高中物理教科版选修(3-1)1.3 教学设计 《电场 电场强度和电场线》(教科版)
2019年高中物理教科版选修3-1教学案：第一章 第3节 电场 电场强度和电场线 Word版含答案
第3节电场__电场强度和电场线1．电场是电荷周围存在的一种特殊物质，它对放入其中的电荷有力的作用。
2．电场强度是用来描述电场的力的性质的物理量，其定义式为E＝F q。
3．电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向规定为正电荷在该点所受的静电力的方向。
4．电场线是为了形象描述电场而引入的假想的线，是由英国物理学家法拉第首先提出的。
其疏密程度表示电场的强弱，其每点的切线方向表示该点的电场强度的方向。
5．匀强电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，其电场线是间隔相等的平行直线。
一、电场1．电场的概念与基本性质2．电场力电场对电荷的作用力。
3．静电场静止电荷周围产生的电场。
二、电场强度1．检验电荷和场源电荷 (1)检验电荷(2)场源电荷如果电场是由某个带电体激发产生的，那么该带电体所带的电荷称为场源电荷或源电荷。
2．电场强度(1)定义：放入电场中某处的检验电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值。
(2)公式：E ＝Fq 。
(3)单位：牛每库，符号N/C 。
(4)方向：电场强度是矢量，规定某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同。
负电荷在电场中某点所受的静电力的方向跟该点电场强度的方向相反。
3．真空中点电荷的场强 (1)大小：E ＝k Qr 2。
(2)方向①正点电荷：某点P 的场强方向沿着二者连线背离正电荷，如图1-3-1甲所示。
图1-3-1②负点电荷：某点P 的场强方向沿着二者连线指向负电荷，如图乙所示。
三、电场线 1．概念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。
2．特点(1)曲线上切线方向表示该点的场强方向。
(2)起始于正电荷(或无穷远)终止于负电荷(或无穷远)，电场线不闭合。
(3)任意两条电场线不相交。
(4)电场线的疏密表示场强的强弱。
(5)电场线是为了形象描述电场而假想的曲线，实际并不存在。
3．几种常见典型电场的电场线1．自主思考——判一判(1)在电场中的电荷，不论是静止的还是运动的，都受到电场力的作用。
物理：选修3-1课件 1.3《电场强度》
F2 F4
c
F3
• 如图所示，半经为r的硬橡胶圆环上带有均匀 分布的正电荷，其单位长度上的带电量为q， 现截去环上一小段AB，AB长为l(l<<r),则剩余 部分在圆心O处产生的场强多大？方向如何？
四、电场线
1、定义：电场线是用来形象地描 述电场强弱与方向特性的一簇曲线。 电场线上每一点的切线方向，都和该 点的场强方向一致。
E是矢量，其方向与正电荷 4 (+q)在该点受到的电场力的方 向相同
5 E的单位： 牛/库 (N/C)
三、点电荷的电场 电场强度的叠加
1、点电荷的电场
Q 大小： k 2 E r
点电荷Q在真空中形成的电场中，不同点的场强是 不同的，那么场强的大小由什么因素决定？ [解析]在点电荷Q形成的电场中，在距离Q为r的P 点放一试探电荷q
仅对点电荷 的电场适用
F Q 例、关于 E ……①和 E k 2 ……②，下列说 q r
法中正确的是（ C ） （1）①式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是 放入电场中电荷的电量 （2）①式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是 产生电场电荷的电量 （3）②式中，q是放入电场中的电荷的电量 （4）②式中，Q是产生电场的电荷的电量 A、（1）（3） C、（1）（4） B、（2）（3） D、（2）（4）
B
关于电场强度，下列说法正确的是（ ） A． E=F/q，若q减半，则该处的场强变为原来的 2倍 B．E=kQ/r2中，E与Q成正比，而与r平方成反比 C．在以一个点电荷为球心，r为半径的球面上， 各点的场强均相同 D．电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受 到的电场力的方向
例：如图a所示，A、B是一个点电荷产生的电场 的电场线，如图b则是方向在电场线上，a、b两 处的检验电荷的电荷量大小与所受电场力大小之 间的函数图线，则：（ B ） A、点电荷是正电荷，位置在B侧 B、点电荷是正电荷，位置在A侧 C、点电荷是负电荷，位置在A侧 D、点电荷是负电荷，位置在B侧
高二物理选修3《电场强度 电场线》教案
高二物理选修3《电场强度 电场线》教案教学目标：1． 掌握电场强度的概念及其定义式，知道电场强度的方向；2． 利用电场强度的定义式进行计算，了解电场叠加的原理，并进行简单的计算； 3． 掌握电场线，并会用电场线表示电场的强弱和方向； 能力培养：1． 通过电场强度定义的讲授培养学生抽象思维能力；2． 通过电场强度定义的讲授掌握定义物理量的一种方法——比值定义法； 3． 通过电场线的引入，掌握一种物理方法——模拟法 重 点：1． 电场强度的概念及其定义式，电场强度的方向； 2． 电场线，并会用电场线表示电场的强弱和方向； 难 点：1．电场强度的概念及其定义式，电场强度的方向； 2．电场线，并会用电场线表示电场的强弱和方向； 关 键：1．从物理意义入手，找到场强的相关因素和无关因素； 2．讲清电场线的物理意义和实质；※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※ 教学过程： ◆复习提问： 1． 库仑定律的内容： 2． 电阻是怎么定义的？◆引入新课：——万有引力和库仑力除了公式上的相似外，还有一点就是发生相互作用的两个物体或电荷之间都不需要接触。
那么，它们是怎样进行作用的呢？◆新授课： 一．电场：1． 定义：电荷的周围存在着一种叫做电场的物质，电荷之间通过电场发生作用； 2． 性质：电场对放入其中的电荷有力的作用； 3． 物质⎩⎨⎧场实物二．电场强度：1． 大小：电场中某一点的电荷所受到的电场力F 跟它的电量q 的比值叫做该点的电场强度，简称场强。
qF E =2． 方向：电场中某点的场强方向与正电荷在该点的受力方向相同； 3． 场强是矢量。
4． 真空中点电荷的电场：（1） 大小：2rkQ E =；（2） 方向：⎩⎨⎧负电荷正电荷5． 匀强电场：场强处处相等。
6．电场力：⎪⎩⎪⎨⎧⋅==q E F rQ Q k F 221 7．电场力与电场强度的区别与联系：三．电场线：1．定义：为了形象地描述电场而引入的，并不是真实存在的曲线； 2．特征⎩⎨⎧致向与该点的场强方向一方向：每一点的切线方大小：疏密程度3．特点：⎪⎩⎪⎨⎧两条电场线不能相切两条电场线不能相交负电荷，中途不中断从正电荷出发，终止于4． 匀强电场的电场线：等间距的平行线⎩⎨⎧—方向处处相同—平行：切线平行—大小处处相等—等间距：疏密程度相同5． 区别：电场线不是电荷运动大的轨迹。
高中物理 第一章 静电场 1.3 电场 电场强度和电场线教案 教科版选修3-1-教科版高二选修3-1
1.3 电场电场强度和电场线教学三维目标〔一〕知识与技能1．知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态．2．理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的．3．能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算．4．知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算．〔二〕过程与方法通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q 反映的是电场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。
〔三〕情感态度与价值观培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。
重点：电场强度的概念及其定义式难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算教学过程〔一〕引入新课问题引入：电荷间的相互作用力是怎样产生的？〔二〕新课教1、电场：启发学生从哲学角度认识电场，理解电场的客观存在性，不以人的意识为转移，但能为人的意识所认识的物质属性．利用课本图14－5说明：电荷A和B是怎样通过电场与其他电荷发生作用．电荷A对电荷B的作用，实际上是电荷A的电场对电荷B的作用；电荷B对电荷A的作用，实际上是电荷B的电场对电荷A的作用．〔1〕电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质——电场发生的，电荷的周围都存在电场.特殊性：不同于生活中常见的物质，看不见，摸不着，无法称量，可以叠加.物质性：是客观存在的，具有物质的基本属性——质量和能量.〔2〕基本性质：主要表现在以下几方面①引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用，且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样.②电场能使引入其中的导体产生静电感应现象.③当带电体在电场中移动时，电场力将对带电体做功，这表示电场具有能量.可见，电场具有力和能的特征提出问题：同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小一般不同，这是什么因素造成的？引出电场强度的概念：因为电场具有方向性以及各点强弱不同，所以靠成同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小不同，我们用电场强度来表示电场的强弱和方向．2、电场强度(E)：由图1.2-1可知带电金属球周围存在电场。
高中物理 1-3电场 电场强度和电场线课件 教科版选修3-1
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1
精彩回眸
通过对库仑定律的学习，同学们知道了两个相隔一定距离的电 荷之间有相互作用力．这种相互作用力与手推车的推力、绳拉 船的拉力、滑块在桌面滑动受到的摩擦力不同：后者都存在于 直接接触的物体之间，而电荷之间的相互作用力却可以发生在 两个相隔一定距离的物体之间．这到底是为什么？ 请大家首先考虑下面的问题．
(2)E＝Fq是场强的定义式，E 与 F 和 q 均无关 ，而是由 场源电荷 决定的． (3)场强从 力的角度描述电场的性质． (4)电场强度必须说明哪一个 位置 ，不同 位置场强往往 不同 ．
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7
三、点电荷的电场、匀强电场、电场的叠加
1．真空中点电荷周围的场强
在真空中点电荷 Q 的电场中，在距 Q 为 r 的 P 点引入试探电
荷 q，q 所受的库仑力 F＝kQr2q，由电场强度的定义 E＝Fq可得
E＝kQr2.
Q
(1)大小：E＝ kr2 .
(2)方向：Q 为正电荷时，E 的方向由 Q 指向 P ；Q 是负电荷
时，E 的方向由 P 指向 Q.
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8
2．匀强电场：电场中各点的场强的 大小和方向 都处处相同 的电场． 3．电场强度的叠加：如果场源电荷不只是一个点电荷，则电 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．
等大同向
等大反向
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28
2．电场线与运动轨迹 电场线是为了形象描述电场而引入的假想曲线，曲线上某点的 切线方向规定为该点的场强方向，也是该点正电荷产生加速度 的方向；而运动轨迹是带电粒子在电场中运动的径迹，径迹上 每点的切线方向是粒子的速度方向．速度方向和加速度方向不 是一回事，二者不一定相同，因此不能将电场线和运动轨迹混 为一谈．只有下列几种情况同时具备时，电场线才和运动轨迹 重合：①电场线是直线；②仅受电场力作用；③初速度为零或 与电场线平行．
高中物理第一章第三节电场电场强度和电场线教案教科版选修3_1
静电场第三节电场电场强度电场线教案教学目标：1.知道场、静电场、场源电荷、检验电荷、电场强度、电场线、匀强电场的概念；2.对比理解电场强度的定义式与决定式，并会使用公式进行求解；3.对电场强度的矢量性的叠加求解；4.知道几种特殊的静电场电场线的分布，并学会运用电场线分析电场的特点；5.对带电粒子在匀强电场中的运动进行求解与分析教学重点：1.对电场强度概念的理解；2.对电场线的分析、理解、应用；3.对带电粒子在匀强电场中运动的分析教学难点：1. 对电场强度概念的理解；2. 对带电粒子在电场中的动力学分析教学方法：1.问题启发：比如对电场强度概念的引入2.实验分析：比如对电场线概念的引入3.数据分析：比如对电场强度定义式的引入4.开放性问题探讨：比如对电场线的分析教学过程：一、新课导入a 、电场师生回顾：磁体与磁体间的相互作用是如何发生的？学生猜想：电荷之间的相互作用又是如何发生的呢？学生阅读10-11页师生概括：一、电场的相关概念：○1、任何带电体的周围都存在电场。
2 、场是客观存在的一种特殊物质可脱离实物而独立存在3、电场的基本性质；电场对电荷有电场力的作用，这种电荷间作用总是通过电场进行的。
4、静止电荷周围产生的场为静电场5 、产生电场的电场的电荷称为场源电荷b、电场强度问题提出:电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。
那么，如何描述场自身中各点性质的强弱呢？1 、与外界无关；2 、不同点强弱一般不同；3 、场本身看不见、摸不着；学生活动：阅读11-12页并完成11页讨论交流二、电场强度：1、定义:放入电场中某一点的检验电荷受到的电场力 F 跟检验电荷的电量 q 的比值，叫这一点的电场强度E。
2、定义式3、单位：F 牛顿（N）； q 库仑（C）；E 牛顿/库仑（N/C）。
4、电场强度的方向规定：E的方向跟正电荷在该点所受电场力 F 的方向相同，跟负电荷在该点所受电场力F 的方向相反。
E是矢量。
教科版高中物理必修第三册第一章第3节静电场 电场强度和电场线
负点电荷电场方向指向电荷
3、场强方向：
EF
+Q
+q
F
E
+Q
-q
物理学中规定，电场中某点的电场强度的方 向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同．
按照规定：负电荷在电场中某点受到的电场
力的方向跟该点的场强方向相反。
FE
-Q
+q
E
F
-Q
-q
例2.在电荷Q=810-9 C的电场中有点A,在A点放 入点电荷q=+410-9 C, q受到电场力F=810-5N, 方向向右. (1)求A点场强大小、方向. 2104N/C,向右
（1）电场线始于正电荷，终止于负电荷（无穷远 处）．
（2）电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方 向一致．
（3）电场线的疏密程度表示电场强度的大小，电
场线越密的地方，场强越大；电场线越稀的地
方，场强越小．
EA
EB
（4）两条电场线不能相交
B
（5）电场线是不闭合的 ． A
1、两条电场线不能相交：
电场线上某点的切线方向为该点的电场强度的方向,如果 两条电场线相交,则在交点处电场强度的方向就有两个,分别 为两条电场线在此点的切线方向,这是不可能的,因为电场强 度是矢量,
2、电场线是不闭合的：
a.在静电场中，电场线起始于正电荷，终止于负电荷，不形 成闭合曲线．
b.等量的异种电荷的电场线也是不闭合的。
c.电场线起始于正电荷，终止于负电荷，并没有闭合，通俗 一点讲就是没有形成一个圈。
问题：电场线是带电粒子的运动轨迹吗？
电场线
运动轨迹
客 观 性
电场中并不存在，是 为了研究电场方便而 人为引入的
《电场 电场强度和电场线》教学设计
《电场电场强度和电场线》教学设计电场是物理学中一个重要的概念，也是高中物理必修内容之一。
在电场的学习过程中，电场强度和电场线是两个重要的概念。
为了更好地帮助学生掌握电场强度和电场线的概念，以下是一份针对高中物理教师的电场教学设计，将从课前预习到课后作业全面考虑。
一、教学目标1. 知道电场的定义和特征，了解电场强度和电场线的概念和特征；2. 能够计算两个带电体之间的电场强度；3. 能够绘制电场线，理解电场线的作用。
二、教学准备1. 一块带有固定电荷的金属板；2. 一块带电体；3. 一只静电计；4. 一些电荷和电场强度的计算题目；5. 讲义、黑板、彩色笔、电脑等教学辅助工具。
三、教学步骤一、课前预习在课前，让学生阅读本章节相关的教材内容，了解电场、电场强度和电场线的概念、特征和作用。
然后要求学生了解电荷的数量、电场强度和电场线的形状之间的关系，并准备一些相关的问题讨论。
二、引入新知识教师在课堂上用一个小实验引入新知识，让学生通过观察实验现象，了解电场强度和电场线。
具体实验过程为：教师将一只静电计接到一个带有固定电荷的金属板上，并在教室中点亮灯泡，然后用另一块带电体接近金属板，观察灯泡的亮度变化，从而对电场强度和电场的分布有一个直观的认识。
三、讲解电场强度的概念和计算方法在学生掌握了电场强度的概念之后，教师对电场强度的计算方法进行讲解，并提供一些习题让学生练习。
四、讲解电场线的概念和绘制方法在学生掌握了电场强度的概念和计算方法之后，教师对电场线的概念和绘制方法进行讲解，并提供一些习题让学生练习。
五、巩固及拓展在教学的最后，教师可以组织学生进行小组合作，完成一些电场强度和电场线的练习，进一步巩固和扩展学生的学习成果。
四、教学评估教师可以根据学生的课堂表现、作业完成情况和测试成绩等多个方面进行教学评估，以便及时调整和完善教学方法，提高学生的学习效果。
五、课后作业1. 熟读教材相关章节，自己回答以下问题：（1）电场的定义和特征是什么？（2）电场强度和电场线的概念和特征是什么？2. 完成课堂练习和拓展练习。
高中物理选修31 1.3《电场强度》教学设计
n 加油
东辽县第二高级中学校 刁洪亮
教学课题
三维目标
教学重点 教学难点
电场强度（第 1 课时，共 2 课时）
1.知识与技能： ①理解电场强度的概念及其矢量性，会根据电场强度的定义式进行有关的计算； ②掌握点电荷电场强度的公式； ③掌握电场强度矢量性及叠加原理。 2.过程与方法： ①学会用间接研究的方法来研究电场的强弱； ②进一步体会比值定义法在物理学中的应用。 3.情感态度与价值观： 通过课堂教学，建立科学实验、科学分析的价值观，帮助学生养成合作、求真、求实的良 好品质。
第2页/共6页
要练说，得练听。听是说的 前提，听得准确，才有条件 正确模仿，才能不断地掌握 高一级水平的语言。我在教 学中，注意听说结合，训练 幼儿听的能力，课堂上，我 特别重视教师的语言，我对
幼儿说话，注意声音清楚， 高低起伏，抑扬有致，富有 吸引力，这样能引起幼儿的 注意。当我发现有的幼儿不 专心听别人发言时，就随时 表扬那些静听的幼儿，或是 让他重复别人说过的内容， 抓住教育时机，要求他们专 心听，用心记。平时我还通 过各种趣味活动，培养幼儿 边听边记，边听边想，边听 边说的能力，如听词对词， 听词句说意思，听句子辩正 误，听故事讲述故事，听谜 语猜谜底，听智力故事，动 脑筋，出主意，听儿歌上句， 接儿歌下句等，这样幼儿学 得生动活泼，轻松愉快，既 训练了听的能力，强化了记 忆，又发展了思维，为说打 下了基础。
向）
（5) 一般说来，“教师”概
念之形成经历了十分漫长的
历史。杨士勋（唐初学者，
四门博士）《春秋谷梁传疏》
1.点电荷电场强度表达式 E kQ
r2
曰：“师者教人以不及，故谓
单靠“死”记还不行,还得“活”用,姑且称之为“先死后活”吧—_。让学 师为师资也”。这儿的“师
高一物理选修3-1第一章第3节(电场、电场强度电场线)精品课件
FA
＋q
A
＋q
B
B
FB
※注：检验电荷必须要： 电荷量很小（不影响原电场） 体积很小（可以当作质点）
阅读p11《讨论交流》完成下表：
如图1-3-2点电荷Q产生的电场中： FA
r
＋Q
A 2r
B
q0
FB
2q0 3q0 ...... nq0
...... nF0
检验电荷的电荷量(q)
检验电荷在A点受力大小FA 检验电荷在B点受力大小FB
Q是场源电荷的电量， r是场中某点到场源电荷的距离。
4、p13活动 Q E ＝k 2 r 场强与产生电场电荷的电荷量有关；与p点 到+Q的距离r有关；与检验电荷无关。 场强大小与场源电荷Q成正比；与离场源 电荷的距离r的平方成反比； Q ④ 场强大小是 k 2 ；方向由球心指向球面。 r ⑤ 方向由球面a、b、c指向球心。
3、如何表示点电荷的电场强度？
※ 真空中两静止的点电荷之间的相互作
用力（库仑力）:
F＝k r2
Q1Q2
非接触力
两电荷间相互作用时不直接接 它们之间的相互作用力是怎样 触，它们之间的相互作用是通过别 产生的？ 的物质作用的，这就是电场。
一、电场及其性质
1、电场： 存在于带电体周围的特殊物质。
2、电场的基本性质：（电场的力的性质） 对放入其中的电荷有力的作用。 我们把电场对电荷的作用力称为电场力。
④电场线不相交、不相切。 ⑤电场线不闭合。
E1 E2
三、匀强电场
1、定义：各点电场强度的大小和方向都相同 的电场。
特点： 匀强电场是大小和方向都相同的电场，故匀 强电场的电场线是平行等距的直线 电场方向与电场线平行。
高中物理教科版选修3-1课件第一章 第3讲 电场 电场强度和电场线
答案
【深度思考】
公式 E＝Fq与 E＝kQr2有什么区别？ 答案 公式 E＝Fq是电场强度的定义式，适用于任何电场，E 可以用Fq来 度量，但与 F、q 无关.其中 q 是试探电荷. 公式 E＝kQr2是点电荷场强的决定式，仅适用于点电荷的电场强度求解， Q 是场源电荷，E 与 Q 成正比，与 r2 成反比.
一、电场和电场强度
知识梳理
1.电场
(1)概念：存在于电荷周围的一种特殊的 物，质由电荷产生.
场和实物 是
物质存在的两种不同形式.
(2)基本性质：对放入其中的电荷有力的作用 .电荷之间通过电场 相互作用.
(3)静电场： 静止 电荷周围产生的电场.
答案
2.电场强度
(1)检验电荷
用来检验电场是否存在及其 强弱分布情况的电荷.要求：①电荷量要充分 ；
第一章 静电场
第3讲 电场 电场强度和电场线
目标 定位
1.理解电场强度的概念及其定义式，并会进行有关计算. 2.理解点电荷的电场强度及叠加原理. 3.会用电场线表示电场，并熟记几种常见电场的电场线分布．
栏目 索引
一、电场和电场强度 二、点电荷的电场 电场强度的叠加
三、电场线和匀强电场
对点检测 自查自纠
背离 Q，因为它的方向跟正电荷所受电场力的方向相同.
答案 大小为100 N/C 方向沿OM连线背离Q
解析答案
(3)拿走q后M点的场强.
图1 解析 在M点拿走试探电荷q，有的同学说M点的场强EM＝0，这是错误 的.其原因在于不懂得场强是反映电场的力的性质的物理量，它是由形成 电场的电荷Q及场中位置决定的，与试探电荷q是否存在无关.故M点的场 强仍为100 N/C，方向沿OM连线背离Q. 答案 大小为100 N/C 方向沿OM连线背离Q
(教案)物理选修3-1 第1章 3.电场 电场强度和电场线
3．电场 电场强度和电场线[先填空]1．电场的概念和基本性质 (1)概念存在于电荷周围的一种特殊物质，由电荷产生，场和实物是物质存在的两种不同形式．(2)基本性质对放入其中的电荷有力的作用．电荷之间通过电场相互作用．图1-3-12．电场强度(1)定义：放入电场中某一点的电荷所受的电场力跟电荷量的比值，叫做该点的电场强度，简称“场强”．(2)物理意义：描述电场强弱和方向的物理量．(3)公式：E＝F q.(4)单位：牛顿/库仑，符号N/C.(5)方向：电场中某一点场强方向就是位于该点的正电荷受力的方向．3．点电荷的电场电场强度的叠加(1)真空中点电荷的场强①大小：E＝k Qr2(Q为场源电荷)②方向：Q为正电荷时，E的方向沿Q与该点的连线向外；Q为负电荷时，E的方向沿Q与该点的连线向内．(2)电场强度的叠加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．[再判断]1．电场强度的大小与电场力成正比，与电荷量成反比．(×)2．电场强度的方向一定与电场力的方向相同．(×)3．电场中某点放入不同的检验电荷时，电场强度不受影响．(√)4．由公式E＝k Qr2可知，放入电场中某点检验电荷的电荷量Q越大，则该点的电场强度越大．(×)[后思考]根据电场强度的定义式E＝Fq，是不是只有试探电荷q存在时，电场才存在？【提示】不是，电场是由场源电荷产生的，与试探电荷的存在与否没有关系．[合作探讨]把同一试探电荷放在电场中的不同位置，由图1-3-2可知，该试探电荷在不同点所受的电场力的大小和方向不相同，这说明各点的电场的强弱和方向不相同．图1-3-2探讨1：用什么物理量表征电场的强弱？如何定义这个物理量？ 【提示】 电场强度，可以通过试探电荷受力来定义．探讨2：同一位置，放不同试探电荷，试探电荷受力越大，则该位置场强越强吗？【提示】 E 与F 无关，E 与试探电荷q 无关． [核心点击] 1．对电场的认识电场是客观存在的一种特殊物质，并非由分子、原子组成．场和实物是物质存在的两种不同形式．2．对电场强度的两点理解(1)矢量性：场强有大小和方向，是矢量．(2)叠加性：某空间中有多个电荷时，该空间某点的场强等于所有电荷在该点产生的电场强度的矢量和．3．公式E ＝F q 与E ＝kQr 2的区别一检验电荷q ＝＋4×10－9 C ，在电场中某点P 受到的电场力大小为F＝6×10－7 N ，方向水平向右．求：【导学号：96322008】(1)P 点的电场强度；(2)没有检验电荷时P 点的电场强度；(3)若将检验电荷换为q ′＝－1.2×10－6 C ，再放于P 点，此检验电荷所受的电场力F ′.【解析】 (1)根据电场强度的定义式E ＝Fq ，得P 点的电场强度大小为E ＝F q ＝6×10－74×10－9 N /C ＝1.5×102 N/C. 由于检验电荷电性为正，则P 点电场强度的方向与其所受电场力的方向相同，为水平向右．(2)电场强度是描述电场的物理量，跟有无检验电荷无关，所以没有检验电荷时，P 点的电场强度大小仍为1.5×102 N/C ，方向为水平向右．(3)由E ＝Fq 得F ＝qE故F ′＝q ′E ＝1.2×10－6×1.5×102 N ＝1.8×10－4 N负电荷所受电场力的方向与该点场强的方向相反，所以F ′方向为水平向左．【答案】 (1)1.5×102 N/C ，方向水平向右(2)1.5×102 N/C ，方向水平向右 (3)1.8×10－4 N ，方向水平向左[迁移1] 在同一电场中的A 、B 、C 三点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷的电荷量和它所受静电力的函数图像如图1-3-3所示，则此三点的场强大小E A 、E B 、E C 的关系是( ) 【导学号：96322009】图1-3-3A ．E A ＞EB ＞E CB ．E B ＞E A ＞E CC ．E C ＞E A ＞E BD ．E A ＞E C ＞E B【解析】 根据F ＝Eq 可知，F -q 图线的斜率等于电场强度，由图线可知C 的斜率最大，B 的斜率最小，此三点的场强大小E A 、E B 、E C 的关系是E C ＞E A ＞E B ，故选项C 正确．【答案】 C[迁移2] 如图1-3-4所示，真空中带电荷量分别为＋Q 和－Q 的点电荷A 、B 相距r .求：图1-3-4(1)两点电荷连线的中点O 的场强的大小和方向；(2)在两电荷连线的中垂线上，距A 、B 两点都为r 的O ′点的场强大小和方向．【解析】 (1)如图甲所示，A 、B 两点电荷在O 点产生的场强方向相同，由A →B .A 、B 两点电荷在O 点产生的电场强度为E A ＝E B ＝kQ (r 2)2＝4kQr 2，故O 点的合场强为E 0＝2E A ＝8kQr 2，方向由A →B .甲 乙(2)如图乙所示，E A ′＝E B ′＝kQr 2，由矢量图所形成的等边三角形可知，O ′点的合场强E O ′＝E A ′＝E B ′＝kQr 2，方向与AB 的中垂线垂直指向右方，即E O ′与E O 同向．【答案】 (1)8kQ r 2 方向由A →B (2)kQr 2 方向与E O 同向公式E＝Fq和E＝kQr2的应用(1)区分电场强度的定义式(E＝Fq)和决定式(E＝kQr2)，定义式适用于一切电场，而决定式只适用于点电荷的电场．(2)电场中某点的场强由电场本身决定，与试探电荷的有无、电荷量、电性均无关．[先填空]1．电场线的概念电场线是这样一种线：它每一点的切线方向都和该处的场强方向一致，某一区域电场线的疏密反映这一区域电场强度的大小．2．几种常见电场的电场线(1)电场线是为了形象描述电场而假想的曲线，实际并不存在．(2)任意两条电场线不相交．(3)电场线的疏密表示电场的强弱．(4)电场线总是起自正电荷(或无穷远)，止于负电荷(或无穷远)，即电场线不闭合，在无电荷处不中断．(5)电场线不表示电荷在电场中运动的轨迹．[再判断]1．电场线、电场都是真实存在的．(×)2．根据点电荷电场线分布，可以确定以点电荷为圆心的圆上各点电场强度相同．(×)3．沿电场线的方向电场强度越来越小．(×)[后思考]如图1-3-5为正点电荷周围的电场线，试问在相邻的两条电场线之间没有画出电场线的地方有电场吗？图1-3-5【提示】有．[合作探讨]如图1-3-6所示为等量异种点电荷、等量同种点电荷的电场分布图，其中a、b关于点电荷连线对称．甲乙图1-3-6探讨1：甲图中a、b两点场强相同吗？【提示】相同探讨2：乙图中a、b两点场强相同吗？【提示】不相同[核心点击]1．等量异种点电荷与等量同种点电荷形成的电场场强分布特点的比较(1)根据带电粒子运动轨迹的弯曲方向，判断带电粒子所受电场力的方向． (2)把电场线方向、电场力方向与电性相联系进行分析．(3)把电场线的疏密和电场力大小、加速度大小相联系进行分析． (4)把电场力做的功与能量的变化相联系进行分析． 3．电场线与带电粒子运动轨迹重合的条件 (1)电场线是直线．(2)带电粒子只受电场力作用，或受其他力，但方向沿电场线所在直线． (3)带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直线．如图1-3-7所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A →O →B 匀速飞过，电子的重力不计，则电子所受另一个力的大小和方向的变化情况是( )【导学号：96322010】图1-3-7A．先变大后变小，方向水平向左B．先变大后变小，方向水平向右C．先变小后变大，方向水平向左D．先变小后变大，方向水平向右【解析】等量异种电荷的电场线分布如图甲所示，由图中电场线的分布可以看出，从A到O，电场线由疏到密；从O到B，电场线由密到疏，所以从A→O→B，电场强度先由小变大，再由大变小，而电场强度的方向沿电场线的切线方向，为水平向右，如图乙所示．由于电子处于平衡状态，所受的合外力必为零，故另一个力应与电子所受的电场力大小相等、方向相反．电子所受的电场力与场强方向相反，即水平向左，电子从A→O→B过程中，电场力先由小变大，再由大变小，故另一个力方向应水平向右，其大小先变大后变小，所以选项B正确．甲乙【答案】 B[迁移3]下列选项中，正确描绘两个等量正点电荷电场的电场线分布的是() 【导学号：96322011】【解析】对于正点电荷周围的电场，电场线应从正电荷出发，故选项A、C错误；在电场中电场线不相交(因为在电场中任意一点的电场方向是唯一的)，故选项B错误；因此选项D正确．【答案】 D[迁移4](多选)某静电场中的电场线如图1-3-8所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，由M运动到N，其运动轨迹如图中虚线所示，以下说法正确的是() 【导学号：96322012】图1-3-8A．粒子必定带正电荷B．粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度C．粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度D．粒子在M点的动能小于它在N点的动能【解析】根据粒子运动轨迹弯曲的情况，可以确定粒子所受电场力的方向沿着电场线方向，故此粒子必定带正电荷，选项A正确；由于电场线越密场强越大，带电粒子所受电场力越大，根据牛顿第二定律可知其加速度也越大，故此粒子在N点的加速度较大，选项B错误，C正确；粒子从M点到N点，电场力的方向与运动方向之间的夹角是锐角，电场力做正功，根据动能定理知此粒子在N点的动能较大，选项D正确．【答案】ACD分析带电粒子在电场中的运动轨迹问题时应注意的三点(1)做曲线运动的带电粒子所受合外力方向指向曲线的凹侧.(2)速度方向沿轨迹的切线方向.(3)粒子轨迹一定夹在合外力方向与速度方向之间.学业分层测评(三)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．关于电场，下列说法中正确的是()【导学号：96322091】A ．电场是电荷周围空间实际存在的物质B ．电场是为了便于研究电荷的运动而引入的理想模型C ．电荷周围分布的电场线就是电场D ．电荷间的相互作用不是通过电场作媒介产生的【解析】 电场是电荷周围空间实际存在的物质，不是引入的理想模型，电场线是人们为了形象描述电场而假想的，并非客观存在的，电荷间的相互作用是通过电场产生的，选项A 正确，B 、C 、D 错误．【答案】 A2．一个试探电荷在电场中某点受到的电场力为F ，这点的电场强度为E ，在图中能正确反映q 、E 、F 三者关系的是( )A B C D【解析】 电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定，与放入该点的试探电荷及其所受电场力无关，A 、B 错误；试探电荷在该点受到的电场力F ＝Eq ，F 正比于q ，C 错误，D 正确．【答案】 D3．关于电场中某点的场强大小和方向的描述，下列说法正确的是( )【导学号：96322092】A ．由E ＝F q 知，若q 减半，则该处电场强度为原来的2倍B ．由E ＝k Q r 2知，E 与Q 成正比，与r 2成反比C ．由E ＝k Q r 2知，在以Q 为球心，r 为半径的球面上，各处场强均相同D ．电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力方向【解析】 E ＝F q 为场强的定义式，而电场中某点的场强只由电场本身决定，与是否引入试探电荷q 及q 的大小、正负无关，选项A 错误；E ＝k Q r 2是点电荷Q产生的电场中各点场强的决定式，故E∝Qr2，选项B正确；因场强为矢量，E相同意味着大小、方向都相同，而在球面上各处场强方向不同，选项C错误；因所放电荷电性不知道，若为正电荷，则E与＋q受力方向相同，否则相反，故选项D错误．【答案】 B4．如图所示，各电场中A、B两点电场强度相同的是()【解析】电场强度是矢量，若两点的电场强度相同，必须是大小相等，方向相同．故只有C正确．【答案】 C5．一正电荷在电场中由P到Q做加速运动且加速度越来越大，则如图所示的四个电场线正确的是()【解析】加速度越大，则电荷受电场力越大，也就是场强越大，即电场线越密．【答案】 C6．如图1-3-9所示，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点．已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零，且PR＝2RQ.则()【导学号：96322093】图1-3-9A．q1＝2q2B．q1＝－2q2C．q1＝4q2D．q1＝－4q2【解析】因为在P、Q连线上某点R处的电场强度为零，则两电荷为同种电荷，则由点电荷的场强公式可知k q1(2r)2＝kq2r2，解得q1＝4q2，故选项C正确．【答案】 C7．(多选)用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱．如图1-3-10甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点，O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O 对称．则()甲乙图1-3-10A．B、C两点场强大小和方向都相同B．A、D两点场强大小相等，方向相反C．E、O、F三点比较，O点场强最强D．B、O、C三点比较，O点场强最弱【解析】由等量异种点电荷的电场线分布可知选项A、C、D正确，B错误．【答案】ACD8．地球是一个带电体，且电荷均匀分布于地球表面．若已知地球表面附近有一电荷量为2×10－4 C的正电荷受到4×10－3 N的电场力，且方向竖直向下，则地球带何种电荷？所带总电量为多少？(已知地球半径R＝6.4×106m，k＝9×109 N·m2/C2) 【导学号：96322094】【解析】地球所带电荷量可以认为集中于地球中心，设地球所带电荷量为Q，则地球表面附近的场强E＝kQR2①据场强定义知E＝Fq②将k＝9×109 N·m2/C2，R＝6.4×106 m，F＝4×10－3 N，q＝2×10－4 C代入①②，求得Q＝9.1×104 C因正电荷受到的电场力竖直向下，故地球表面附近的电场方向竖直向下，即指向地心，因此地球带负电．【答案】负电9.1×104 C[能力提升]9．(多选)如图1-3-11所示，在沿水平方向的匀强电场中有a、b两点，已知a、b两点在同一竖直平面内，但不在同一电场线上，一个带电小球在重力和电场力作用下由a点运动到b点，在这一运动过程中，以下判断正确的是()图1-3-11A．带电小球的动能可能保持不变B．带电小球运动的轨迹一定是直线C．带电小球做的一定是匀变速运动D．带电小球在a点的速度可能为零【解析】带电小球由a点运动到b点，重力和电场力不可能平衡，带电小球的动能不可能保持不变，A错．若电场力和重力的合力沿ab连线，且a点速度方向沿ab连线，则带电小球运动轨迹是直线，否则是曲线，B错．由于电场力与重力的合力是恒力，所以小球所做运动为匀变速运动，C正确．小球有可能从静止做匀加速直线运动到b，故D正确．【答案】CD10．如图1-3-12所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，c带负电，电荷量均为q，整个系统置于方向水平的匀强电场中．已知静电力常量为k.若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为() 【导学号：96322095】图1-3-12 A.3kq 3l 2 B.3kq l 2 C.3kq l 2 D.23kq l 2【解析】 对c 进行受力分析可知，根据库仑定律，c 受a 的吸引力大小为F 1＝kqq l 2，c 受b 的吸引力大小为F 2＝kqq l 2，则F 1＝F 2，a 、b 对c 的吸引力的合力等于F ＝3kqq l 2，而c 受力平衡，因此c 受到匀强电场的静电力大小也为3kqq l 2，因此匀强电场的场强大小为3kq l 2，B 正确，A 、C 、D 错误．【答案】 B11．如图1-3-13所示，真空中，带电荷量均为＋Q 的点电荷A 、B 相距r ，则图1-3-13(1)两点电荷连线的中点O 的场强多大？(2)在中垂线上，距A 、B 两点都为r 的O ′点场强如何？【解析】 (1)两点电荷在O 点产生的电场强度E A ＝E B ＝kQ (r /2)2＝4kQ r2，因等大反向，所以合场强为0.(2)E 1＝E 2＝k Q r 2，由矢量合成得E ＝2k Q r 2 cos 30°＝3kQ r 2方向：如图所示．【答案】 (1)0 (2)3kQ r 2，竖直向上或竖直向下12．竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场，其电场强度为E .在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m 的带电小球．丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，小球与右侧金属板相距为b ，如图1-3-14所示．求： 【导学号：96322096】图1-3-14(1)小球所带电荷量q 是多少？(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？ 【解析】 (1)由于小球处于平衡状态，对小球进行受力分析如图所示．T sin θ＝qE ，T cos θ＝mg ，解得q ＝mg tan θE .(2)因带电小球受力平衡，重力与电场力的合力与丝线的拉力大小相等，故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于mg cos θ，小球的加速度a ＝g cos θ，小球由静止开始沿丝线拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属板时，它的位移为s ＝b sin θ，又有s ＝12at 2，所以t ＝2s a ＝2b cos θg sin θ＝2b g tan θ.【答案】 (1)mg tan θE (2)2b g tan θ。
教科版高中物理选修3-1：《电场 电场强度和电场线》教学设计-新版
1.3《电场电场强度和电场线》一、指导思想与理论依据本章具有概念多，综合知识性强，概念比较抽象等特点。
电场强度是“静电场”这一章中的重要概念之一，在高中物理中也占有十分重要的地位，是本节教学的重点也是难点。
电场强度的概念比较抽象，是学生较难理解的概念之一。
电场强度的概念与后面将要学习的“电势能”“电功”“电势”“电势差”等概念联系密切。
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。
电场强度的概念、点电荷的电场及场强叠加原理，这几个重要的知识点都可充分调动学生探究的积极性，寻找描述电场的物理量，探讨点电荷的电场。
要让学生亲历科学探究的过程，体会探究成功的乐趣。
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。
新课程改革要求改变以往过于注重知识传授、学生知识的获得全部通过教师一言堂灌输的状况，而要注重课堂的互动，注重学生获得知识的过程，使学生在获得基础知识与基本技能的过程中，也成为学会学习和形成正确价值观的过程，成为培养学生创新精神和实践能力的过程，实现学生的终身发展．新课程改革要求健全学生人格，帮助学生树立终身学习的愿望并具备一定的学习能力，就必须努力使课堂学习成为全面培养学生素质的过程．对于本节课，希望能在新课标的指导下作出一些有效的尝试．二、教学背景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。
本节课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。
体会探究过程。
通过一段时间的学习逐步深化对电场强度概念的理解。
三、设计思路以“电荷间相互作用如何发生”为探究的开始，以“如何描述电场的强弱”为主要探究问题，以“点电荷的电场及场强叠加原理”为具体应用。
具体操作思路是：1．教师指导学生阅读“法拉第和场的概念”，培养学生阅读、汲取信息的能力；初步了解场的概念。
2．通过实验模拟和定量分析的方法探究描述电场强弱的物理量。
2020-2021学年物理教科版选修3-1教案：1.3 电场 电场强度和电场线含解析
2020-2021学年物理教科版选修3-1教案：1.3电场电场强度和电场线含解析3电场电场强度和电场线1．电场（1）概念：电荷的周围存在着一种特殊的物质，这种物质看不见、摸不着，我们把这种物质叫做电场．静止的电荷在周围空间产生的是静电场，它的分布不随时间而改变．（2)力的性质：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．既然电场用眼睛看不到，也无法用手触摸到，那么怎么能够证明某一空间中存在电场呢？提示:可根据电场的基本性质:对放入其中的电荷有静电力的作用,在该空间放入一带电体通过测量其是否受到静电力检验．2．电场强度（1)两个电荷的概念①场源电荷:激发电场的电荷称为场源电荷．任何电荷均能激发电场．②试探电荷:用来检验电场是否存在或研究电场的强弱分布情况及方向的电荷称为试探电荷，试探电荷的特点是所带的电荷量和尺寸必须很小，放入被研究的电场时，应该对原电场不产生明显的影响．（2)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F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度．②定义式:E＝错误!.③单位：国际单位制中的单位：牛/库，符号为：N/C.④矢量：电场强度的方向跟正电荷在该点所受静电力的方向相同．⑤物理意义：描述电场强弱和方向的物理量，从力的角度揭示了电场的性质．本节我们用来定义电场强度的方法叫比值定义法，想一想:我们还学过哪些用比值定义的物理量？它们有什么共同点？提示：在物理学中，常常用比值定义物理量，用来表示研究对象的某种性质．例如,用质量m与体积V的比值定义密度ρ，用位移x与时间t的比值定义速度v，等等．这样定义一个新的物理量的同时，也就确定了这个新的物理量与原有物理量之间的关系．在日常生活中也常遇到类似的情况，购买物品时的“单价”就是一例．此外，“人均国民生产总值"等,实际上也是用比值定义的．3．点电荷的电场电场强度的叠加(1）点电荷的电场①存在于点电荷周围．②公式：E＝错误!.③方向：当Q为正电荷时，在电场中的P点，电场强度E的方向由Q指向P；Q是负电荷时,电场强度E的方向由P指向Q.(2)电场强度的叠加：若场源电荷不唯一，电场中某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫做电场强度的叠加，遵循平行四边形定则．在电场强度的定义式E＝错误!中，我们知道电场强度E与静电力F、电荷量q无关，那么真空中点电荷的电场强度公式E＝k错误!中电场强度E与电荷量Q和距离r是否有关？提示：公式E＝k错误!中电场强度E与电荷量Q和距离r都有关．4．电场线（1）定义：用来描述电场的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向．(2）电场线的特点：①电场线总是起自正电荷（或无穷远),止于无穷远(或负电荷）．即电场线不闭合，在无电荷处不中断．②任意两条电场线不相交．③电场线的疏密表示电场的强弱．在相邻的两条电场线之间没画电场线的地方有电场吗？提示：电场线是为了形象地描述电场的强弱和方向而引入的，如果在纸上每一个地方全部画上电场线，也就无法对电场进行描述,所以在相邻的两条电场线之间，没有画电场线的地方也有电场．5．匀强电场(1）定义：如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这样的电场叫做匀强电场．（2）电场力：电荷在电场中受到的静电力又叫做电场力,公式为：F＝qE.匀强电场有什么显著特点？电场线有什么特点?提示：匀强电场中各点电场强度大小相等，方向相同；电场线是间距相等的一簇平行线．考点一对电场强度的理解1．试探电荷与场源电荷的比较2。
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《电场电场强度和电场线》
本课题学生已经有较强的提出问题和分析问题的意识，喜欢通过动手实验探究问题，热衷于归类、分析、概括等思维活动，有自行探索，亲自动手设计实验的意识，学习兴趣已经发展成为学习物理的动机的主要部分，具备了概括性认识兴趣。
学生辩证思维能力和分析解决问题能力发展的转折点，也是生长点。
学生概括抽象能力有较大的发展。
物理知识背景学生对电荷之间存在库仑力，以及对库仑力的大小与电荷的电量和电荷距离之间的关系已经有了清楚的认识。
学生已经学会使用基本实验仪器，去探索电荷之间的作用力。
但“电荷间的相互作用”的本质，学生还不了解，加之“电场”概念的抽象使得学生学习这节课的知识有一定的难度。
一、知识与技能
1．粗略了解物理学史上对电荷间相互作用力的认识过程。
2
．知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是客观存在的一种特殊的形态。
3．理解电场强度的概念及其定义，会根据电场强度的定义进行有关的计算。
知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的。
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。
5．知道场强的叠加原理，并能应用这一原理进行简单的计算。
二、过程与方法
1．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。
2．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。
三、情感态度与价值观
1．体验探究物理规律的艰辛与喜悦。
2．学习科学家严谨科学的态度。
【教学重点】
探究描述电场强弱的物理量。
【教学难点】
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。