2021学年3 电场 电场强度教案

这是一份2021学年3 电场 电场强度教案，共8页。教案主要包含了电场，电场强度，点电荷的电场 电场强度的叠加，电场线，匀强电场等内容，欢迎下载使用。


《电场 电场强度》是《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》必修课程必修3模块中“静电场”主题下的内容，课程标准要求为：“知道电场是一种物质。了解电场强度，体会用物理量之比定义新物理量的方法。会用电场线描述电场。”《普通高中物理课程标准(2017年版)解读》对该条目的解说是：本条目要求通过电场对电荷的作用来检验电场的存在，了解电场是物质存在的形式之一，知道电场对位于其中的电荷有作用力。通过检验电荷在具体电场中受到电场力情况，了解电场强度是描述电场强弱的物理量，是描述电场力的性质的物理量；知道用物理量比值定义法定义新物理量——电场强度，知道电场强度的客观性和矢量性。通过比值法定义电场强度，体会比值法定义物理量的重要方法。通过对等量异种电荷电场强度的计算，了解电场强度的叠加原理。让学生知道电场线是为了形象描述电场而引入的，同时能通过电场线的分布了解两个等量异种点电荷周围的电场线。通过电场线描述电场强弱分布，体会使概念具体化、形象化是科学研究中的一种重要方法。
从知识层面，学生学习过库仑定律，理解静电力的大小和方向，会计算电荷间的作用力大小。初中学生学习过磁场概念，知道磁体间作用力通过磁场发生，有助于学生类比理解电荷间的作用力通过电场产生。学生知道比值定义法是定义新物理量的重要方法，知道比值定义法的特点。
1.学生通过类比与实验模拟方法建立电场概念，知道电荷间的相互作用是通过电场实现的，知道场是物质存在的形式之一。
2.学生通过电场强度概念的建立过程，进一步体会用物理量之比定义新物理量的方法。学生理解电场强度的定义式、单位和方向。
3.学生知道点电荷形成的电场的电场强度的表达式。会计算多个点电荷形成的电场的电场强度。
4.学生会用电场线描述电场，了解几种典型场的电场线，体会用虚拟的图线描述抽象物理概念的思想方法。
教学重点：建立电场强度概念
教学难点：电场强度概念的建立、电场的物质性、理解电场线的含义
教学方法：讲授法、启发式教学、演示实验、对话教学
复习：表述库仑定律的内容.
F=F'=k eq \f(q1q2,r2)
生：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
师：关于电荷间的作用力，你还能提出什么问题进行研究？
生：电荷间不接触，电荷间的作用力是如何产生的？
用PPT投影三种情境。
情境1 你在其中一个船上，船上没有任何工具，如何让旁边的小船左右摇曳？(人与小船的距离较远，无法直接接触)
如何让小船左右摇曳
情境2 电风扇对人施加强劲的风力作用，衣带飘飘。电扇对人的作用是如何产生的？
情境3 异名磁极相互吸引。两个磁体是如何发生相互作用的？
问题：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。你认为电荷间的作用力是如何发生的？你能提出一种作用机理吗？
设计意图：通过类比生活中的情境，启发学生对电荷间的作用机理提出假设。电荷通过某种“中间媒介物”发生相互作用。
1.电场
法拉第——场
电荷在其周围空间激发电场，处在电场中的其他电荷受到的电力是由电场给予的.
电场
电荷B
电荷A
电场是一种特殊的物质，具有动量和能量。静止电荷激发的电场称为静电场.静电场：一是它对置于其中的电荷施加力的作用；二是电场对电荷的作用力对电荷做功，电场具有能量。
2.电场强度
问题情境：将点电荷置于电场中不同位置，点电荷受到的电场力大小和方向不同。如何描述场中各点电场的强弱程度？
问题1：电场中各点的强弱与是否引入试探电荷有无关系？
电场由场源电荷激发产生，场源电荷确定，静电场不变，场点电场强弱不变，与是否放置试探电荷无关。
问题2：将试探电荷置于不同位置.电场力不同.电场的强弱与什么因素有关？
将同一试探电荷置于A、B两点，静电力方向不同，说明电场具有方向，是矢量场。试探电荷在A点和B点电场力大小不同，说明电场强弱与场点到场源电荷的距离有关，距离越小，电场越强。
问题3：能直接用试探电荷受到的静电力描述电场强弱吗？为什么？
问题4：不同试探电荷在同一场点所受静电力不同.能否找到一个与试探电荷无关的量描述电场强弱？
试探电荷q1在电场中A点受到的静电力为F1，另一同样电荷在该点受到的静电力也是F1。两个这样的电荷放在该点受到的静电力是2F1.也就说，静电力F与试探电荷q成正比，静电力与试探电荷的比值是一个定值。
问题5：如何验证上述结论在点电荷电场中是否成立？
在点电荷Q激发的电场中，距离点电荷为r处的试探电荷受到的静电力为F= eq \f(kQq,r2) ，静电力与试探电荷q的比值为 EQ \F(F,q) = eq \f(kQ,r2) ，该比值只由场源电荷决定，与试探电荷无关。距离场源电荷越远，比值越小，电场越弱。
归纳总结：
（1）电场强度定义为试探电荷受到的静电力F与试探电荷q的比值
（2）表达式：E= eq \f(F,q)
（3）方向：场点的电场强度方向与正电荷在该点所受的静电力方向相同.
3.点电荷的电场 电场强度的叠加
问题情境：正点电荷Q激发的电场。
问题1：场点距离点电荷为r处，该处的电场强度是多大？
问题2：距离点电荷r处，各场点电场强度方向指向如何？用箭头表示各处电场强度方向.
问题3：若场源电荷带负电，各位置的电场强度方向如何？
问题4：若空间中有多个点电荷，如何求场点的电场强度？
多个点电荷所产生的电场在某点的场强等于各点电荷单独存在时所产生的电场在该点场强的矢量和
例题1 两个带正点电荷Q位于平面直角坐标系（-a，0）和(a，0)处，求场点(0，y)处的电场强度.
解：试探电荷+q受到的静电力沿y轴正方向，故电场强度方向沿y轴正方向。试探电荷受到的静电力为
根据电场强度定义，
课堂练习 求出等量异种电荷中轴线上的电场强度数学表达式，定性画出电场强度变化图像。
4.电场线
为形象地描述电场强度的大小和方向，法拉第引入电场线来描述电场。 电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，做出规定：
曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向；
电场线的疏密程度表示电场强度的大小。电场线越稠密处，电场强度越大；电场线越稀疏处，电场强度越小。
几种典型电荷系统的电场线：
正点电荷 负点电荷

等量异种点电荷 等量同种正点电荷
电场线性质：
电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷
电场线在电场中不相交，过空间某点只能画一条电场线
电场线是人为画出来的描述电场的工具，电场是客观存在的。
5.匀强电场
匀强电场：电场中各点的电场强度大小处处相等、方向相同。
问题：匀强电场的电场线有何特点？
1.你收获了哪些知识？
2.运用了哪些物理思想方法？
3.关于电场强度，你还有什么困惑？
作业：“练习与应用” 必做题：2、3、6 选做题：7
§ 9.3 电场 电场强度
一、电场
1.电荷间通过电场相互作用
2.电场是一种特殊的物质。
二、电场强度
1.定义
2.E= eq \f(F,q)
3.方向规定
三、点电荷的电场 电场强度的叠加
1.点电荷电场
E= eq \f(kQ,r2)
2.叠加原理
四、电场线
1.特点
2.典型电荷系统的电场线
五、匀强电场
匀强电场：电场中各点电场强度大小相等，方向相反.
概念教学是物理教学的难点，电场强度概念是电学中的重要概念。概念教学应讲清三个问题：为什么要引入一个新概念？如何定义新概念？新概念为何这样定义？对于电场强度，教学中要讲清楚电场强度概念引入的必要性——是为了描述电场中各点的强弱程度，现有的概念无法解决描述电场强弱。试探电荷受到的力无法描述电场强弱，因为与试探电荷电荷量有关，而试探电荷受到的静电力与试探电荷量的比值与试探电荷无关，只由电场决定，故电场强度定义为 eq \f(F,q) 。物理概念教学要让学生理解上述几个问题，给予学生时间思考这些问题，在问题的解决中完成物理概念的建构和意义建立，这非常有利于培养学生的逻辑思维能力。 \f(F,q) 试探电荷
q
2q
…
nq
比值
静电力
F1
2F1
…
nF1
eq \f(F1,q)