高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第一章 静电场3 电场强度教学设计及反思
展开知道电荷间的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.
理解电场强度的概念及其定义,知道场强是矢量,知道场强方向的规定.
能推导点电荷场强的计算公式,并能用此公式进行有关的计算.
知道场强的叠加原理,并能用这个原理进行简单的计算.
【过程与方法】
通过比较同一电荷(试探电荷)在电场中的不同点受到的电场力的大小来比较各点电场的强弱,使学生知道用比值法来定义物理量的一般方法.
运用类比的方法,让学生加深对场强概念的理解.
【情感、态度与价值观】
在探究如何描述电场的强弱的过程中,让学生体会研究问题的一般方法,增强学生学习物理的信心.
【教学重点】电场强度的概念及其定义
【教学难点】电场强度的概念的建立.
教学过程
电场
电荷的周围存在着由它产生的______,电荷A对电荷B的作用力,就是电荷A的______对电荷B的作用力; 电荷B对电荷A的作用力,就是电荷B的______对电荷A的作用力;
电场及磁场是一种客观存在,并且是互相联系的,统称为_________.静止的电荷产生的电场,称为________.
电场强度
电场的基本特征是对放入其中的电荷有力的作用,这种力叫静电力,或者叫电场力。 在研究电场的性质时,可以从静电力入手。
【问题1】在初中我们是怎样去感知(研究)磁场的存在的?
场源电荷
Q
试探电荷q
【问题2】你认为作为试探电荷应该有什么要求?
【问题3】你认为电场中某一点的强弱可能与哪些因素有关?
【问题4】只是用试探电荷受到的电场力的大小能够表示电场的强弱吗?为什么?
【问题5】你还记得以前我们是如何来表示物体运动的快慢的吗?你觉得我们应该怎样来描述电场的强弱?
定义:_____________________________________________.
公式:_____________.
单位:_________
方向:_____________________________________________________.
物理意义:____________________________________________________.
【问题6】若将试探电荷拿走,则该点的电场强度会发生变化吗?如果换成另外一个试探电荷呢?
点电荷的电场
【问题7】根据电场强度的定义,你能
推出真空中点电荷电场强度的表达式吗?
E=_________________
从上式可以看出, 真空中点电荷电场强度的大小与
________和________有关,与试探电荷无关.
场强叠加原理
如果场源电荷不只是一个点电荷,则电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和
2.可以证明,一个半径为R的均匀带电球体(或球壳)在外部产生的电场,与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同,球外各点的电场强度也是
E=__________
式中的r是球心到该点的距离(r>R),Q为整个球体所带的电荷量.
【例1】+Q
A
r=20cm
真空中有一个场源电荷Q =1.0×10-8C,在距离它20cm的A点先后分别放入三个试探电荷q1,q2,q3,请分别计算:
a、若q1 =1.6×10-18C,则该点电场强度大小是多少?
b、若q2 =3.2×10-18C,则该点电场强度大小是多少?
c、若q1 = -1×10-17C,则该点电场强度大小是多少?
【例2】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点与上述两个点电荷的距离r相等,且r = 0.1m 。求:
Q1
Q2
A
a、电场中A点的场强;
b、在A点放入电量q= -1× 10-6C ,求它受的电场力的大小。
【课后练习】
1. 关于电场强度,下列说法正确的是:
A. E=F/q,若q减半,则该处的场强变为原来的2倍
B.E=kQ/r2中,E与Q成正比,而与r平方成反比
C.在以一个点电荷为球心,r为半径的球面上,各点的场强均相同
D.电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向
D
C
·
·
A
B
2.在下列两图中分别标出正负场源电荷在A,B,C,D四点产生的电场强度方向。
·
·
3.如图,Q1>Q2 定性分析:
Q2
Q1
①将一正试探电荷q放在何处,其所受合力为零?
②若q电量变为2q,放在该位置所受合力为零吗?
③将一负试探电荷放在该 处,其所受合力还为零?
4.在电场中A处放点电荷q,其受电场力为F,方向向左,则A处场强大小为 ,方向为 .若将A处放点电荷为-2q,则该处电场强度将 ,方向将 .
5.下列关于电场强度的叙述正确的是( )
A.电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力
B.电场中某点的场强与该点检验电荷所受电场力成正比
C.电场中某点的场强与方向就是检验电荷在该点所受电场力方向
D.电场中某点的场强与该点有无检验电荷无关
6.真空中两个带电量分别为Q和4Q的正点电荷,位于相距为30cm的A、B两点,将另一个正电荷q置于AB连线上的C点,q受的合力恰好为零,C点距A点 cm处.若将电荷q取走,C点场强为 .
7. 如图13所示,AB为体积可以忽略的带电小
球,,AB相距3cm,在水平外电场作用下AB保持静止,悬线都沿竖直方向,则外电场的
场强 ,方向 ,AB中点处总场强大小为 ,方向为 .
8.在场强为E,方向竖直向下的匀强电场中,有两个质量均为m的带电小球,电量分别为+2q和-q.用长为的绝缘细线相连,另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O处,处于平衡状态,如图14所示,重力加速度为g,则细线对O点的作用力等于 .
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