电场教案

展示课教案：鲁科版高中物理选修3—1

第一章静电场

第3节电场及其描述

第一章静电场

第3节电场及其描述

【教材分析】

教材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。本节课主要由电场强度、点电荷的电场和电场强度的叠加、匀强电场三部分内容组成。原本都是很抽象的知识，通过与重力场做类比，引入试探电荷的方法，化抽象为具体，引领学生的认知。

【教学目标】

一、知识与技能

1．粗略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。

6.利用电场线描述电场，知道匀强电场的特点。

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．领略通过试探电荷在电场中所受静电力的方法来研究电场，体会理想模型、比值法、类比法等物理学研究方法的应用。

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．探究描述电场强弱的物理量——场强。

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。 3. 几种特殊电场及其电场线的画法。 【教学难点】

充分理解场强的物理意义、学会分析矢量场强的大小和方向。 【教学用具】

多媒体课件、电场线模拟演示仪 【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，也就是表示两个点电荷之间静电力大小的公式，请同学来回答。

学生回答：

教师：我们不免会产生这样的疑问：

投影右图。问题1：真空中两个电荷相隔一定的距离，却能够发生相互作用，它们之间难道就没有物质吗？

学生思考。 教师：假如没有物质，那么电荷的能量从何而来？假如存在物质，这种物质肯定有它的特殊性，因为我们看不见摸

不着它。其实真的存在这样的物质，它叫做场。比如重力场。物体和地球之间的相互作用，是通过这种场发生的，这里的场可以叫做重力场。而电荷与电荷之间的相互作用，是通过电场发生的。

二、新课教学

（一）电场

教师：首先提出电场这种物质的科学家是英国的物理学家、化学家——法拉第。他对事物的本质有着非常敏锐的洞察力，在电学上有着突出的贡献。

向学生简要介绍法拉第的求学经历。让电场与重力场做类比即可理解电荷之间的力是如何发生的了。

教师启发引导：场都是“物质”──它和分子、原子组成的实物一样，虽然我们看不见、摸不着，但它们都具有能量、质量和动量，物体受到的万有引力是靠重力场来完成的，电视机、收音机信号的发射与接受是靠电磁场来实现的。

教师板书：电场是存在于电荷周围的一种特殊的物质，场与实物是物质存在的两种形式。

教师：通过库仑定律的学习，我们可以联想到：电场具有怎样的特性呢？

学生回答：对放入其中的电荷有电场力的作用。

教师：这种力的作用与电场的强弱有关吗？引导学生科学探究。

学生思考

（二）电场强度

教师：下面我们来探讨三个问题。

①相同的小球在不同的位置所受作用力不一样，其本质原因是什么呢？

学生回答：电场强弱不同。

②那么如何来描述电场的强弱呢？

教师启发：像速度、密度等寻找一个物理量来表示。

③如何来研究电场？学生思考。

教师引导：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。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。

教师：怎样让它表现出来呢？

学生回答：在电场中放入电荷。

教师：对放入的电荷有要求吗？比如电量的大小。

学生回答：带电量非常小的点电荷。

教师：下面请同学们仔细观察模拟实验的动画演示，并描述你看到的现象说明了什么。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。

教师：下面我们再通过表格定量地来看一看：

将表格填完整，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。多媒体展示表格，学生回答后依次填入：①F1、F2、F3及F1＜F2＜F3；②2F1、3F1、4F1、n F1等。

位置）

表二：（P2

表三：（P 3位置）

（学生思考并交流讨论） 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；（同一张表格）

（3）在电场中不同位置比值F /q 不同。（三张表格比较）

师生共同小结：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。

教师：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。并板书。

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

教师：以前我们还学过哪些物理量是用比值法来定义的？ 学生回答：速度 ，加速度 ，电阻 等等。 教师：从它的定义式可以看出电场强度的单位吗？ 学生回答：可以，N/C 3．单位：N/C

教师：在电场中不同位置，同种电荷受力方向不同，说明场强是矢量还是标量？

学生回答：矢量

教师：电场中同一点放入正电荷和负电荷受力方向不同，如何确定场强的方向呢？ 教师：在物理学中作出了这样的规定。教师板书

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。 教师：按照这个规定，如果放入电场中的是负电荷呢？ 学生回答：与负电荷在电场中某点所受静电力的方向相反。

重力加速度

对比理解

电场强度