“電場強(qiáng)度”教學(xué)設(shè)計(jì)

“電場強(qiáng)度”教學(xué)設(shè)計(jì)【教材】人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理選修3-1第一章第三節(jié)【教學(xué)時(shí)間】一課時(shí)【教學(xué)目標(biāo)】一、知識(shí)與技能1.粗略了解物理學(xué)史上對(duì)電荷間相互作用力的認(rèn)識(shí)過程。2.知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的，電場是客觀存在的一種特殊的形態(tài)。3.理解電場強(qiáng)度的概念及其定義，會(huì)根據(jù)電場強(qiáng)度的定義進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。知道電場強(qiáng)度是矢量，知道電場強(qiáng)度的方向是怎樣規(guī)定的。4.能根據(jù)庫侖定律和電場強(qiáng)度的定義推導(dǎo)點(diǎn)電荷場強(qiáng)的計(jì)算式，并能用此公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。5.知道場強(qiáng)的疊加原理，并能應(yīng)用這一原理進(jìn)行簡單的計(jì)算。二、過程與方法1.經(jīng)歷“探究描述電場強(qiáng)弱的物理量”的過程，獲得探究活動(dòng)的體驗(yàn)。2.領(lǐng)略通過電荷在電場中所受靜電力研究電場、理想模型法、比值法、類比法等物理學(xué)研究方法。三、情感態(tài)度與價(jià)值觀1.體驗(yàn)探究物理規(guī)律的艱辛與喜悅。2.學(xué)習(xí)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的態(tài)度?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】1.探究描述電場強(qiáng)弱的物理量。2.理解電場、電場強(qiáng)度的概念，并會(huì)根據(jù)電場強(qiáng)度的定義進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】探究描述電場強(qiáng)弱的物理量?！窘虒W(xué)用具】多媒體課件【設(shè)計(jì)思路】以“電荷間相互作用如何發(fā)生”、“如何描述電場的強(qiáng)弱”兩大問題為主線展開，具體操作思路是：1.學(xué)生自學(xué)電場，培養(yǎng)學(xué)生閱讀、汲取信息的能力。2.通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M和定量分析的方法探究描述電場強(qiáng)弱的物理量。3.通過練習(xí)鞏固加深對(duì)電場強(qiáng)度概念的理解，探討點(diǎn)電荷的電場及場強(qiáng)疊加原理?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)】一、復(fù)習(xí)提問、新課導(dǎo)入(5分鐘)教師：上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了庫侖定律，請(qǐng)同學(xué)們回憶一下：庫侖定律的內(nèi)容是什么?學(xué)生回答：略教師：我們不免會(huì)產(chǎn)生這樣的疑問：投影展示問題1：真空中?它們之間相隔一定的距離這種相互作用是如何產(chǎn)生的呢?難道能夠不需介質(zhì)超越空間?投影展示“探究影響電荷間相互作用力的因素”圖片(1.2-1)。教師：這幅圖大家不陌生，那么相同的小球在不同的位置所受作用力不一樣，說明了什么?學(xué)生回答：庫侖力的大小與距離有關(guān)。教師：其本質(zhì)原因又是什么呢?(投影展示問題2)教師：帶著這兩個(gè)疑問，本節(jié)課我們一齊來學(xué)習(xí)第三節(jié)電場強(qiáng)度。(板書課題)二、新課教學(xué)(35分鐘)(一)電場教師：請(qǐng)同學(xué)們帶著以下問題自學(xué)“電場”內(nèi)容。(1)電荷間的相互作用是如何發(fā)生的?這一觀點(diǎn)是誰提出來的?(2)請(qǐng)用自己的語言描述一下什么是電場?(3)電場有什么本領(lǐng)?學(xué)生自學(xué)，師板書“一、電場”。學(xué)生回答：(1)略;教師：法拉第同學(xué)們?cè)浄?學(xué)生(集體)回答：電磁感應(yīng)現(xiàn)象。教師：法拉第是英國物理學(xué)家、化學(xué)家，對(duì)事物的本質(zhì)有著非常敏銳的洞察力，在電學(xué)上有著突出的貢獻(xiàn)。依據(jù)法拉第的觀點(diǎn)，我們?nèi)绾蚊枋鲭姾葾、B之間的作用力。師生共析。(2)略;教師啟發(fā)引導(dǎo)：場是“物質(zhì)”它和分子、原子組成的實(shí)物一樣具有能量、質(zhì)量和動(dòng)量，電視機(jī)、收音機(jī)信號(hào)的發(fā)射與接受就是電磁場在空間的傳播;“特殊”看不見、摸不著;“存在于電荷周圍”并板書。(電場是)存在于電荷周圍的一種特殊的物質(zhì)。教師：場與實(shí)物是物質(zhì)存在的兩種不同形式。(3)學(xué)生回答：對(duì)放入其中的電荷有靜電力的作用。(二)科學(xué)探究描述電場強(qiáng)弱的方法教師：下面我們?cè)賮硖接懙诙€(gè)問題。依次投影問題：相同的小球在不同的位置所受作用力不一樣，其本質(zhì)原因是什么呢?(對(duì)照“探究影響電荷間相互作用力的因素”圖片說明)學(xué)生回答：電場強(qiáng)弱不同。那么如何來描述電場的強(qiáng)弱呢?教師啟發(fā)：像速度、密度等尋找一個(gè)物理量來表示。如何來研究電場?(學(xué)生思考)教師啟發(fā)引導(dǎo)：電場的本領(lǐng)是對(duì)場中的其他電荷具有作用力，這也是電場的最明顯、最基本的特征之一。因此在研究電場的性質(zhì)時(shí)，我們可以從靜電力入手。(板書研究方法)教師：對(duì)于像電場這樣，看不見，摸不到，但又客觀存在的物質(zhì)，可以根據(jù)它表現(xiàn)出來的性質(zhì)來研究它，這是物理學(xué)中常用的研究方法。教師：還需要什么?學(xué)生回答：電場及放入其中的電荷。多媒體依次展示，教師簡述：“探究影響電荷間相互作用力的因素”中的試探電荷;場源電荷。師生共析對(duì)試探電荷的要求。教師：下面請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察模擬實(shí)驗(yàn)的動(dòng)畫演示，并描述你看到的現(xiàn)象說明了什么。多媒體動(dòng)畫模擬：不同位置偏角不同;增加試探電荷帶電量偏角均增加。學(xué)生回答：不同位置受力不同;同一位置試探電荷帶電量增加，受力增大，但不同位置受力大小關(guān)系不變。教師：下面我們?cè)偻ㄟ^表格定量地來看一看：將表格填完整，并分析、比較表格中的數(shù)據(jù)有什么特點(diǎn)和規(guī)律，看你能否得出如何來描述電場的強(qiáng)弱。多媒體展示表格，學(xué)生回答后依次填入：F1、F2、F3及F1 表一：(P1位置)試探電荷q2q3q4qnq靜電力F12F13F14F1nF1表二：(P2位置)試探電荷q2q3q4qnq靜電力F22F23F24F2nF2表三：(P3位置)試探電荷q2q3q4qnq靜電力F32F33F34F3nF3(學(xué)生思考并交流討論)學(xué)生回答：(1)不同的電荷，即使在電場中的同一點(diǎn)，所受靜電力也不同，因而不能直接用試探電荷所受的靜電力來表示電場的強(qiáng)弱;(2)電場中同一點(diǎn)，比值F/q是恒定的，與試探電荷的電荷量無關(guān);(同一張表格)(3)在電場中不同位置比值F/q不同。(三張表格比較)師生共同小結(jié)：比值由電荷q在電場中的位置決定，與電荷q的電荷量大小無關(guān)，它才是反映電場性質(zhì)的物理量。教師：在物理學(xué)中我們定義放入電場中某點(diǎn)的電荷所受的靜電力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度。并板書。(三)電場強(qiáng)度1.定義：教師：以前我們還學(xué)過哪些物理量是用比值法來定義的?學(xué)生回答：略。教師：從它的定義，電場強(qiáng)度的單位是什么?學(xué)生回答：N/C教師介紹另一種單位并板書。2.單位：N/C或V/m，1N/C=1V/m教師結(jié)合板畫：在電場中不同位置，同種電荷受力方向不同，說明場強(qiáng)是矢量還是標(biāo)量?學(xué)生(集體)回答：矢量教師結(jié)合板畫：電場中同一點(diǎn)放入正電荷和負(fù)電荷受力方向不同，如何確定場強(qiáng)的方向呢?教師：在物理學(xué)中作出了這樣的規(guī)定。(板書)3.方向：電場中某點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向跟正電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向相同。教師：按照這個(gè)規(guī)定，如果放入電場中的是負(fù)電荷呢?學(xué)生回答：與負(fù)電荷在電場中某點(diǎn)所受靜電力的方向相反。投影練習(xí)：練習(xí)1(加深對(duì)場強(qiáng)的理解，探討點(diǎn)電荷的場強(qiáng)大小與方向)點(diǎn)電荷是最簡單的場源電荷。設(shè)一個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量為+Q，與之相距為r的A點(diǎn)放一試探電荷，所帶電荷量為+q。(1)試用所學(xué)的知識(shí)推導(dǎo)A點(diǎn)的場強(qiáng)的大小，并確定場強(qiáng)的方向;(2)若所放試探電荷為-2q，結(jié)果如何?(3)如果移走所放的試探電荷呢?(請(qǐng)兩位同學(xué)板演前兩問后，共同完成第三問)師生共同歸納總結(jié)：1.點(diǎn)電荷電場的場強(qiáng)大小與方向。(多媒體動(dòng)畫演示方向的確定方法)2.電場強(qiáng)度是描述電場(力的)性質(zhì)的物理量，在靜電場中，它不隨時(shí)間改變。電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)完全由電場本身決定，與是否放入電荷，放入電荷的電荷量、電性無關(guān)!辨析和的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)的適用條件。練習(xí)2(探討場強(qiáng)的疊加，鞏固對(duì)場強(qiáng)的理解及公式的靈活運(yùn)用，加強(qiáng)計(jì)算能力培養(yǎng))如圖所示，真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1=+3.0×10-8C和Q2=-3.0×10-8C，它們相距0.1m，A點(diǎn)與兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離r相等，r=0.1m。求：(1)電場中A點(diǎn)的場強(qiáng);(2)在A點(diǎn)放入電量q=-1×10-6C，求它受的電場力。教師：題中場源電荷不止一個(gè)，如何來確定電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)?學(xué)生：平行四邊形定則(請(qǐng)兩位同學(xué)板演)教師：根據(jù)場強(qiáng)的疊加原理對(duì)于一個(gè)比較大的不能看成點(diǎn)電荷的帶電物體產(chǎn)生電場的場強(qiáng)如何確定?學(xué)生思考后回答：無限等分成若干個(gè)點(diǎn)電荷。教師：根據(jù)以上方法，同學(xué)們?cè)O(shè)想一下一個(gè)半徑為R的均勻帶電球體(或球殼)外部產(chǎn)生電場的場強(qiáng)，如何求解?學(xué)生思考后回答：等效成電荷量集中于球心的點(diǎn)電荷。三、小結(jié)(多媒體依次投影，并簡述)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的，電場是存在于電荷周圍的一種特殊的物質(zhì)，它最基本的特征是對(duì)放入其中的電荷具有力的作用。正是利用電場的這一特性，我們通過研究試探電荷的所受靜電力特點(diǎn)，引入了描述電場強(qiáng)弱的物理量電場強(qiáng)度。電場強(qiáng)度是用比值法定義的，它是矢量，有方向。電場、電場強(qiáng)度的概念是電學(xué)中最重要的概念之一，它的研究方法和定義方法也是物理學(xué)中比較常見的方法。四、板書設(shè)計(jì) 一、電場客觀存在的一種特殊的物質(zhì)形態(tài)二、電場強(qiáng)度1.定義：E=F/q2.單位：3.方向：跟正電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向相同三、點(diǎn)電荷的電場1.推導(dǎo)：2.大?。?.方向：四、電場強(qiáng)度的疊加五、布置作業(yè)教材P