9.3.2 电场 电场强度 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件聚焦电场强度与电场线，以“怒发冲冠”实验（范德格拉夫起电机）导入，从生活静电现象过渡到电场强度定义，再通过点电荷、等量电荷及平行金属板电场线的建立，构建从具体到抽象的学习支架。 其特色在于融合实验探究与技术实践，通过感应起电机模拟、学生用牙签自制电场线模型（模型建构，科学思维），结合矩道3D实验室展示三维分布（物理观念），辅以课后拓展与科技馆实践（科学态度），助力学生直观建立电场认知，教师可提升教学效率与学生探究兴趣。

高二年级 齐晨 9.3.2 电场 电场强度 实验“怒发冲冠”---了解范式起电机 是一种用来产生静电高压的装置。该装置于1929年由荷兰裔美国物理学家罗伯特·杰米森·范德格拉夫发明。 范德格拉夫起电机 主要由三部分组成： 1、电动机：带动滚轴转动； 2、滚轴、皮带：滚轴转动与皮带摩擦，使之带电； 3、金属球：最终带电的物体。 构成部件 滚轮转动，与皮带摩擦，由于对电子的亲和力不同，滚轮和皮带上会带上异种电荷； 上下滚轮处各有一个金属电刷，通过感应起电，上部电刷感应出负电，又通过尖端放电跑掉，金属球外表面就集中了很多正电荷。 起电原理 如果我们用手与金属球保持接触，我们的头发会有什么变化呢？ 实验“怒发冲冠”---学生体验 我们可以把接触着金属球的人看成一个带电体，头发带电后，会受到电场力的作用。（电荷会通过手转移到头发上，头发带上同种电荷，相互排斥。） 巩固复习： 为了描述电场的特性，利用比值定义法建立的重要概念是什么？ 不够直观、形象 试探电荷所受静电力 试探电荷电荷量 定量描述电场 如果用电场强度描述一个正点电荷的电场的分布情况，需要知道电场中各个位置的场强的大小和方向。不够直观、形象。 一、点电荷电场线的建立 1、点电荷电场线的建立---正点电荷的电场线 问题1：在A点放入一个单位正试探电荷，试探电荷所受电场力方向如何？ 问题2：如何确定A点的场强方向？ 问题3：电场线的方向如何确定？ 问题4：电场中其他各点的电场线方向如何确定？ 问题1/2/3画出后追加：你这样画的依据是什么？ 同样，我们将单位正试探电荷放在电场中其他位置，通过受力方向可以得到各个位置的电场线方向。如图所示。根据单位正试探电荷的受力情况可以看出，正点电荷的电场电场线可以用直线表示，如图所示。正点电荷的电场线的分布情况是否如我们所分析的这样呢。接下来，我们用电场线演示器模拟点电荷的电场线。 2、点电荷电场线的建立---实验模拟电场线 感应起电机 点电荷电场线演示仪 演示器中充入了蓖麻油，短小的头发丝悬浮在蓖麻油中，可以自由移动。当中间的金属柱带电后，在周围产生电场，短小的头发丝就会带电，成为一个个带电体，在电场中，这些小小的带电体会在电场力的作用下规律的排布起来，把这些规律排布的带电头发丝用平滑的曲线连接起来，就可以展示出电场线的分布情况。 3、点电荷电场线的建立---正点电荷电场线的二维空间分布 Classin软件模拟 我们观察头发丝的排布情况，发现用直线可以将它们连接起来，那么这些直线就可以展示正点电荷的电场线的分布情况。用classin软件模拟出来就如右图所示。 4、点电荷电场线的建立---电场线如何描述电场的强弱 问题5：一单位正试探电荷靠近场源电荷，试探电荷所受电场力如何变化？ 问题6：试探电荷靠近场源电荷的过程中，所处位置的场强如何变化？ 问题7：观察电场线分布，你认为电场线如何描述电场的强弱？ 正点电荷的电场线确实像太阳光芒一样。再说大小。你的依据是什么？ 5、点电荷电场线的建立---学生自制点电荷电场线模型 5、点电荷电场线的建立---学生自制点电荷电场线模型 6、点电荷电场线的建立---3D实验室了解点电荷电场线三维空间分布 矩道高中物理3D实验室 7、点电荷电场线的建立---负点电荷的电场线 二、等量点电荷电场线的建立 1、等量异种点电荷电场线的建立---实验模拟 Classin软件模拟 1、等量异种点电荷电场线的建立---理论分析 问题1：如何确定两点电荷连线的中垂线上各点的场强方向？ 问题2：根据图中O、A、B点场强的方向与等量异种点电荷的电场线判断它们之间有什么样的几何关系？ 1、等量异种点电荷电场线的建立---3D实验室了解三维空间分布 矩道高中物理3D实验室 2、等量同种点电荷电场线---实验模拟 Classin软件模拟 2、等量同种点电荷电场线---课后思考 请同学们课后完成学案上的思考题。 思考题：如图所示是等量同种点电荷的电场线，点电荷连线的中点 O 处没有电场线。 请同学们从矢量和成的角度分析原因。 三、平行金属板电场线的建立 1、平行金属板电场线的建立---学生自制平行金属板电场线模型 1、平行金属板电场线的建立---学生自制平行金属板电场线模型 1、平行金属板电场线的建立---实验模拟 四、归纳总结 点电荷 等量异种 等量同种 平行 金属板 1、各种电场线 正点电荷的——光芒万丈 负点电荷的——万箭穿心 携手合作 势不两立 齐头并进 始于：正电荷(∞)，终于：负电荷(∞)； 01 02 03 04 2、电场线的特点 疏密程度：场强大小； 切线方向：场强方向； 不相交、也不相切，空间分布。 五、物理与生活 同学们是否觉得你们的电场线模型不够规整？ 学生改进自制电场线模型 请同学们仔细观察几种电场的电场线，会发现它们的分布是对称的。 请同学们课后根据点电荷、匀强电场的电场线特点改进自己的电场线模型。 越靠近场源电荷，电场线越密集，场强越大。请同学们分小组制作试探电荷，能够展示电场力方向和大小。 本节课我们还学习了等量同、等量异电场线，请分小组制作电场线模型。 综合实践活动--探秘“中国科学技术馆” 生活中有很多静电现象。 中国科学技术馆 六、课后拓展 如图所示，M、N 为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的 P 点放一个静止的点电荷q（负电荷），当把该点电荷释放，它只在电场力作用下从 P 运动到 O 的过程中。 （1）加速度如何变化？ （2）速度如何变化？ （3）过了 O 点以后加速度及速度如何变化？ Thanks for listening 下课 Lavf58.51.100 $