物理选修33 电场强度教学设计

这是一份物理选修33 电场强度教学设计，共6页。教案主要包含了【内容与解析】，【教学目标与解析】，【问题诊断分析】，【教学支持条件分析】，教学过程，目标检测，配餐作业，本课小结等内容，欢迎下载使用。

一、【内容与解析】
本节课要学的内容电场强度指的是电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值，其核心是比值,理解它关键就是要在电场中的同一点，电场力F与电荷电量q成正比，比值F/q由电荷q在电场中的位置所决定，跟电荷电量无关，是反映电场性质的物理量，所以我们用这个比值F/q来表示电场的强弱．由于它还与电势差有一定的联系,所以在本学科有重要的地位，并有一定的作用,是本学科的核心内容。教学的重点是电场强度，解决重点的关键是理解电场强度的决定因素。
二、【教学目标与解析】
1．教学目标
1．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．
2．理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的．
3．能根据库仑定律和电场强度的定义式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．知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算．
2．目标解析
理解电场强度是表示电场强弱的物理量，因而在引入电场强度的概念时，应该使学生了解什么是电场的强弱，同一个电荷在电场中的不同点受到的电场力的大小是不同的，所受电场力大的点，电场强．应当使学生理解为什么可以用比值F/q来表示电场强度，知道这个比值与电荷q无关，是反映电场性质的物理量．用比值定义一个新的物理量是物理学中常用的方法，应结合学生前面学过的类似的定义方法，让学生领会电场强度的定义．应当要求学生确切地理解E=F/q和E=kQ/r2这两个公式的含义，以及它们的区别和联系．应用电场的叠加原理进行计算时不应过于复杂，一般只限于两个电场叠加的情形．通过这种计算，使学生理解场强的矢量性。
三、【问题诊断分析】
在本节课的教学中，学生可能遇到的问题是不理解电场强度，产生这一问题的原因是没理解场。要解决这一问题，就要理解场的本质，其中关键是弄清电场强度的决定因素。
四、【教学支持条件分析】
五、教学过程
（一）复习引入
上一节，我们认识了电现象中的电荷，包括点电荷，元电荷及电荷之间存在的相互作用。
电荷之间有相互作用，我们把这个作用的电力叫库仑力或静电力。电荷之间的作用力是怎样发生的呢？今天我们就来研究这个问题。
新课学习
问题1：电荷之间存在的电力，是如何发生的？
实验观察1、接触力、弹力、摩擦力
2、“非接触力”：如重力、电力
设想1 电荷 超距作用 电荷 ×错误
法拉第提出“场”概念，电荷周围存在电场（法拉第头像）
设想2 （电脑展示）
电荷 电场 电荷 正确√
A B
问题2：既然场是物质，为什么我们看不到呢？
实体（由分子组成）；看的见，摸的着。
场（形式）：看不见，摸不着，不以人的感官意识为转移的客观存在。

物质可分两类
问题3：如何去研究，认识电场？有什么基本性质？
利用电场的力的效应。电场总可以对放入其中的电荷有力的作用。
实验观察3：介绍（说明）（1）场源电荷 试探电荷（必须体积小、带电量少、不影响电场）
（2）同一试探电荷q在场源电荷Q附近，不同位置处悬绳偏角受力情况，比较不同位置受力不同，电场强弱不同，电场不同位置处强弱不同。
问题4：怎样表示电场？描述电场强弱？
猜想3：电场力大小表示电场强弱？
如图1所示，在+Q电场中A点分别放入电荷q1、q2、q3则它们分别受电场力为：
A: F1= F2= ; F3=
看看上式，我们可发现场电荷Q对不同的检验电荷q有不同的电场力，但只要A点位置不变，F与q的比值就不变。
若换到B点，则
从上面分析看出：Q固定则电场的空间分布固定，对于场中某固定点，值仅与Q、r有关，与检验电荷无关，它反映的是电场的性质，反映的是电场的强弱

观察4：==…==
结论：比值在电场同一位置是一定的
猜想4：可表示电场的性质
问题5：能表示电场的什么性质？
类（对）比：密度定义ρ= 讨论：ρ一定，m=ρv，m∝v，ρ反映物质疏密程度
电场中一定，q′试探电荷受力，F′=()·q′，F′∝q′，反映电场强弱
问题6：电场有方向性吗？
演示观察5：电荷q，在Q不同方位受力方向不同，偏转情况不同。
结论：电场有方向，电场强度的方向表示电场的方向。规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向。
例 在图2中标出A、B、C、D四点的电场强度的方向。
定义：电场强度E=，是表示某点处电场强弱（大小）的物理量。
性质：1、取决于电场本身因素，与试探电荷q电量及其受力F无关。
2、具有方向性，是个矢量，规定+q受力方向为该点电场方向。
应用：1、利用已知E，求电荷受电场力 F=Eq
电场强度单位：1牛/库（N/C）
想一想（一）
2、能否利用电场强度定义和库仑定律，推导点电荷周围电场强度？
已知Q，引入q，在r距离，F库=，由E=F/q得
点电荷电场强度：Er=，方向：正点电荷，背离电 荷，负点电荷指向电荷中心
想一想（二）
几个电荷能否同时对试探电荷施加力？
演示观察6：两个场源电荷Q、Q′对试探电荷q施力作用情况。
问题7：能否用一个电场代替Q、Q′对q的作用？
结论：可以用合电场，电场可以叠加。电场叠加原理：合电场大小为E1、E2作邻边平行四边形对角线。
类比2：求合力，遵守矢量运算的平行四边形定则。因此可以利用矢量合成的平行四边形定则求合电场。
推论：用电场强度的叠加原理可以求和任意多个点电荷产生的电场强度，任何一个带电体不管其电荷分布多么复杂，都可以视为由许多点电荷组成，因而可以用场强叠加原理求出它的场强。可以看出，真空中任意多个点电荷产生的电场强度，仅由场电荷、电场中的位置两个因素决定，而与检验电荷无关。
例：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，求电场中A点的场强。A点与两个点电荷的距离r相等，r=0.1m。
解：点电荷Q1和Q2的电场在A点的电场强度分别为E1、E2，方向如图。据平行四边形定则，E合在E1和E2夹角的平分线上，且与Q1与Q2连线平行，合场强大小为E=E1cs60º+E2cs60º=2E1cs60º=2cs60º
代入数据得E=2.7×104v/m
六．板书设计
（一）电场
1.定义：电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质
2.电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用
（二）电场强度
1.定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度。
2.单位：伏/米(v/m) 1伏/米=1牛/库
3.方向：电场中某点正电荷受力的方向为该点场强方向
4.理解
（1）它能反映电场力的性质，与放入的电荷无关，由电场本身决定。
（2）知道某点场强E，任意电荷q受力：F=Eq
四.电场的叠加
电场叠加原理：合电场E合是E1、E2为邻边的平行四边形的对角线。
课堂练习
场电荷Q=2×10-4C，是正点电荷：检验电荷q=2×10-5，是负电荷，它们相距r=2m而静止且都在真空中，如图4所示。求：
1.q受的电场力。
2.q所在的B点的场强EB.
3.只将q换为=4×10-5C的正点电荷，再求受力及B点场强。
六、目标检测：
1．下列说法中正确的是：[ABC ]
A．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场
B．电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西
C．电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用
2．下列说法中正确的是：[BC ]
A．电场强度反映了电场的力的性质，因此场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比
B．电场中某点的场强等于F/q，但与检验电荷的受力大小及带电量无关
C．电场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向
D．公式E=F/q和E=kQ/r2对于任何静电场都是适用的
七、配餐作业：
A组：
3．下列说法中正确的是：[ACD ]
A．场强的定义式E=F/q中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中的电荷的电量
B．场强的定义式E=F/q中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电量
C．在库仑定律的表达式F=kq1q2/r2中kq2/r2是电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，此场对q1作用的电场力F=q1×kq2/r2，同样kq1/r2是电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强的大小，此场对q2作用的电场力F=q2×kq1/r2
D．无论定义式E=F/q中的q值(不为零)如何变化，在电场中的同一点，F与q的比值始终不变
4．讨论电场力与电场强度的区别于联系

B组：
5.在电场中某一点，当放入正电荷时受到的电场力向右，当放入负电荷时受力向
左，下列说法正确的是：[ ]
A．当放入正电荷时，该点的场强向右，当放入负电荷时，该点的场强向左
B．只有在该点放入电荷时，该点才有场强
C．该点的场强方向一定向右
D．以上说法均不正确
6、真空中，两个等量异种点电荷电量数值均为q，相距r．两点电荷连线中点处
的电场强度的大小为：[ ]
A．B．2kq/r2 C．4k/r2 D．8kq/r2
C组：
7、真空中，A，B两点上分别设置异种点电荷Q1、Q2，已知两点电荷间引力为10N，Q1=1.0×10-2C，Q2=2.0×10-2C．则Q2在A处产生的场强大小是________N/C，方向是________；若移开Q2，则Q1在B处产生的场强的大小是________N/C，方向是________．
八、本课小结
1、电场
2、电场强度
3、点电荷场
4、匀强电场