电场强度教学设计

电场强度教学设计
一、知识与技能
1、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。

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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
建立科学的物质观。

养成求真、求实严谨的科学态度。

教学重点：
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。

教学难点：
探究描述电场强弱的物理量。

教学用具：多媒体课件
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设计思路：本节课是一节概念课，让学生体会概念的建立过程，知道为什么建立此概念这个概念是什么这个概念建立后能干什么在学习的过程中整合以往学习的概念，通过物理概念的学习，了解物理学的研究方法。

教学中充分调动学生的学习积极性,让学生感到学习物理不仅仅是解题、记忆,而是对大自然规律的探索。

电场强度是“电场”一章的重要概念,本章的概念比较抽象,教材强调弄清建立概念的背景,把抽象概念具体化,以便于学生理解。

在教学设计上,一方面不必期望学生通过一节课的学习,就将电场强度这个概念理解得非常透彻,只要让学生初步认识到电场强度是描述电场强弱的物理量,是表示电场本质属性的物理量就好。

学生通过一段时间的学习,会逐步深化对此概念的理解。

另一方面采用教师引导下的探究式教学方法,以科学探究为学生的主要学习方式,发挥学生的积极性、主动性和创造性。

教学设计
一、复习提问、新课导入
教师：上一节课我们学习了库仑定律，请同学们回忆一下：库仑定律的内容是什么
学生回答：略
教师：两个电荷接触了没没有接触怎么产生了力：
投影展示1（猜1）：超距作用：相隔一定距离的两个物体之间存在着直接、瞬时的相互作用，不需要任何媒质传递，也不需要任何传递时间。

二、新课教学
（一）电场
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投影展示2（猜2）：法拉第提出的电场。

图片展示，电荷间通过场这种特殊物质发生作用
场是“物质”──它和分子、原子组成的实物一样具有能量、质量和动量问题：谁也没有见过场，怎么证明它的存在
生活中我们能感知它的存在:无线电波、手机信号、光都是由电场磁场组成。

既然电场存在，它有什么性质怎么研究它的性质，大家有什么好的方法怎么去描述它
投影展示3：叶圣陶的诗
谁也没有看见过风
不用说我和你了
但是树叶颤动的时候
我们知道风在那儿了
谁也没有看见过风
不用说我和你了
但是树梢点头的时候
我们知道风正走过了
谁也没有看见过风
不用说我和你了
但是河水起波纹的时候
我们知道风来游戏了
学生讨论思考、老师启发、老师总结:电场对电荷有力的作用，这也是电场的基本性质。

下面我们从电荷的受力情况间接研究电场。

（二）电场强度
1、介绍场源电荷、试探电荷
！
2、分别分析电荷在不同位置的受力情况，引导学生分析并设置表格如下
在空间选A、B两点，到场源电荷的距离分别为r、2r，在此两点分别放电量为q、2q、3q的试探电荷
学生完成表格后提出一下问题引起学生思索。

①场源电荷周围不同位置的电场有强弱之分吗方向相同吗
②同一位置不同电荷受的电场力相同吗能用电荷受的电场力大小方向表示电场大小和方向吗
③在同一点，你是否发现了一个不变量
学生讨论后师生共同总结如下：比值由试探电荷的位置决定，与试探电荷无关，在不同位置比值不同，这个比值反应了场的性质。

老师告诉学生此比值在物理学中叫该点的电场强度。

3、电场强度
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①定义：在物理学中我们定义放入电场中某点的电荷所受的静电力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=F/q
③单位：N/C或V/m，1N/C＝1V/m
在同一位置正负电荷受的电场力方向不同，而场强方向应该是确定的，你认为怎么样
确定该点的场强方向会更好（人为规定）
④方向：电场中某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受静电力的方向相同。

按照这个规定，正电荷受力和场强方向相同，负电荷受力和场强方向相反。

引导学生整合已学习过的比值定义的物理量：密度、速度、加速度。

并讨论体会其决定因素，定义式，进一步理解场强概念。

例1：点电荷是最简单的场源电荷。

设一个点电荷的电荷量为+Q ，与之相距为r 的A 点放一试探电荷，所带电荷量为+q 。

（1）试用所学的知识推导A 点的场强的大小，并确定场强的方向； ~
（2）若所放试探电荷为-2q ，结果如何
（3）如果移走所放的试探电荷呢 师生共同归纳总结：
1．点电荷电场的场强大小与方向。

2．电场强度是描述电场（力的）性质的物理量，在静电场中，它不随时间改变。

电场中某点的场强完全由电场本身决定，与是否放入电荷，放入电荷的电荷量、电性无关。

注意：辨析
q F E =
和2r Q K E =的关系，强调2
r Q
K E =的适用条件。

（三）场强的叠加
例2.如图所示，真空中有两个点电荷Q1＝+3．0×10-8C 和Q2＝－3．0×10-8C ，它们相距0．1m ，A 点与两个点电荷的距离r 相等，r ＝0．1m 。

求： （1）电场中A 点的场强；
（2）在A 点放入电量q ＝－1×10-6C ，求它受的电场力。

（学生板演）
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教师：题中场源电荷不止一个，如何来确定电场中某点的场强
学生：平行四边形定则
教师：A点场强为Q1与Q2 在A点单独产生的场强的矢量和，这就是电场强度的叠加原理。

思考：等量同种、异种点电荷连线、中垂线上各点电场强度的方向特点大小特点
根据场强的叠加原理对于一个比较大的不能看成点电荷的带电物体产生电场的场强如何确定
学生思考后回答：无限等分成若干个点电荷。

老师引导半定量求解。

教师：根据以上方法，同学们设想一下一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）外部产生电场的场强，如何求解
学生思考后回答：等效成电荷量集中于球心的点电荷。

（四）小结
通过学习我们知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是存在于电荷周围的一种特殊物质，它最基本的特征是对放入其中的电荷有电场力的作用，我们研究试探电荷的受力引入了电场强度，它是矢量，有大小也有方向，通过比值定义其大小，正电荷受力方向为场强方向。

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（五）巩固练习及作业
1、下列说法中正确的是：[ ]
A．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场
B．电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西
C．电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用
2、下列说法中正确的是：[ ]
A．电场强度反映了电场的力的性质，因此场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比
B．电场中某点的场强等于F/q，但与检验电荷的受力大小及带电量无关
C．电场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向
]
D．公式E=F/q和E=kQ/r2对于任何静电场都是适用的
3、将正点电荷放入电场中某点时，它受到的电场力向右。

若将负电荷放入该点时，它受到的电场力向左。

下列说法正确的是（）
A.当放入正电荷时，该点场强方向向右；当放入负电荷时，该点场强方向向左。

B.该点场强一定向右
C.只有在该点放入电荷时才有场强
D.不知道形成电场的电荷是带正电还是带负电，因此无法讨论该电场中的场强方向
4、下列说法中正确的是：[ ]
A．场强的定义式E=F/q中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放
入电场中的电荷的电量
B．场强的定义式E=F/q中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电量
C．在库仑定律的表达式F=kq1q2/r2中kq2/r2是电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，此场对q1作用的电场力F=q1×kq2/r2，同样kq1/r2是电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强的大小，此场对q2作用的电场力F=q2×kq1/r2
D．无论定义式E=F/q中的q值(不为零)如何变化，在电场中的同一点，F与q的比值始终不变
5、在真空中相距L的A、B两点处分别放置电量大小均为Q的正、负点电荷，求离A、B两点距离均为L的C点场强的大小和方向。

6.如图，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷．已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)()
7.如图所示，用金属丝弯成半径为r＝m的圆弧，但在A、B之间留有宽度为d＝2 cm的间隙，且d远远小于r，将电荷量为Q＝×10－9的正电荷均匀分布于金属丝上，求圆心处的电场强度．。