电场力的性质教学设计

2.1 探究电场的力的性质
教学目标：
1.知识与技能：理解场、静电场、电场力、电场强度的概念，掌握电场强度的定义式和点电荷场强的计算公式，能正确理解和使用电场强度的单位，了解一些典型的电场强度值。

2.过程与方法：通过引入试探电荷研究电场，知道用理想模型进行研究的方法，体会用比值定义电场强度的方法。

3.情感态度与价值观：了解引入“场”概念的探索过程，感受科学家的钻研精神，通过建立电场强度概念和推导点电荷场强的过程，训练学生的抽象思维能力。

教学重点: 本节课的教学重点是建立电场强度的概念，知道电场强度的定义式q
F E =和点电荷的场强公式2
k r Q E =，并知道这两个公式的适用范围。

教学难点：
由于场是一种看不见摸不着的特殊形态的物质，如何引导学生用合适的方法来研究电场是教学的重点。

在研究电场性质的过程中，如何引导学生认识用比值定义电场强度是教学的另一难点。

教学过程：
◆ 创设情境，引入新课
教师提供示波器实物，演示观察直流电和交流电的波形（或播放投影）。

说明示波器在电子技术中有广泛的应用。

同时简介示波管中的电子束受到力的作用而运动，打在荧光屏上形成图像。

（不要求也不可能让学生在这里就明白示波器的工作原理，仅让学生有一个大概的了解）。

接着，引导学生汇报想要弄清的问题（即悬念）：例如，电子受到的是一种什么力？是库仑力吗？是由谁提供的呢？电荷间的相互作用是靠什么传递的呢？……由此引入新课，简介本章所要学习的内容。

第二章电场与示波器
2.1 探究电场的力的性质
一、电场
在学生阅读教材的基础上，由学生理清科学家探索“场”概念的简要历程：牛顿时代的人提出“超距作用的观点”。

法拉第提出“近距作用的观点”并用“电场”一词；麦克斯韦建立电磁理论。

从此“场”成为现代物理学中最重要的基本概念之一。

◆师生归纳
1.场：物质存在的一种特殊形态。

即看不见有摸不着。

2.电场：电荷周围空间存在的场。

可与引力场（重力场）类比
3.电场力：电场对放在其中的电荷的作用力。

4.电场的基本性质：对放入电场中的电荷有力的作用。

5.静电场：相对与观察者静止的电荷的电场。

◆教师引导
二、怎样描述电场
教师引导学生，如何研究看不见摸不着的电场的性质呢?用什么样的办法能使原来隐含的电场的特性显露出来呢？启发学生思考：能否引入一个电荷，将其放到所要研究的电场中去，根据电荷受力的情况来研究电场？这个电荷叫做试探电荷。

但是试探电荷也有自己的电场，会影响所要研究的电场的性质吗？什么样的电荷可以看做是试探电荷呢?
◆学生讨论后归纳
1.场源电荷：一个电荷周围空间存在着电场，产生该电场的电荷叫做场源电荷。

2.试探电荷（或称检验电荷）:能忽略自身电场的点电荷。

①试探电荷的电场几乎不影响待研究电场的性质。

②试探电荷能确切反映它在电场中的位置。

③试探电荷的电荷量和尺寸都必须充分小。

④试探电荷是一种理想化的模型。

◆引导学生“分析论证”
定量研究电场的力的性质。

利用教材图2-2，根据库仑定律计算电场力F并填入表1中的上面三行空格内。

由学生交流计算结果，并归纳结论：同一试探电荷
q 在电场中不同点的q F
值不同。

利用教材图2-3，设点电荷Q 与试探电荷q 的距离为r ，根据库仑定律计算电场力F 并填入表2中的上面三行空格内。

由学生交流计算结果，并归纳结论：虽然电荷不同，但在电场中同一点的q
F 值相同。

三、电场强度E （简称场强）
1.电场强度的定义：电场中某点的点电荷所受到的电场力F 跟它的电荷量q 的比值。

2.电场强度的数学表达式：q
F E =。

启发学生回忆在以前学过的用比值定义的物理量，如密度、电阻、速度、加速度等，让学生充分感受用比值定义物理量的科学意义。

深化对电场强度的理解：
◆ 巩固练习，交流评价
【课堂练习1（投影）】电场中某点的电场强度q
F E =，这说明E 跟F 成正比，跟q 成反比。

根据变换后的公式E F q =，可以说明在电场中某点的点电荷q 受到的电场力F ，跟q 成正比、跟E 成正比。

这些说法正确吗？
经学生一番讨论后明确：E 是反映电场本身性质的物理量，他跟q 和F 均没有关系，不能说E 跟F 成正比，跟q 成反比。

而F 是放在电场中某点的点电荷q 受到的电场力，因此可以说q 受到的电场力F 跟q 成正比，跟E 成正比。

师生归纳：
3.电场强度E 是反映电场本身性质的物理量，它跟q 和F 均无关系。

启发学生思考：由于电场力F 是矢量，那么，对同一公式中的电场强度R 有影响吗？利用公式可以做必要的计算，那么，电场强度的单位是怎样的？经学生议论后，归纳：
4.电场强度是矢量。

电场强度的方向跟正（负）电荷在该点所受电场力的方向相同（反）。

请学生说出1N/C 的物理意义。

5.电场强度的单位。

在国际单位制中，电场强度的单位是N/C 。

引导学生阅读教材提供的“典型电场的一般强度值”数据表，以便让学生对抽象的电场强度进行具体化。

【课堂练习1（投影）】有一点电荷+Q ，若在距Q 为r 处的M 点放一试探电荷+q ，试求：
（1）试探电荷受到的电场力；（2）M 点的电场强度。

经学生一番讨论后交流结果，经评价认为如下结果是正确的：（1）试探电荷受到的电场力就是库仑力，即2q r
Q k F =，方向背离+Q 向外。

（2）根据电场强度定义式q F E =，M 点的电场强度2r
Q k
F =，方向背离+Q 向外。

师生归纳： 6.点电荷的场强公式2r
Q k F =。

教学小结：（先由学生交流再由教师小结。

）
◆ 布置作业
（1）整理知识并完成教材第26页上“讨论与思考”中的三个问题，下节课请学生交流评价。

（2）完成教材第30页上“家庭作业与活动”中的第2、3题。

（3）阅读“信息浏览——场”。

（4）预习本节教材余下的内容，做好下节课交流评价的准备。

教学后记：
由于教材体现了新课程理念，编写的颇具特色，加之独具匠心的教学设计和认真的实践，使本课堂具有如下特色：
1.努力根据三位目标制定教学目标，本课按《课程标准》的要求，教学目标从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度来制定。

十分注重让学生知道用理想模型进行研究的方法，体会用比值定义物理量的方法，感受科学家对“场”概念的探索精神。

2.精心组织教材，优化教学技艺。

教学过程始终把主要精力放在突出教学重点和教学难
点上，即如何建立、怎样建立和理解电场强度的概念，从而理解电场力的性质，并通过两次课堂练习深化对重点知识的理解。

对于示波器，仅将其作为引入电场的背景，而不是一开始就纠缠在其工作原理上。

对于“场”的概念，也有学生阅读教材后交流得出。

对于“典型电场的一般强度值”，安排学生阅读了解。

对于“讨论与思考”中的三个问题，作为课外作业，要求学生下节课做好交流评价的准备。

在教育现代信息技术方面作有机的配合，提高了课堂教学效率。

3.注重理论联系实际，创设物理学习情境。

以示波器为背景，创设研究电场的情境，引导学生探究电场的性质。

在本章结束时，还将回到初步解决示波管的工作原理上。

4.注重培养学生科学探究的能力。

科学探究的形式是多样化的，可以是实验探究，也可以是理论探究。

如本课中建立场的概念、引入试探电荷、用比值法定义电场强度、推到点电荷场强公式的环节，都十分重视启发学生分析论证，进行理论探究，着力培养学生的分析推理能力。

5.注重培养学生自主建构知识的能力。

本课中，在尽可能让学生主动参与学习、让学生充当学习的主人方面作了充分的安排。

如：在观察示波器显示的波形后，引导学生提出要弄清的问题；在学生阅读教材的基础上，有学生来理清科学家探索“场”概念的简要历程；由师生共同归纳场、电场等概念；有学生讨论后归纳场源电荷、试探电荷概念；引导学生“分析论证”，定量研究电场力的性质，有学生计算填表、交流结果、归纳结论，在师生形成共识的基础上定义电场强度；启发学生回忆以前学过的用比值定义的物理量；为巩固和深化概念而安排的两次课堂练习，均经学生一番讨论后明确解答；引导学生阅读教材提供的“典型电场的一般强度值”数据表，以便让学生对抽象的电场强度有一个感性的认识；教学小结先由学生交流再由教师小结。

在布置作业时，要求预习本节余下的内容，做好下节课交流评价的准备。

所有这些，也为解决好教学重点和难点提供了切实有效的途径。

配沪科版教材选修3-1。