高中物理教案電場(chǎng)強度
“電場(chǎng)強度”教學(xué)設計
【教材】人教版普通高中課程標準實(shí)驗教科書(shū)物理選修3－1第一章第三節
【教學(xué)時(shí)間】一課時(shí)
【教學(xué)目標】
一、知識與技能
1．粗略了解物理學(xué)史上對電荷間相互作用力的認識過(guò)程。
2．知道電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的，電場(chǎng)是客觀(guān)存在的一種特殊的形態(tài)。
3．理解電場(chǎng)強度的概念及其定義，會(huì )根據電場(chǎng)強度的定義進(jìn)行有關(guān)的計算。知道電場(chǎng)強度是矢量，知道電場(chǎng)強度的方向是怎樣規定的。
4．能根據庫侖定律和電場(chǎng)強度的定義推導點(diǎn)電荷場(chǎng)強的計算式，并能用此公式進(jìn)行有關(guān)的計算。
5．知道場(chǎng)強的疊加原理，并能應用這一原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的計算。
二、過(guò)程與方法
1．經(jīng)歷“探究描述電場(chǎng)強弱的物理量”的過(guò)程，獲得探究活動(dòng)的體驗。
2．領(lǐng)略通過(guò)電荷在電場(chǎng)中所受靜電力研究電場(chǎng)、理想模型法、比值法、類(lèi)比法等物理學(xué)研究方法。
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
1．體驗探究物理規律的艱辛與喜悅。
2．學(xué)習科學(xué)家嚴謹科學(xué)的態(tài)度。
【教學(xué)重點(diǎn)】
1．探究描述電場(chǎng)強弱的物理量。
2．理解電場(chǎng)、電場(chǎng)強度的概念，并會(huì )根據電場(chǎng)強度的定義進(jìn)行有關(guān)的計算。
【教學(xué)難點(diǎn)】
探究描述電場(chǎng)強弱的物理量。
【教學(xué)用具】多媒體課件
【設計思路】
以“電荷間相互作用如何發(fā)生”、“如何描述電場(chǎng)的強弱”兩大問(wèn)題為主線(xiàn)展開(kāi)，具體操作思路是：
1．學(xué)生自學(xué)電場(chǎng)，培養學(xué)生閱讀、汲取信息的能力。
2．通過(guò)實(shí)驗模擬和定量分析的方法探究描述電場(chǎng)強弱的物理量。
3．通過(guò)練習鞏固加深對電場(chǎng)強度概念的理解，探討點(diǎn)電荷的電場(chǎng)及場(chǎng)強疊加原理。
【教學(xué)設計】
一、復習提問(wèn)、新課導入（5分鐘）
教師：上一節課我們學(xué)習了庫侖定律，請同學(xué)們回憶一下：庫侖定律的內容是什么？
學(xué)生回答：略
教師：我們不免會(huì )產(chǎn)生這樣的疑問(wèn)：
投影展示問(wèn)題1：真空中？它們之間相隔一定的距離這種相互作用是如何產(chǎn)生的呢？難道能夠不需介質(zhì)超越空間？
投影展示“探究影響電荷間相互作用力的因素”圖片（1．2－1）。
教師：這幅圖大家不陌生，那么相同的小球在不同的位置所受作用力不一樣，說(shuō)明了什么？
學(xué)生回答：庫侖力的大小與距離有關(guān)。
教師：其本質(zhì)原因又是什么呢？（投影展示問(wèn)題2）
教師：帶著(zhù)這兩個(gè)疑問(wèn)，本節課我們一齊來(lái)學(xué)習第三節電場(chǎng)強度。（板書(shū)課題）
二、新課教學(xué)（35分鐘）
�。ㄒ唬╇妶�(chǎng)
教師：請同學(xué)們帶著(zhù)以下問(wèn)題自學(xué)“電場(chǎng)”內容。
�。�1）電荷間的相互作用是如何發(fā)生的？這一觀(guān)點(diǎn)是誰(shuí)提出來(lái)的？
�。�2）請用自己的語(yǔ)言描述一下什么是電場(chǎng)？
�。�3）電場(chǎng)有什么本領(lǐng)？
學(xué)生自學(xué)，師板書(shū)“一、電場(chǎng)”。
學(xué)生回答：（1）略；
教師：法拉第同學(xué)們曾記否？
學(xué)生（集體）回答：電磁感應現象。
教師：法拉第是英國物理學(xué)家、化學(xué)家，對事物的本質(zhì)有著(zhù)非常敏銳的洞察力，在電學(xué)上有著(zhù)突出的貢獻。依據法拉第的觀(guān)點(diǎn)，我們如何描述電荷A、B之間的作用力。
師生共析。
�。�2）略；
教師啟發(fā)引導：場(chǎng)是“物質(zhì)”──它和分子、原子組成的實(shí)物一樣具有能量、質(zhì)量和動(dòng)量，電視機、收音機信號的發(fā)射與接受就是電磁場(chǎng)在空間的傳播；“特殊”──看不見(jiàn)、摸不著(zhù)；“存在于電荷周?chē)辈鍟?shū)。
�。妶�(chǎng)是）存在于電荷周?chē)囊环N特殊的物質(zhì)。
教師：場(chǎng)與實(shí)物是物質(zhì)存在的兩種不同形式。
�。�3）學(xué)生回答：對放入其中的電荷有靜電力的作用。
�。ǘ┛茖W(xué)探究描述電場(chǎng)強弱的方法
教師：下面我們再來(lái)探討第二個(gè)問(wèn)題。
依次投影問(wèn)題：①相同的小球在不同的位置所受作用力不一樣，其本質(zhì)原因是什么呢？（對照“探究影響電荷間相互作用力的因素”圖片說(shuō)明）
學(xué)生回答：電場(chǎng)強弱不同。
�、谀敲慈绾蝸�(lái)描述電場(chǎng)的強弱呢？
教師啟發(fā)：像速度、密度等尋找一個(gè)物理量來(lái)表示。
�、廴绾蝸�(lái)研究電場(chǎng)？
�。▽W(xué)生思考）
教師啟發(fā)引導：電場(chǎng)的本領(lǐng)是對場(chǎng)中的其他電荷具有作用力，這也是電場(chǎng)的最明顯、最基本的特征之一。因此在研究電場(chǎng)的性質(zhì)時(shí)，我們可以從靜電力入手。（板書(shū)研究方法）
教師：對于像電場(chǎng)這樣，看不見(jiàn)，摸不到，但又客觀(guān)存在的物質(zhì)，可以根據它表現出來(lái)的性質(zhì)來(lái)研究它，這是物理學(xué)中常用的研究方法。
教師：還需要什么？
學(xué)生回答：電場(chǎng)及放入其中的電荷。
多媒體依次展示，教師簡(jiǎn)述：①“探究影響電荷間相互作用力的因素”中的試探電荷；②場(chǎng)源電荷。
師生共析對試探電荷的要求。
教師：下面請同學(xué)們仔細觀(guān)察模擬實(shí)驗的動(dòng)畫(huà)演示，并描述你看到的現象說(shuō)明了什么。多媒體動(dòng)畫(huà)模擬：①不同位置偏角不同；②增加試探電荷帶電量偏角均增加。
學(xué)生回答：不同位置受力不同；同一位置試探電荷帶電量增加，受力增大，但不同位置受力大小關(guān)系不變。
教師：下面我們再通過(guò)表格定量地來(lái)看一看：
將表格填完整，并分析、比較表格中的數據有什么特點(diǎn)和規律，看你能否得出如何來(lái)描述電場(chǎng)的強弱。多媒體展示表格，學(xué)生回答后依次填入：①F1、F2、F3及F1＜F2＜F3；②2F1、3F1、4F1、nF1等。
表一：（P1位置）
試探電荷 q 2q 3q 4q nq
靜電力 F1 2F1 3F1 4F1 nF1
表二：（P2位置）
試探電荷 q 2q 3q 4q nq
靜電力 F2 2F2 3F2 4F2 nF2
表三：（P3位置）
試探電荷 q 2q 3q 4q nq
靜電力 F3 2F3 3F3 4F3 nF3
�。▽W(xué)生思考并交流討論）
學(xué)生回答：
�。�1）不同的電荷，即使在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)，所受靜電力也不同，因而不能直接用試探電荷所受的靜電力來(lái)表示電場(chǎng)的強弱；
�。�2）電場(chǎng)中同一點(diǎn)，比值F/q是恒定的，與試探電荷的電荷量無(wú)關(guān)；（同一張表格）
�。�3）在電場(chǎng)中不同位置比值F/q不同。（三張表格比較）
師生共同小結：比值由電荷q在電場(chǎng)中的位置決定，與電荷q的電荷量大小無(wú)關(guān)，它才是反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量。
教師：在物理學(xué)中我們定義放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的`靜電力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強度。并板書(shū)。
�。ㄈ╇妶�(chǎng)強度
1．定義：
教師：以前我們還學(xué)過(guò)哪些物理量是用比值法來(lái)定義的？
學(xué)生回答：略。
教師：從它的定義，電場(chǎng)強度的單位是什么？
學(xué)生回答：N/C
教師介紹另一種單位并板書(shū)。
2．單位：N/C或V/m，1N/C＝1V/m
教師結合板畫(huà)：在電場(chǎng)中不同位置，同種電荷受力方向不同，說(shuō)明場(chǎng)強是矢量還是標量？
學(xué)生（集體）回答：矢量
教師結合板畫(huà)：電場(chǎng)中同一點(diǎn)放入正電荷和負電荷受力方向不同，如何確定場(chǎng)強的方向呢？
教師：在物理學(xué)中作出了這樣的規定。（板書(shū)）
3．方向：電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強度的方向跟正電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向相同。
教師：按照這個(gè)規定，如果放入電場(chǎng)中的是負電荷呢？
學(xué)生回答：與負電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受靜電力的方向相反。
投影練習：
練習1（加深對場(chǎng)強的理解，探討點(diǎn)電荷的場(chǎng)強大小與方向）
點(diǎn)電荷是最簡(jiǎn)單的場(chǎng)源電荷。設一個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量為+Q，與之相距為r的A點(diǎn)放一試探電荷，所帶電荷量為+q。
�。�1）試用所學(xué)的知識推導A點(diǎn)的場(chǎng)強的大小，并確定場(chǎng)強的方向；
�。�2）若所放試探電荷為-2q，結果如何？
�。�3）如果移走所放的試探電荷呢？
�。ㄕ垉晌煌瑢W(xué)板演前兩問(wèn)后，共同完成第三問(wèn)）
師生共同歸納總結：
1．點(diǎn)電荷電場(chǎng)的場(chǎng)強大小與方向。（多媒體動(dòng)畫(huà)演示方向的確定方法）
2．電場(chǎng)強度是描述電場(chǎng)（力的）性質(zhì)的物理量，在靜電場(chǎng)中，它不隨時(shí)間改變。電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強完全由電場(chǎng)本身決定，與是否放入電荷，放入電荷的電荷量、電性無(wú)關(guān)！
辨析 和 的關(guān)系，強調 的適用條件。
練習2（探討場(chǎng)強的疊加，鞏固對場(chǎng)強的理解及公式的靈活運用，加強計算能力培養）
如圖所示，真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1＝+3．0×10-8C和Q2＝－3．0×10-8C，它們相距0．1m，A點(diǎn)與兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離r相等，r＝0．1m。求：
�。�1）電場(chǎng)中A點(diǎn)的場(chǎng)強；
�。�2）在A(yíng)點(diǎn)放入電量q＝－1×10-6C，求它受的電場(chǎng)力。
教師：題中場(chǎng)源電荷不止一個(gè)，如何來(lái)確定電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強？
學(xué)生：平行四邊形定則
�。ㄕ垉晌煌瑢W(xué)板演）
教師：根據場(chǎng)強的疊加原理對于一個(gè)比較大的不能看成點(diǎn)電荷的帶電物體產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強如何確定？
學(xué)生思考后回答：無(wú)限等分成若干個(gè)點(diǎn)電荷。
教師：根據以上方法，同學(xué)們設想一下一個(gè)半徑為R的均勻帶電球體（或球殼）外部產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強，如何求解？
學(xué)生思考后回答：等效成電荷量集中于球心的點(diǎn)電荷。
三、小結（多媒體依次投影，并簡(jiǎn)述）
通過(guò)本節課的學(xué)習，我們知道電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的，電場(chǎng)是存在于電荷周?chē)囊环N特殊的物質(zhì)，它最基本的特征是對放入其中的電荷具有力的作用。正是利用電場(chǎng)的這一特性，我們通過(guò)研究試探電荷的所受靜電力特點(diǎn)，引入了描述電場(chǎng)強弱的物理量──電場(chǎng)強度。電場(chǎng)強度是用比值法定義的，它是矢量，有方向。
電場(chǎng)、電場(chǎng)強度的概念是電學(xué)中最重要的概念之一，它的研究方法和定義方法也是物理學(xué)中比較常見(jiàn)的方法。
四、板書(shū)設計
一、電場(chǎng)
客觀(guān)存在的一種特殊的物質(zhì)形態(tài)
二、電場(chǎng)強度
1．定義：E＝F/q
2．單位：
3．方向：跟正電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向相同
三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)
1．推導：
2．大�。�
3．方向：
四、電場(chǎng)強度的疊加
五、布置作業(yè)
教材P16-171、2、7
思考題：
完成課本P173，比較電場(chǎng)強度E＝F/q與重力加速度g＝G/m有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)
六、教學(xué)反思
探究描述電場(chǎng)強弱的物理量是本節課的重難點(diǎn)內容之一，應給學(xué)生充分的思考時(shí)間，并讓學(xué)生相互交流討論，教師還可進(jìn)行適當啟發(fā)引導。另外，探究時(shí)間很難控制，在內容處理上應做到詳略得當，發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，如對電場(chǎng)及練習題的處理，盡可能由學(xué)生完成。
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