《电场线》教学设计课题

《电场线》教学设计

骆文洲 （ 义乌中学 浙江 322000 ）

【教学目标】

1．知识与技能

①知道什么是电场线，知道电场线可以形象直观地描述场强。

②知道各种电场线的分布。

2．过程与方法

①理解点电荷电场、匀强电场等电场线的建立过程。

②初步渗透模拟的方法和场线描述矢量场的思想等。

3．态度情感与价值观

培养学生的观察能力、分析综合能力。

【重点难点】

点电荷电场、匀强电场的电场线建立过程。

【教学仪器】

静电起电机、验电器、带验电羽的帽子、两个验电羽、两块带验电羽的金属板、蜡块

【板书设计】

【设计思想】

1．电场是一个十分抽象的概念，场强的分布也是相当复杂的；而电场线的教学，其目的一方

面就在于帮助学生更好地理解电场的概念、了解电场的分布情况，另一方面是为了向学生电

场

线

意义：用来形象地描述电场 特征 ①始于：正电荷；终于：负电荷 （∞） （∞） ②疏密程度：场强大小

③切线方向: 场强方向

④不相交、不相切

渗透一些重要的物理思想方法。

2．“用场线描述矢量场”是物理学中一种重要思想方法。教学中，首先通过学生在初中时学过的磁感线引入课题，初步唤醒学生用场线描述矢量场的思想；然后顺势转入点电荷、匀强电场的电场线的建立，让学生深刻体会用场线描述矢量场的思想精髓；最后，在地球周围的电场、磁场、引力场中使这一思想方法得到进一步升华。通过这样的教学，学生不仅知道利用电场线可以形象直观地描述电场，而且也掌握了利用场线描述矢量场的思想方法。

3．用验电羽“模拟”电场也是物理学中一种重要方法。教学中，通过模拟实验，可将抽象的知识具体化；同时，在着力做好实验的过程中，也要使学生明确电场线只是一种数学的描述方法，是假想的、并不是实际存在的；但正是通过这种模拟的方法，化无形为有形，帮助人们形象直观地理解。

4．本节课的教学中对匀强电场进行了深入的剖析，目的在于为了体现新课程的理念，即不仅要使学生学会知识，而且要提高学生的能力。所以，教学中从一块板开始着手，这样，不仅使学生知道了匀强电场的电场线为什么是平行等距的直线，而且也在教学中不失时机地融入了“无限”的思想方法、“对称”的思想方法等。

【教学流程】

一、复习引入

1．提出课题

师：同学们，通过上节课的学习，我们知道电场最基本的特性是：对放入其中的电荷有力的作用。为了描述这一力的特性，我们曾经运用比值定义法建立了一个重要的概念，是什么概念啊？

生：电场强度。

师：对，利用电场强度能够精确地描述电场，但是呢，却不够形象、也不够直观；那么，有没有什么方法可以更加形象直观地描述电场呢？这就是我们今天这堂课要研究的问题。2．复习磁场

师：先请同学们回忆一下，我们在初中时学习过磁场，磁场是看不见、也是摸不着的；当时我们是采用什么来形象直观地描述磁场的呢？

生：磁感线。

展示：条形磁铁磁感线图片。

师：这就是我们非常熟悉的条形磁铁的磁感线，

大家要注意，磁感线是否只分布在一个平面上呢？

生：不是，应该是立体的。

展示：条形磁铁磁感线立体动画。

师：谁能谈谈磁感线是如何来描述磁场的强弱和方向的？

生：磁感线的疏密程度表示磁场的强弱；切线方向表示小磁针N极所指的方向，也就是该点磁场的方向。

师：很好。利用磁感线可以形象直观地描述磁场，我们还可以通过实验来模拟磁感线的分布情况。

演示：条形磁铁置于内装大量小铁针的塑料板上，来模拟条形磁铁的磁感线。

师：这些密密麻麻的是小铁针；放上条形磁铁后，小铁针就被磁化成小磁针；我们轻敲塑料板，使小磁针在磁场的作用下转动，小磁针静止时就有规则地排列起来，于是就显示出磁感线的形状了。那么，我们能不能说：这就是磁感线呢？

生：不能。

师：对。磁感线是假想的、并不是实际存在的。我们刚才的实验，就是通过这些小磁针的有规则排列，间接地反映出磁场的分布也是有规律的，从而化无形为有形，使我们理解磁场就形象直观多了。

二、理论分析

1．实验激趣

师：现在，我们面对的是电场，电场也是看不见摸不着的，但我们坚信：它既然是一种客观存在的物质，那它的规律就一定是可以被我们认识的。下面，让我们先来做一个有趣的实验。

演示：静电起电机高压放电。

师：这就是我们熟悉的静电起电机。（边做边讲）看到这个情景，同学们可能会联想到电闪雷鸣；要击穿空气发生火花放电，需要很高的电压。现在两极间电压就高达上万伏。哪位勇敢的同学能自告奋勇上来试一试？

（让学生站在泡沫板上，一手抓住起电机的一极；教师摇动起电机。）

师：你有什么感觉？带电了吗？

生：没有。

师：究竟有没有带电，我们可以通过验电器来检验一下。

（让学生手摸验电器，发现验电器张角变很大）

师：看来，这位同学带电了，那么，他的周围就一定具有电场，大家“看见”了吗？

生：没有。

师：那好，我们给他带上一顶特别的帽子（给学生带上粘有验电羽的帽子）；先给他整理一下头发；（再次摇动起电机后）这位同学的“头发”都竖起来了——好象怒发冲冠的样子！师：“头发”为什么会竖起来？

生：带电的头发受到电场力的作用。

师：对，我们还注意到“头发”竖得很有规律——可以间接地反映出电场的分布也是具有一定规律的。既然这样，电场也可以像磁场那样，用一组曲线来形象直观地描述它的分布规律——这就是我们今天要研究的“电场线”。（板书课题：电场线）

2．点电荷电场线的建立

师：下面，我们先从最简单的带电情况——单个正点电荷开始研究。A点的电场强度如何确定？

生：大小为E=kQ/r2方向为背离正点电荷。

(用场强矢量表示A点的的场强，再追问学生：B点呢？C点

呢？学生依次指明B、C点的场强大小和方向）

师：看来，我们应用同样的方法，可以把正点电荷周围各点的

场强都画出来。观察一下，场强矢量的方向、大小在分布

上有什么特点？

生：方向都向外，大小越往外越小。

师：很好。我们看到，用这幅图象就可以形象直观地描述正点电荷电场的分布情况；不过呢，我们又注意到，场强矢量看上去显得琳琅满目的，用这幅图来描述电场的分布还不够简明扼要，那么，能否把这一图象进行一定的简化呢？

生：连成直线…

展示：正点电荷的电场线。

师：场强的方向我们倒是一目了然，那么场强的大小能通过这些线反映出来吗？

生：能，通过电场线的疏密反映出来。

师：很好。这就是正点电荷的电场线。想一下，负点电荷的电场线分布情况又应该是怎么样的呢？

生：只要把电场线的方向换回来即可。

3．等量点电荷电场线的建立