人教版 (2019) > 必修 第三册物理-第九章《静电场及其应用》教学目标与重难点分析

第九章《静电场及其应用》教学目标与重难点分析 　　（一）学习目标：　　1.能用原子结构模型解释摩擦起电和静电感应现象原因。通过不同起电方式的分析得出电荷守恒定律，能用电荷守恒定律分析静电现象。　　2.通过与质点模型类比，知道将带电物体抽象为点电荷的条件，能将特定实际情境中的带电物体抽象成点电荷。　　3.理解库仑定律的内涵和适用条件，能够应用库仑定律计算点电荷间的静电力，能利用力的合成解决多个电荷间的相互作用问题。　　4.通过类比的方法建立磁场概念，能运用比值定义的方法解释说明电场强度概念的建构过程。知道点电荷场强的决定式，会计算多个点电荷形成的电场强度。会用电场线描述电场。　　5.理解静电平衡状态的的形成过程，知道处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零。能够解释尖端放电、静电屏蔽、静电吸附现象，了解静电现象的应用及防止。　　（二）重点和难点及分析：库仑定律  电场强度  电场线　　1.库仑定律为建构电场、电场强度的概念奠定了基础。建构点电荷模型的过程让学生体会建构物理模型的必要性，了解建构物理模型的思维方式，了解物理学研究中物理模型的特点。点电荷概念比较抽象，学生缺乏对其感性认识，点电荷的学习依赖对质点模型的理解。同时，库仑定律给出的虽是点电荷间的静电力，但是任一带电体都可以看成是由许多点电荷组成，根据库仑定律和力的合成法则就可以求出任意带电体之间的静电力大小和方向，体现了等效思想，并需要学生熟练运用所学知识，难度较大。因此将理解库仑定律及其适用条件确定为本单元重点和难点。　　2.电场强度是高中电学的核心概念之一，电场强度的学习使学生首次对场有定量的认识。建立电场强度概念时用的比值定义法可以迁移到电势、电容等概念的建立。定义电场强度用到的物理量是试探电荷受到的静电力和电量，研究对象是试探电荷。但定义以后的物理量却跟试探电荷无关，是用来描述“场”性质的物理量，较难理解。因此将电场强度概念的建立确定为本单元重点和难点。　　3.电场线使抽象的电场具体化、形象化，充分体现了科学研究中一种十分重要的思想方法。电场具有物质属性，但电场线是人为画出的并非真实存在。等量同种、异种电荷电场线有着复杂的空间分布，学习难度较大。故将电场线作为本单元重点和难点。　　（三）重难点的突破策略：　　1.库仑定律的建立　　从定性研究转向定量研究，在定性实验的基础上提出猜想，再通过定量试验验证。首先通过定性实验探究影响电荷间相互作用力的因素，再类比万有引力定律猜想与距离平方成反比，之后介绍库仑扭秤实验，验证猜想，使学生体会扭秤实验的精妙之处。库仑定律内容提出后，对其适用条件进行讨论，通过类比质点概念，提出点电荷定义。最后在具体情境中计算库仑力的大小和方向，体会库仑力的叠加。　　2.电场强度概念的建立　　在具体情境中比较相同电量不同位置、相同位置不同电量试探电荷受力，引导学生讨论电场力能否描述电场强弱，通过归纳发现同一位置不同试探电荷受到电场力不同。但同一位置电场力与试探电荷电量比值为定值，类比密度、速度等比值定义的物理量，引出电场强度的定义。再次利用实际情境，引导学生思考试探电荷的有无是否影响电场大小？结合点电荷场强的决定式，得出结论：电场强度与试探电荷无关，是描述电场性质的物理量。　　3.电场强度定义中体现的比值定义法　　类比密度、压强、速度、加速度等都是用两个物理量之比定义一个新的物理量。电场强度是描述静电场的一个重要的物理量，电场强度概念的建立过程让学生再一次认识体会用比值定义新的物理量的方法，再通过和点电荷电场分布规律决定式作比较，体会定义式与决定式的区别。　　4.点电荷、匀强电场等体现的物理思维：理想化模型的建立　　类比质点的概念，引出在当带电体之间的距离远大于带电体本身的大小时，可以忽略带电体的形状和大小，用一个具有相同电性、相同电量、相同质量的点来代替带电体,这就是点电荷。匀强电场也是一种理想化模型,严格意义上的匀强电场是不存在的。通常把带有等量异种电荷的平行金属板之间的电场看做是匀强电场。　　根据研究的问题和内容在一定条件下对研究客体进行抽象，抓住事物的本质特征，建立起一个易于研究的、能反映研究客体本质规律的理想客体，是物理学解决问题的一个基本出发点。　　5.对于电场线概念的构建　　在孤立正、负点电荷周围按照中心对称的方式，分别放置多个试探电荷，作出试探电荷所受电场力，将有向线段延长即得到点电荷电场线，引导学生总结电场线的特点。将头发屑悬浮于蓖麻油，加入电场，模拟等量同种、等量异种电荷电场线。根据演示实验的现象和电场线的特点，画出等量同种、等量异种电荷、平行金属板间电场线，进而利用电场强度是矢量这一点通过理论分析空间中两电荷在同一位置产生的电场叠加原理满足平行四边形定则。