电场电场强度教案.doc

§2 电场电场强度

教材分析

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“电场强度”“点电荷的电场电场强度的叠加”“匀强电场”几部分内容组成本节内容对于学生来说是一陌生的内容，且比较抽象，学生学起来有一定的困难，教师应进行适当启发引导

教学目的

一、知识目标：

1、知道电荷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和定义，并能用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。

3、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。

4、电场叠加及知道叠加求合场强用平行四边形定则。

二、能力目标：

1、能运用已学过的知识来帮助理解，迁移到新知识，如通过上节库仑定律理解电荷作用靠电场传递。矢量合成平行四边形定则，用于电场叠加的运算。

2、通过实验及对实验结果的观察、分析，得出对有关现象的本质认识，学会发现问题、提出问题，作出假设并通过推理来总结得出相关结论。

教学重点：电场强度

教学难点：电场强度概念的建立

教学方法：

1、复习导入新课，提出新课题，通过再研究上次课的演示实验出发，达到承上启下的作用。

2、设问激疑，尽量通过引导，充分调动学生积极思考，发挥主观能动作用，体现学生主体地位。

3、类比释疑，对新概念的引入，尽量启用学生的知识储备中已知的相类似知识，通过类比、分析，使得抽象概念能够较顺利地建立。

4、实验分析，定性与定量相互结合，使具体现象直观表达抽象概念，并充分运用多媒体辅助，动画模拟扩大实验成效。

教学用具：

CAI 课件 教学过程

一、复习引入

我们认识了电现象中的电荷，包括点电荷，元电荷及电荷之间存在的相互作用。什么是点电荷？电荷相互作用有什么规律？哪位同学来帮我们回顾一下？ 电荷之间有相互作用，我们把这个作用的电力叫库仑力或静电力。那么电荷之间的作用力是怎样发生的呢？今天我们就来研究这个问题。

二、新课教学

（一）电场

1837年英国物理学家法拉第首先提出“场”的概念。他认为电荷周围存在一种特殊物质——电场对A 电荷施力，电场是电荷受力的根源。那么，什么地方有电场？

1、电荷周围存在电场。

2、电场是看不见摸不着但电场是实际存在的，电场是物质存在的一种特殊的形态。

3、电场的基本性质：对放入电场的电荷产生电场力的作用。[实例语言描述]

渡：电荷周围存在电场，那么把

另一电荷放在电场中的不同位置，所受的电场力有什么关系呢？

（二）电场强度

场源电荷Q 形成的电场，放入一个试探电荷q ，同一电荷q

在源电荷Q 附近，不同位置处，受力有何特点？

结论：电场中不同位置，电场强弱不同。

那么如何表示一个电场不同位置的强弱呢？用什么表达更确切？刚才我们得到，试探电荷q 在不同位置受力不同，那么是否电场力就可用来表示电场的强弱呢？

分析：在同一位置引入不同电量的试探电荷，受力又有何结果呢？

1、在距场源Q 为r 处，分别测试q 1、q

2、……不先进电量带电荷，由

库仑定律得F 1=21r kQq ①，F 2=22r kQq ②，……，F n =2r

kQq n ③，可见同一位置不同电荷受力却不等，显然不能用试探电荷受的力的大小表示电场。是什么使其受力不等呢？显然，不是电场本身变化了，而是不影响电场的试探电荷。到底用什么办法来衡量电场强弱呢？

2、观察，①，②…③式中11q F =22q F =…=n n q F =2r kQ ，结果表明：比值q

F 在

电场中同一点是不变的。比值

q F 反映了什么呢？怎么不因试探电荷q 电量及受力F 大小的影响？

3、类比回忆：物质性质的密度ρ，其定义ρ=v

m 。同一材料ρ一定，m=ρv ，ρ一定时，v 大则m 大，v 小则m 小，而v 一定时，ρ大的，m 就大。M 一定时，v 大的ρ小。ρ反映了物质疏密程度，是材料本身因素决定的。

4、结论：电场某点，q F 比值一定，引入试探电荷q ′，比值q

F 大处，F ′大；比值小处F ′小，这说明比值

q F 可以反映电场某点的强弱。 总结（板书）：

1、 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。

2、 公式：E=q

F 3、 单位：牛/库（N/C ）或伏/米（V/m ）

4、 电场强度是反映电场强弱和方向的物理量。

5、 电场强度是矢量，

规定：电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受电场力方向相同；

电场中某点的场强方向跟负电荷在该点所受电场力方向相反。

应用：知道某点电场强度，有何用途呢？已知E ，可根据F=E ·q 确定点电荷受力。

过渡：那好，下面我们一起来试试，利用电场强度定义及库仑定律，设

法推导正点电荷产生的电场中某点电场强度。

（三）点电荷的电场 电场的叠加

1、点电荷的电场

设场源电荷+Q ，试探电荷q ，

在r 处，由库仑定律F=2r

k Qq ∵E=q F =2

r kQ 如图，该点A 处，正试探电荷q 受力背离连线向外，说明正点电荷该点处电场强度方向背离场源电荷向外。

2、电场的叠加

那么如果空间同时有两个或两个以上场源电荷，某点电场的强弱又怎么决定呢？

类比力的合成：描述电场的电场强度是一个矢量，它们表示叠加后电场强度，遵循矢量合成的平行四边形定则。

如右图，不同位置P 、Q 1、Q 2各自产生电场的场强E 1、E 2，则以E 1、E 2为邻边，作平行四边形，对角线E 表示合电场强度的大小，

所指方向表示合电场也即电场强度的方向。这是求

两点电荷产生电场某点的电场强度，据此，我们也

应该可以求任意（两个以上）个点电荷，在任意位

置处的合电场强度。也就达到描述电场强弱及电场分

布情况的目的。

三、题例分析

例1：如图上所示，真空中有两个点电荷Q 1=+3.0×10-8C 和Q 2=-3.0×10-8C ，它们相距0.1m ，求电场中A 点的场强。A 点与两个点电荷的距离r 相等，r=0.1m 。 解：点电荷Q 1和Q 2的电场在A 点的电场强度分别为E 1、E 2，方向如图。

据平行四边形定则，E 合在E 1和E 2夹角的平分线上，

且与Q 1与Q 2连线平行，

合场强大小为E=E 1cos60º+E 2cos60º=2E 1cos60º=2

2

r kQ cos60º 代入数据得E=2.7×104v/m

四、课堂教学反馈

1、课堂练习1.场电荷Q=2×10-4C ，是正点电荷：检验电荷q=2×10-5，是负电荷，它们相距r=2m 而静止且都在真空中，如图4所示。求：

（1）、q 受的电场力。

（2）、q 所在的B 点的场强E B .

（3）、只将q 换为q '=4×10-5C 的正点电荷，再求q '受力及B 点场强。

（4）、将受力电荷拿去后再求B 点场强。 解：（1）库仑定律：F=2r

k Qq =25

492102102109---⨯⨯⨯⨯⨯=9N 方向在A 与B 的连线上，且指向A 。

（2）由电场强度的定义：E=22r

kQ q r kQq q F ==