鲁科版 (2019)必修 第三册第3节 电场与电场强度教案
展开1.知道电荷周围存在电场,知道电场是一种客观存在的物质。
2.了解静电场,理解电场强度及其矢量性。
3.知道用电场线描述电场的方法。理解引入电场线的意义。
4.会用电场线描述电场。知道几种典型电场的电场线分布。
教学重难点
教学重点
电场、电场的性质、电场强度、电场的叠加。
教学难点
电场强度、电场、电场的叠加。
教学准备
大金属球、铝箔球、起电机、铁架台、多媒体设备。
教学过程
新课引入
教师活动:播放起电机使人头发竖直的视频。
教师设问:为什么会出现这样的现象?你会解释产生这一现象的原因吗?
学生活动:思考教师所提问题。
教师口述:之所以会出现视频中的现象,是因为电场的存在。这就是我们今天所要学习的内容。
讲授新课
一、电场
在19世纪30年代,法拉第提出一种观点,认为一个电荷周围存在着由它产生的电场,另外一个电荷受这个电荷的作用力就是通过这个电场给予的,这种作用方式可以表示为
近代物理学的理论和实践已经完全证明了场的观点的正确性。电场以及以后将要学习的磁场已被证明是一种客观存在的物质形态,电视台和无线电广播电台就是靠激发电磁场的方式发送各种节目信号的。虽然电磁场“看不见”“摸不着”,但是我们却可以在远离发射塔的地方,用电视机和手机接受到它们发送的信号,这就是电磁场客观存在的很好例证。
任何带电体的周围都存在电场。
1.定义:电场是一种看不见摸不着,但客观存在的特殊物质形态。
2.性质:电场对放入其中的电荷有力的作用叫电场力。
二、电场强度
我们怎样研究电场呢?电场能够对处于场中的电荷施加电场力的作用,这是电场的基本性质。所以我们可以选择一个带电量很小、线度也很小的检验电荷q,分别放入带电体Q所产生的电场中的不同位置,观察检验电荷q受到的电场力有何特点。
实验:如图所示,使有绝缘支柱的大金属球A带电作为场源电荷,使丝线吊着的小铝箔球带少量电荷,用它代替检验电荷q。
实验一:把铝箔球放在电场中不同的方位,注意观察丝线的倾斜方向。
现象:铝箔球在电场中不同方位时,丝线倾斜的方向不同。
实验二:铝箔球逐渐远离场源,注意观察丝线偏离竖直方向的角度。
教师提问:看到什么现象了?
现象:偏角逐渐减小。
教师提问:由这两个实验我们能得到什么结论?
学生答后教师归纳:以上两个实验表明,在电场中不同点,电场对检验电荷施加的电场力的大小和方向一般是不同的。
教师提问:检验电荷受到的力和检验电荷的大小有什么关系呢?
教师引导学生寻找规律。
发现:在电场中同一点,电场力不仅随检验电荷电量的减小而减小,随电量的增大而增大,而且同一点电荷距场源电荷不同位置的受力情况不同。跟检验电荷的电量之间存在这样的定量关系有
在电场中同一点,比值F/q是一个与检验电荷和电场力无关的量,而在电场中不同点,比值一般不同,因而比值反映电场的性质。所以我们可以用它来描述电场。
1.定义:放入电场中某点的试探电荷q所受的电场力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=Fq
3.单位:牛/库(N/C) 或 伏/米(V/m) 。
4.方向:电场中某点的场强方向规定为:
跟正电荷在该点所受电场力方向相同;
跟负电荷在该点所受电场力方向相反。
5.理解:
(1)E=Fq为定义式,适用于一切电场。
(2)电场强度是反映电场强弱和方向的物量。
(3)由电场本身的性质决定,与F和q无关。
(4)电场力:F=qE 。
三、电场线
教师展示ppt中图片:《电场线立体图》、《正点电荷电场线平面图》、《负点电荷电场线平面图》。
教师活动:法拉第为了形象地描述电场引入了电场线的概念。
1.定义:在电场中画出一些有方向的曲线,如果曲线上各点的切线表示该点的电场方向,这样的曲线叫做电场线。
2.物理意义:疏密表示场强的大小;切线表示场强的方向。
3.电场线的特点:
(1)假想的曲线,并不真实存在;
(2)起于正电荷或无限远,止于负电荷或无限远;
(3)不相交,不闭合;
(4)电场线不是电荷的运动轨迹。
教师活动:展示几种典型的电场线的分布图,并介绍它们的特点。
典题剖析
例1 如图是静电场的一部分电场线的分布,下列说法正确的是( )
A.这个电场只能是负电荷的电场
B.点电荷q在A、B两处受到的电场力FB>FA
C.点电荷q在A、B两处的加速度大小,aA>aB(不计重力)
D.负电荷在B点处受到的电场力方向沿B点切线方向
答案:B
课堂小结
一、电场
1.定义:电场是看不见摸不着,但电场是客观存在的,是一种特殊物质形态。
2.基本性质:电场对放入其中的电荷有力的作用----电场力。
二、电场强度
1.定义:放入电场中某点的试探电荷q所受的电场力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=Fq。
3.单位:牛/库(N/C)或伏/米(V/m)。
4.方向:电场中某点的场强方向规定为:跟正电荷在该点所受电场力方向相同;跟负电荷在该点所受电场力方向相反。
三、电场线
1.定义:在电场中画出一些有方向的曲线,如果曲线上各点的切线表示该点的电场方向,这样的曲线叫做电场线。
2.物理意义:疏密表示场强的大小;切线表示场强的方向。
3.电场线的特点:
(1)假想的曲线,并不真实存在;
(2)起于正电荷或无限远,止于负电荷或无限远;
(3)不相交,不闭合;
(4)电场线不是电荷的运动轨迹。
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