无关(填“有关”或“无关”)。 【例1】地球周围存在电场。电荷量为1.0×10-7 C 的试探电荷在地球表面某处受到的电场力的大小为 1.5×10-5 N，方向竖直向下。求该点的电场强度。 答案　150 N/C　方向竖直向下 解析　由电场强度公式可得 E＝＝＝150 N/C，方向竖直向下。 迁移：例题中，若撤去试探电荷，该处的电场强度是否改变？若在该处放上电荷量为-2×10-8 C 的试探电荷，求该试探电荷受到的电场力。 答案　不变；3×10-6N 方向竖直向上。 解析　①某点电场强度大小与有无试探电荷无关，故将试探电荷拿走，电场强度不变。 ②q=-2×10-8 C在该处所受静电力大小 F＝qE＝2×10-8 ×150 N＝3×10-6N 与该处电场强度方向相反，即方向竖直向上。 学生思考讨论，各抒己见，积极发言。 学生完成例题解答。 新课讲授 三、电场线 教师：电场看不见、摸不着，我们可以用什么方法来形象地描述电场呢？ 学生：像初中学的磁场一样，画电场线来描述。 教师：最早引入电场概念的法拉第提出用电场线来描述电场。 师生：共同归纳电场线 1.物理学家法拉第首先用电场线描述电场。 2.电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。电场线是假想的，实际电场中并不存在，它是用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇曲线。 3.电场线的特点 (1)电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷。 (2)电场线在电场中不相交，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。 (3)电场线的疏密可以用来比较各点电场强度的大小。电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏。 教师：(展示图片)常见电场的电场线分布示意图。 学生回顾初中所学磁感线内容，类比迁移，回答问题。 学生动手画一画常见电场的电场线分布。 新课讲授 四、点电荷电场 教师：点电荷作为一种理想化的物理模型，其在空间产生的电场是静电学中最基本的，也是很重要的研究对象。 提问：如图，正点电荷A的电荷量为Q，在距此点电荷r处的P点的电场强度是多少？方向如何？ 学生：q在P点所受静电力大小为F＝k，点电荷Q在P点产生的电场强度为E＝＝k，方向沿AP的连线由A指向P。 教师：即同学们推导出了真空中的点电荷Q在与其距离为r处的场强为 E＝k 说明了场强E的大小与场源电荷自身的电量Q成正比，与r2成反比，而 与试探电荷是否放入电场无关。 教师：如果以Q为中心作一个球面，则球面上各点的电场强度大小相等。 如图所示： 学生动手推导点电荷电场强度。 学生动手画一画，感受一下以Q为中心的球面上各点的电场强度方向。 课 堂 练 习 1.如图，P、Q是负电荷左侧电场线上的两点，若P、Q 两点的电场强度分别为EP、EQ，则(　A　) A．EP＜EQ，且方向相同 B．EP＞EQ，且方向相同 C．EP＜EQ，且方向不同 D．EP＞EQ，且方向不同 2.如图所示，图中的带箭头实线均为电场线，下列说法正确的是(　B　) A．图甲描述的是一带负电点电荷形成的电场 B．图乙描述的是两个等量异种点电荷产生的电场 C．图丙描述的是两个等量负电点电荷产生的电场 D．图丁描述的是一带电平行板电容器两板间的电场 3.如图所示是一对不等量异种点电荷的电场线分布图，图中两点电荷连线长度为2r，左侧点电荷带电荷量为+2q，右侧点电荷带电荷量为-q，P、Q两点关于两电荷连线对称.由图可知(　B　) A．P、Q两点的电场强度相同 B．M点的电场强度大于N点的电场强度 C．把同一试探电荷放在N点，其所受电场力大于放在M点所受的电场力 D．两点电荷连线的中点处的电场强度为2k 4.(多选)如图所示，在等量负点电荷连线的中垂线上取A、B、C、D四点，B、D关于O点对称，关于这几点的电场强度大小关系，正确的是(　CD　) A．EA>EB，EB＝ED B．EA<EB，EB<ED C．可能有EA<EB<EC D．可能有EA＝EC<EB 5.如图真空中有一等边三角形ABC，边长d＝0.30 m。在A点固定一电荷量q1＝＋1.0×10－6 C的点电荷，静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2。 (1)(4分)求点电荷q1产生的电场在C处的电场强度E1大小； (2)(6分)在B点固定另一个q2＝－1.0×10－6 C的点电荷，求C处合电场强度E的大小及方向。 答案　(1)1×105 N/C　(2)1×105 N/C　方向向左 解析　(1)由点电荷电场强度公式有E1＝k 代入数据得E1＝1×105 N/C (2)点电荷q2在C点产生的电场强度大小E2＝E1 根据平行四边形定则有E＝2E1cos 60° 代入数据得E＝1×105 N/C，方向向左。 课 堂 小 结 本节课主要学习电场、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。采取类比、实验模拟、空间想象等思维方法。 板 书 设 计 第三节　电场 电场强度 一、电场 电荷之间通过电场相互作用。 二、电场强度 1.定义：放入电场中某点的试探电荷，所受的静电力与它的电荷量之比，叫作该点的电场强度。 2.定义式：E＝(适用于一切电场)。 3.单位：牛每库，符号是N/C。 4.方向 规定：与正电荷在该点所受的静电力的方向相同；与负电荷在该点所受的静电力的方向相反。 三、电场线 电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向 四、点电荷电场 1.表达式： E＝k。 2.适用条件：真空、静止、点电荷。 作业 布置 1.完成教材课后作业：“习题”。 2.配套分层作业。 教学反思 在本节课中，不论是电场概念的建立，还是电场强度概念的建立，都突出了在体验中学习的的理念，让学生经历概念建立的过程，体验概念建立过程的思想方法，利用实验，加深学生对 概念的理解，通过动手操作，提升学生对概念的掌握。本节课中有丰富的物理方法和研究思路，抓住概念的建立脉络，能够让学生真实地体到科学研究的过程。通过实验演示和图片展示，能让学生更好地理解电场和电场线的分布特点。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $