高中物理 1.3《电场强度》教学设计 新人教版选修3-1

《电场强度》教学设计

【教学目标】

一、知识与技能

1．知道电场的物质性；电荷间的相互作用是通过电场发生的。

2．理解电场强度，会根进行有关的计算。知道电场强度是矢量及方向规定。

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．知道场强的叠加原理，并能应用这一原理进行简单的计算。

5.会用电场线描述电场。

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】

1．电场强度的概念

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】

电场强度的概念

【教学过程】

一、复习导入

复习：库仑定律的内容是什么？

教师：我们不免会产生这样的疑问：

1：真空中？它们之间相隔一定的距离这种相互作用是如何产生的呢？难道能够不需介质超越空间？

看课本“探究影响电荷间相互作用力的因素”（1．2－1）。

2.本质原因又是什么呢？

带着这两个疑问学习第三节电场强度。

二、新课教学

（一）电场

学生自学“电场”内容并解决以下问题：

（1）电荷间的相互作用是如何发生的？

（2）请用自己的语言描述一下什么是电场？

（3）电场有什么本领？

学生回答问题。

（电场是）存在于电荷周围的一种特殊的物质。

特点：物质性、看不见摸不着、存在于电荷周围。

场与实物是物质存在的两种不同形式。

电场的基本性质：对放入其中的电荷有静电力的作用。

（二）科学探究描述电场强弱的方法

依次投影问题：①相同的小球在不同的位置所受作用力不一样的原因是什么呢？

②如何来描述电场的强弱呢？

③怎么来研究电场？

启发引导：电场的本领是对场中的其他电荷具有作用力，这也是电场的最明显、最基本的特征之一。因此在研究电场的性质时，我们可以从静电力入手。

教师：对于像电场这样，看不见，摸不到，但又客观存在的物质，可以根据它表现出来的性质来研究它，这是物理学中常用的研究方法。

启发：还需要什么？

学生回答：电场及放入其中的电荷。

多媒体依次展示，教师简述：①“探究影响电荷间相互作用力的因素”中的试探电荷；②场源电荷。

师生共析对试探电荷的要求。

类比：试风向可以用纸片、树叶，但不能用砖头；试水渠中水流方向可以用树叶但不能用石头。

多媒体动画模拟：①不同位置偏角不同；②增加试探电荷带电量偏角均增加。

学生回答：不同位置受力不同；同一位置试探电荷带电量增加，受力增大，但不同位置受力

大小关系不变。

教师：下面我们再通过表格定量地来看一看：

用表格记录数据，并分析、比较表格中的数据有什么特点和规律，看你能否得出如何来描述电场的强弱。

学生思考并交流讨论

提问学生回答。

（1）不同的电荷，即使在电场中的同一点，所受静电力也不同，因而不能直接用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱；

（2）电场中同一点，比值F/q是恒定的，与试探电荷的电荷量无关；

（3）在电场中不同位置比值F/q不同。

小结：比值由电荷q在电场中的位置决定，与电荷q的电荷量大小无关，它才是反映电场性质的物理量。

引出电场强度的定义：

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。

（三）电场强度

1．定义：

2．单位：N/C或V/m，1N/C＝1V/m

3．性质：矢量

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。

如果放入电场中的是负电荷电场方向与负电荷在电场中某点所受静电力的方向相反。

课后练习，然后师生共同归纳总结：

1．点电荷电场的场强大小与方向。（多媒体动画演示方向的确定方法）

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！

（四）点电荷的电场

学生自学解决：根据电场强度的定义写出点电荷的电场强度的表达式。

（五）电场的叠加

练习：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。

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

（请两位同学板演）

教师：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。

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。

（六）电场线

1.为形象的描述电场而引入电场线。

学生看课本总结电场线特点。

2.匀强电场

三、小结

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的物质，基本性质是对放入其中的电荷具有力的作用。引入了描述电场强弱的物理量──电场强度。电场强度是用比值法定义的，它是矢量，有方向。

电场、电场强度的概念是电学中最重要的概念之一，它的研究方法和定义方法也是物理学中比较常见的方法。

四、布置作业

教材P16-171、2、7

五、教学反思

探究描述电场强弱的物理量是本节课的重难点内容之一，应给学生充分的思考时间，并让学生相互交流讨论，教师还可进行适当启发引导。另外，探究时间很难控制，在内容处理上应做到详略得当，发挥学生的主动性，如对电场及练习题的处理，尽可能由学生完成。