9.3 电场 电场强度 第1课时 教学设计 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理教学设计聚焦电场概念、电场强度定义及点电荷电场等核心知识，通过静电离子球使节能灯隔空发光实验导入，结合“芬香剂和风”类比化解场的抽象性，首尾呼应解释实验，梳理电场性质到场强定义的逻辑脉络。 以核心素养为统领，物理观念上用比值定义法构建场强概念体现“比较”思想，科学思维上通过类比、理想模型法（试探电荷）引导学生推导场强公式，科学探究贯穿“描述电场强弱”过程，培养科学思维与探究能力，助力教师高效教学，深化学生对电场物质性的理解。

人教版高中物理必修第三册第9章第3节 电场 电场强度教学设计 课题 电场 电场强度(第1课时) 单元 第9章 学科 物理 年级 高一 教材 分析 本节课所采用的教材是人教版高中物理必修3第9章第3节的内容, 教科书从电荷在电场中受力入手，引入了电场强度的概念，明确它是表示电场强弱的物理量。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”几部分内容组成。 本节我们共分为二课时完成，第一课时我们主要讲 “电场”“电场强度”“点电荷的电场电场强度”这部分内容。 教书定义电场强度的设计思路是:在一个电荷附近的任何一点，检验电荷会受到静电力的作用，静电力与检验电荷的电荷量的比值与该检验电荷的电荷量无关，说明比值反映了空间的某种性质，于是就定义了电场强度。 从某种意义上说，电场强度概念引入的同时也定义了电场。教学中可以提出电场的物质性，但不必过分强调，原因是学生对电场的存在还缺乏感性认识，他们必须通过一段时间的学习后，才能逐步认识。这里只要求学生通过电场对电荷的作用来检验其存在，了解电场是物质存在的形式之一，知道电场具有确定的性质，它对位于电场中的电荷施加作用力。其他方面不要求做进一步的拓展。 另外，对电场强度的理解需要明确的还有:它不依赖于电场中是否有检验电荷，也不依赖于检验电荷的性质。学生应该知道电场强度的定义式，理解其矢量性和叠加性，并会用电场线描述电场。 教学目标与核心素养 一、教学目标 1、知道电场的概念，理解电场强度的概念及定义，知道电场强度是矢量以及场强方向的规定。 2、掌握点电荷的场强及电场的方向。 3.知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是客观存在的。 4.能根据库仑定律和电场强度的定义推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算。 二、核心素养 物理观念：在电场强度概念建立的过程中，比较的是相同电荷量的试探电荷受静电力的大小，采用的是用物理量之比定义新物理量的方法，让学生体会比值定义包含“比较”的思想这一物理观念。 科学思维：领略通过电荷在电场中所受静电力研究电场、理想模型法、比值法、类比法等物理学研究方法。 科学探究：经历“探究描述电场强弱的物理量”的过程，获得探究活动的体验。 科学态度与责任：使学生初步认识场是一种客观存在的物质，培养学生对物质的认识观。发展对物理学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，树立科学的价值观。 重点 1.探究描述电场强弱的物理量。 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 电场强度的叠加、点电荷的电场的理解与应用。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 新课引入（设置悬念法） 用静电离子球，使节能灯隔空发光的的实验引入课堂激发了学生的学习兴趣，最后学完知识后再来解释，让学生感受到物理学科的有趣，物理知识的魅力。 又通过用“芬香剂和风"的类比让学生对于抽象的“场”有一个感性的认识,并对场中抽象的问题以芬香剂为中心展开和处理，使学生对于场的这种抽象的物理概念通过类比的方法让学生更好的接受和理解. 用静电离子球，使节能灯隔空发光的的实验引入课堂激发了学生的学习兴趣；用“芬香剂"的类比让学生对于抽象的“场”有一个感性的认识 为本节的学习埋下伏笔，引起学生学习的兴趣 讲授新课 情景一：我们推桌子：通过手接触传递力 情景二：电荷间的相互作用是通过什么发生的？ 由此提出问题：库仑力是怎样传递的？ 让学生思考看书回答 一、电场 出示图片:法拉第 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.电场的基本性质 电场对放入其中的电荷有力的作用，电荷之间的相互作用就是通过电场来实现的。 电荷之间通过电场相互作用 3.电场力 电场对电荷有力的作用叫电场力。 情景三：怎样研究这种看不见摸不着的电场呢？ 类比举例——芳香场、风。 通过用“芬香剂和风"的类比让学生对于抽象的“场”有一个感性的认识,并对场中抽象的问题以芬香剂为中心展开和处理，使学生对于场的这种抽象的物理概念通过类比的方法让学生更好的接受和理解. 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 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。 电荷量很小，是为了使它放入后原来要研究的电场。 体积很小，是为了便于用它来研究————————————. 答案：不影响；电场各点的性质。 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。 情景四：能不能直接用试探电荷所受电场力的大小来描述电场的强弱？ 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 F1 2F1 3F1 ··· 思考讨论：理论探究过程，用什么物理量能够描述电场的强弱呢？ 由上面的表格我们推测试探电荷在电场中某点受到的静电力F 与试探电荷的电荷量q 成正比。或者说，试探电荷在电场中某点受到的静电力F与试探电荷的电荷量q 之比是一个常量。所以可以用F/q这个物理量来描述电场的强弱。 思考讨论：你认为这样的推测是否正确？怎样来验证呢？ 如图，在点电荷Q的电场中的P点，放一个试探电荷q1 ，它在电场中受到的静电力是F1 ，根据库仑定律： (1) 同理，如果把试探电荷换成q2 ，它在电场中受到的静电力是 F2 ，有 (2) 由（1）（2）两式可以看出 结论：比值 F/q 由电荷q在电场中的位置决定，与电荷q的电荷量大小无关，而与产生电场的场源电荷的电荷量Q及P点与场源电荷之间的距离r有关它才是反映电场性质的物理量。 情景五：如何描述电场的方向？ 物理学中规定：电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同。 3.电场强度 （1）定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强，用E表示。 （2）定义式： （3）电场强度的单位：牛每库，符号： N/C。 如果1 C的电荷在电场中的某点受到的静电力是1 N，那么该点的电场强度就是1N/C，即: （4）矢量性：物理学中规定，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同，跟负电荷在该点所受的电场力的方向相反。 注意：电场中某一点的电场强度的大小和方向由电场本身决定，与放入的电荷无关 。 （5）物理意义：电场强度是描述电场的力的性质的物理量，与试探电荷受到的静电力大小无关。 两个电场强度公式的比较 适用范围 式中电荷的意义 定义式，适用于一切电场 q是试探电荷的电荷量，但E与q无关 仅适用于点电荷在真空中的电场 Q是场源电荷的电荷量，E与Q成正比 特别提醒 可以由及来推导，而E仅由电场本身因素决定，与F、q无关。 三、点电荷的电场 1.点电荷的电场 思考：点电荷是最简单的场源电荷，一个电荷量为Q的点电荷，在与之相距r处的电场强度怎样表示？   电场强度 根据上式可知，如果以电荷量为Q的点电荷为中心作一个球面，则球面上各点的电场强度大小相等。 情景六：在点电荷周围空间产生的电场中，能否找到电场强度相同的点？（思考题、下节课的内容） 最后解释静电离子球产生电场，使节能灯隔空发光的的实验，做到课堂的首尾呼应。 【例1】反馈练习 (1)根据E＝可知，电场强度与试探电荷受电场力成正比，与试探电荷的电荷量成反比.（ ） (2)若电场中某点没有试探电荷，该点电场强度为零（ ） (3)电场中某点电场强度的方向即试探电荷在该点的受力方向（ ） 【例2】在真空中O点放一个点电荷Q＝＋1.0×10－9 C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30 cm，M点放一个试探电荷q＝－1.0×10－10 C，如图所示．求： (1)q在M点受到的作用力； (2)M点的电场强度； (3)拿走q后M点的电场强度； (4)M、N两点的电场强度哪点大？ 【课堂练习】 1.有关电场强度的理解，下述说法正确的是(　　) A．由E＝可知，电场强度E跟放入的电荷q所受的电场力成正比 B．当电场中存在试探电荷时，电荷周围才出现电场这种特殊的物质，才存在电场强度 C．场中某点的场强方向是试探电荷在该点的受力方向 D．电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关 2.(多选)如图是电场中某点的电场强度E及所受电场力F与放在该点处的试探电荷所带电荷量q之间的函数关系图像，其中正确的是(　　) A　 　B　 　　C 　D 3.真空中，A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r，则A、B两点的电场强度大小之比为(　　) A．3∶1　B．1∶3 C．9∶1 D．1∶9 4.在正点电荷Q的电场中有一试探电荷q放于P点，已知P点到Q的距离为r，如果再有一正点电荷Q′＝Q，放在如图所示的位置，P点的电场强度多大？ 阅读课文了解电场的概念、基本性质并听老师讲解 阅读课文了解试探电荷和场源电荷 学生思考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？那么，用什么物理量能够描述电场的强弱呢？ 阅读课文，在老师的引导下推导决定比值 F/q的物理量 阅读课文记忆 电场强度定义、公式以及物理意义 学生阅读例题并按照老师要求用两种方法解答 阅读课文掌握点电荷的电场 学生练习 让学生掌握电场是真实存在的一种看不见、摸不着的一种特殊物质 锻炼学生的自主学习能力 让学生对试探电荷在电场中某点受到的静电力F与试探电荷的电荷量q 之比是一个常量有一个初步认识。 锻炼学生的自主学习能力和逻辑思维能力 为下面的学习打下基础 拓展学生的思路了解场强的公式 锻炼学生的自主学习能力 巩固本节知识 了解电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和 课堂小结 1.电场的基本性质:对放入其中的电荷有力的作用。 2.试探电荷：电荷量和体积都很小的点电荷。 3.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。 4.电场强度:定义式 点电荷的电场强度：Q 梳理自己本节所学知识进行交流 根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。 板书 第3节 电场 电场强度 一、电场： 二、电场强度 1.试探电荷：电荷量和体积都很小的点电荷。 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。 3.电场强度:定义式 点电荷的电场强度 电场强度的单位：牛每库，符号： N/C。 学科网（北京）股份有限公司 $