电场强度教学设计

第一章第3节电场强度教学设计遵义市第一高级中学王世荣昌一、教学目标：（一）、知识与技能1．知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是客观存在的一种特殊的形态。2．理解电场强度的概念及其定义，会根据电场强度的定义进行有关的计算。3．知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的，并能灵活运用在实际判断中。（二）、过程与方法1．经历探究过程，领略理想模型法、比值定义法等重要的物理学研究方法。（三）、情感态度与价值观1．体验探究物理规律的艰辛与喜悦。二、教学重难点重点：电场强度概念的建立难点：电场强度的性质（自身性质、矢量性）的理解三、教学方法讲解讨论类比演示实验演绎推导四、教学过程教师活动学生活动设计意图【新课导入】生活中的相互作用形式可以分为两类：一类是需要直接接触才可以发生的，如，踢足球、推车、提水桶等，称接触力；而另一类则不需要接触就可以发生，如万有引力，磁体、电荷之间的力等，称非接触力。那么，非接触力是怎么发生的呢？【新课教学】我们知道万有引力通过引力场产生，磁力通过磁场，那么带电体之间的力会是通过什么发生的呢？一、电场法拉第首先提出电荷周围存在着由它产生的电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。比如A电荷给B电荷的力是通过A电荷的电场产生的；而B电荷给A电荷的力是通过B电荷的电场产生的。迈克尔·法拉第，英国物理学家、化学家，他是著名的自学成才的科学家。生在一个贫苦铁匠家庭。仅上过小学，做过报童和学徒。观看图片，复习以前的知识，对接触力和非接触力获得感性认识。思考非接触力是怎样产生的。提出问题，激发学生思考。有学生可能通过类比，猜想“场”。跟学生已经形成的知识相联系，并产生认知冲突。与前面已有的知识类比，找寻事物的普遍联系规律，激励学生大胆猜想假设。怎么理解电场是一种特殊物质呢？实物（桌子）占据了空间，其他物体不能再占据；而电场可以占据实物已经占据的空间。这说明电场存在的形式跟实物有区别。近代物理发现，电场像实物一样具有能量和动量，进一步说明电场和实物是物质存在的两种不同形式。因为运动和静止的电荷周围都有电场。在本章我们只研究静止电荷产生的电场，称为静电场。二、电场强度电场看不见、摸不着，如何研究电场呢？电场明显的特征之一是对场中的其他电荷有作用力，因此研究电场还得从静电力入手。回忆1.2—1实验，带电小球是用来检验电场是否存在及其分布情况的，叫试探电荷(检验电荷)。被检验的电场是金属球Q所激发的，所以Q所带的电荷称场源电荷（源电荷）。对于试探电荷，是有要求的，它的电荷量和尺寸必须充分小，保证对金属球Q上的电荷（电场）分布不产生明显影响。可以看出，试探电荷是一种理想模型。设问：同一试探电荷在电场中不同位置受力是不一样的，表明电场是有强弱的，怎么研究电场强弱呢？即F∝q，比值F1/q1=2F1/2q1=3F1/3q1意味着什么呢？它能否反映出电场在这点的性质呢？物理学上把这个比值称为电场强度，用字母E表示。这个比值如果越大，则电荷q1在这里受到的力就越大；比值越小，说明q1在这点受到的力小。可见，该比值可以反映电场中某点的电场强弱。实验表明，我们的推测是对的，对于不同位置，式中的比值一般是不一样的。到此，我们定义出一个先让学生谈他们对法拉第的了解，增加他们学习兴趣，让他们体会成大器是要付出艰辛的。引导学生参与互动：提问引发学生思考，跟上老师的思路节奏。与学生互动，增强对电场特殊性的理解。抓住电场的重要的特征，研究电场。向学生简单介绍场源电荷和试探电荷。为了描述场强的大小，我们引入一个物理量“电场强度”。新的物理量。1.物理意义：2.定义：理解：它反映电场本身的性质，与有没有放入的电荷，电荷量多少无关。3.定义式：比值定义法。它是一种重要的科学方法。4.性质：引导学生讨论：把试探电荷放到电场中不同的位置，它受到的静电力是否相同？电场强度是矢量。物理学中规定，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在这里受力的方向相同，按照这个规定，负电荷在这里受力的方向与电场强度的方向相反。教会学生作图：5.单位：三、点电荷电场在某一电荷产生的电场中，不同位置的电场强度一般是不同的，电场强度与产生它的场源电荷有什么关系呢？下面我们考虑点电荷的电场。设点电荷电量为Q，与它相距r的试探电荷电荷量为q，根据库仑定律，该试探电荷受的力为：从上式可以看出，点电荷的场强与哪些因素有关呢？只与场源电荷电荷及所处位置有关，跟有没有试探电荷没有关系。根据场强的规定，正点电荷电场方向背离电荷，负点电荷的电场方向指向电荷中心。我们可以画出点电荷周围球面上的场强大小：说明：点电荷的场强公式只适用于真空中的点电荷。四、电场强度的叠加如果场源是多个点电荷，电场中某点的电场强度如何表示呢？场强是矢量，矢量的运算遵循什么样如果我们把一个电荷量很小的电荷q1作为试探电荷，他在电场中某个位置受到的静电力是F1，另一个同样的电荷在同一位置受到的静电力也是F1；如果这两个同样的电荷都在这里，它们受到的力很可能就是2F1。依此类推：三个相同的电荷在这里，受到的力就应该是3F1……也就是说试探电荷在电场中某点受到的力F很可能跟试探电荷的电量q成正比。物理学中还有密度、速度、功率等物理量也是比值定义法定义的。+Q+qEF+QF-qE对场强是电场本身性质的理解是重点，注意推理论证，让学生真正理解。类比理解，体会比值定义法的重要性。场强方向的教学是重点，按照场强方向规定老师先做出正的试探电荷的受力，作出场强方向。再让学生作出负的试探电荷受力方向，由此画出电场方向，加深学生理解。让学生紧抓场强定义，自己推导出点电荷的场强大小公式。2rkQqF2rkQEqFE的法则呢？事实表明，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。也就是说电场的作用是可以相互叠加的。如p点的电场强度等于+Q1在这点产生的电场强度E1和-Q2在该点产生的电场E2的矢量和。一个较大的带电体不能看做点电荷。在计算它的电场时，要用极限的方法把它分作若干小块，然后用点电荷电场强度叠加的方法计算整个带电体的电场强度。结论：一个半径为R的均匀带电球体（球壳）在球外部产生的电场，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为r是球心到该点的距离，Q为球体的带电量。引导学生思考发现该公式的适用条件。该结论的证明难度较大，做简单介绍即可。五、课堂小结电场；电场强度的物理意义、定义、单位、性质；点电荷的电场及电场的叠加原理。介绍高压电弧触电，增强学生有安全用电、防范室外高压触电及雷击的意识。加强理论与实际的联系。六、作业布置问题与练习2、3.七、板书设计一、电场二、电场强度1.物理意义：2．定义：理解：3．定义式：4.性质：5．单位：三、点电荷的电场大小:方向：适用条件：四、电场强度叠加++QQ--QQEE11EE22EE++QQ++QQEE11EE11EE22EE22EEP+2rkQE