電場(chǎng)強(qiáng)度教學(xué)設(shè)計(jì)

1、高中物理選修3-1電場(chǎng)強(qiáng)度教學(xué)設(shè)計(jì)作者：李冰弦學(xué)號(hào)：2013130158班級(jí)：2013級(jí)物理一班 Email：1097146782一課題：電場(chǎng)強(qiáng)度二教材：選修3-1三課時(shí)：1課時(shí)四教材分析教科書從電荷在電場(chǎng)中受力入手，引入了電場(chǎng)強(qiáng)度的概念，明確它是表示電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。本節(jié)主要由“電場(chǎng)強(qiáng)度”“點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加”“勻強(qiáng)電場(chǎng)”幾部分內(nèi)容組成。五學(xué)情分析本節(jié)內(nèi)容對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)是一陌生的內(nèi)容，且比較抽象，學(xué)生學(xué)起來(lái)有一定的困難，教師應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)啟發(fā)引導(dǎo)六教學(xué)方法以“電荷間相互作用如何發(fā)生”、“如何描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱”兩大問(wèn)題為主線展開，具體操作思路是：1學(xué)生自學(xué)電場(chǎng)，培養(yǎng)學(xué)生閱讀、汲取信息的能力。

2、2通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M和定量分析的方法探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。3通過(guò)練習(xí)鞏固加深對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度概念的理解，探討點(diǎn)電荷的電場(chǎng)及場(chǎng)強(qiáng)疊加原理。七教學(xué)目標(biāo)（1）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(guò)程。2知道電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的，電場(chǎng)是客觀存在的一種特殊的形態(tài)。3理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及其定義，會(huì)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。知道電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，知道電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是怎樣規(guī)定的。4能根據(jù)庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義推導(dǎo)點(diǎn)電荷場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)的疊加原理，并能應(yīng)用這一原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。6.利用電場(chǎng)線描述電場(chǎng)，知道勻強(qiáng)電場(chǎng)的特點(diǎn)。（2）過(guò)程與方法1經(jīng)歷“

3、探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量”的過(guò)程，獲得探究活動(dòng)的體驗(yàn)。2領(lǐng)略通過(guò)電荷在電場(chǎng)中所受靜電力研究電場(chǎng)、理想模型法、比值法、類比法等物理學(xué)研究方法。（3）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。八教學(xué)重難點(diǎn)（一）教學(xué)重點(diǎn)1探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。2理解電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度的概念，并會(huì)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。（二）教學(xué)難點(diǎn)探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。九教學(xué)過(guò)程教學(xué)過(guò)程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖復(fù)習(xí)提問(wèn)引入新課1教師：上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了庫(kù)侖定律，請(qǐng)同學(xué)們回憶一下：庫(kù)侖定律的內(nèi)容是什么？ 2.教師：我們不免會(huì)產(chǎn)生這樣的疑問(wèn)：投影展示問(wèn)題1：真空中？它們之間相隔一定的距離

4、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（121）。3.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(shuō)明了什么？教師：其本質(zhì)原因又是什么呢？（投影展示問(wèn)題2）教師：帶著這兩個(gè)疑問(wèn)，本節(jié)課我們一齊來(lái)學(xué)習(xí)第三節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度。（板書課題）學(xué)生回答：真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上，同名電荷相斥，異名電荷相吸。學(xué)生回答：庫(kù)侖力的大小與距離有關(guān)。 ，復(fù)習(xí)舊知，通過(guò)提問(wèn)的方式，問(wèn)引發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。新課教學(xué)新課教學(xué)新課教學(xué)教師引入

5、：1不知道大家有沒(méi)有噴過(guò)香水呢，我們看不見香水卻聞得到它，這說(shuō)明了什么？大家都看過(guò)天龍八部嗎？在天龍八部中有很多精彩的武打場(chǎng)面，不知道大家有沒(méi)有注意過(guò)，喬峰使出降龍十八掌的時(shí)候，并沒(méi)有接觸對(duì)方，卻明顯對(duì)他有了力的作用，這說(shuō)明了什么呢?喬峰的武功是以空氣為介質(zhì)，把力作用到對(duì)方身上，而對(duì)兩個(gè)電荷而言，它們沒(méi)有接觸卻能有力的作用，電場(chǎng)就相當(dāng)于空氣，而我們稍后學(xué)到的電場(chǎng)線就相當(dāng)于后期制作人員加上去的特效，是為了讓我們清晰直觀地感受觀察電場(chǎng)，而實(shí)際上它是不存在的。（一）電場(chǎng)教師：請(qǐng)同學(xué)們先看一下課本中“電場(chǎng)”部分，然后思考下面兩個(gè)問(wèn)題。（1）電荷間的相互作用是如何發(fā)生的？ （2）電場(chǎng)有什么特性？ 教師：

6、法拉第是英國(guó)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。重力場(chǎng)地球重力場(chǎng)物體對(duì)比理解電荷A電場(chǎng)電荷B電場(chǎng)教師啟發(fā)引導(dǎo)：場(chǎng)都是“物質(zhì)”它和分子、原子組成的實(shí)物一樣，雖然我們看不見、摸不著，但它們都具有能量、質(zhì)量和動(dòng)量，物體受到的萬(wàn)有引力是靠重力場(chǎng)來(lái)完成的，電視機(jī)、收音機(jī)信號(hào)的發(fā)射與接受就是靠電場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。教師板書：電場(chǎng)是存在于電荷周圍的一種特殊的物質(zhì)，場(chǎng)與實(shí)物是物質(zhì)存在的兩種不同形式。教師：通過(guò)前面的分析我們知道電場(chǎng)具有怎樣的特性呢？教師：這種力的作用與電場(chǎng)的強(qiáng)弱有關(guān)嗎？引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)探究。（二）電場(chǎng)強(qiáng)

7、度教師：下面我們來(lái)探討三個(gè)問(wèn)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？那么如何來(lái)描述電場(chǎng)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(lái)表示。如何來(lái)研究電場(chǎng)？。教師引導(dǎo)：電場(chǎng)的本領(lǐng)是對(duì)場(chǎng)中的其他電荷具有作用力，這也是電場(chǎng)的最明顯、最基本的特征之一。因此在研究電場(chǎng)的性質(zhì)時(shí)，我們可以從靜電力入手。對(duì)于像電場(chǎng)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(lái)的性質(zhì)來(lái)研究它，這是物理學(xué)中常用的研究方法。教師：怎樣讓它表現(xiàn)出來(lái)呢？ 教師：對(duì)放入的電荷有要求嗎？教師：什么樣的電荷是試探電荷？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

8、到的現(xiàn)象說(shuō)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教師：下面我們?cè)偻ㄟ^(guò)表格定量地來(lái)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(lái)描述電場(chǎng)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F1F2F3；2F1、3F1、4F1、nF1等。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）師生共同小結(jié)：比值由電荷q在電

9、場(chǎng)中的位置決定，與電荷q的電荷量大小無(wú)關(guān)，它才是反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量。教師：在物理學(xué)中我們定義放入電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度。并板書。1定義：在物理學(xué)中我們定義放入電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度。2.定義式：E=F/q教師：從它的定義式可以看出電場(chǎng)強(qiáng)度的單位嗎？教師介紹另一種單位并板書。3單位：N/C或V/m，1N/C1V/m教師結(jié)合板畫：在電場(chǎng)中不同位置，同種電荷受力方向不同，說(shuō)明場(chǎng)強(qiáng)是矢量還是標(biāo)量？教師結(jié)合板畫：電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)的方向呢？教師：在物理學(xué)中作出了這樣的規(guī)

10、定。教師板書4方向：電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)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(chǎng)中的是負(fù)電荷呢？。重力加速度地球重力加速度g對(duì)比理解電場(chǎng)強(qiáng)度負(fù)點(diǎn)電荷A電場(chǎng)強(qiáng)度E例1：點(diǎn)電荷是最簡(jiǎn)單的場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)的大小，并確定場(chǎng)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？注意：辨析和的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)的適用條件。（三）點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度例2.如圖所示，真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1+3010-8C和Q23010-8C，它們相距01m，A點(diǎn)與兩個(gè)點(diǎn)電荷

11、的距離r相等，r01m。求：（1）電場(chǎng)中A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)；（2）在A點(diǎn)放入電量q110-6C，求它受的電場(chǎng)力。教師：題中場(chǎng)源電荷不止一個(gè)，如何來(lái)確定電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)？學(xué)生：平行四邊形定則（四）場(chǎng)強(qiáng)的疊加教師：根據(jù)場(chǎng)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(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)如何確定？學(xué)生思考后回答：無(wú)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(chǎng)的場(chǎng)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。（五）電場(chǎng)線師：現(xiàn)在，我們面對(duì)的是電場(chǎng)，電場(chǎng)也是看不見摸不著的，但我們堅(jiān)信：它既然是一種客觀存在的物質(zhì)，那它的規(guī)律就一定是可以被

12、我們認(rèn)識(shí)的。下面，讓我們先來(lái)做一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)。演示：靜電起電機(jī)高壓放電。師：“頭發(fā)”為什么會(huì)豎起來(lái)？生：帶電的頭發(fā)受到電場(chǎng)力的作用。師：對(duì)，我們還注意到“頭發(fā)”豎得很有規(guī)律可以間接地反映出電場(chǎng)的分布也是具有一定規(guī)律的。既然這樣，電場(chǎng)也可以像磁場(chǎng)那樣，用一組曲線來(lái)形象直觀地描述它的分布規(guī)律這就是我們今天要研究的“電場(chǎng)線”。（板書課題：電場(chǎng)線） 1電場(chǎng)線：在電場(chǎng)中畫出一些曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致，這樣的曲線叫做電場(chǎng)線 【注意】電場(chǎng)線不是電場(chǎng)里實(shí)際存在的線，而是形象地描述電場(chǎng)的假想的線，電場(chǎng)雖然抽象但它是客觀存在的物質(zhì)，電場(chǎng)線雖然形象但它僅是假想的線2電場(chǎng)線的特點(diǎn) （1）

13、在靜電場(chǎng)中，電場(chǎng)線起始于正電荷，終止于負(fù)電荷 對(duì)孤立的正電荷，可認(rèn)為負(fù)電荷在無(wú)窮遠(yuǎn)處，電場(chǎng)線由正電荷出發(fā)伸向無(wú)窮遠(yuǎn)；對(duì)孤立的負(fù)電荷，可認(rèn)為正電荷在無(wú)窮遠(yuǎn)處，電場(chǎng)線由無(wú)窮遠(yuǎn)處伸向負(fù)電荷 （2）電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致 過(guò)電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向是指跟電場(chǎng)線的行進(jìn)方向一致的那個(gè)方向，如圖所示 （3）電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，電場(chǎng)線越密的地方，場(chǎng)強(qiáng)越大；電場(chǎng)線越稀的地方，場(chǎng)強(qiáng)越小 （4）兩條電場(chǎng)線不能相交 電場(chǎng)中某處的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向是惟一確定的，如果兩條電標(biāo)場(chǎng)線相交就不能惟一地確定出場(chǎng)強(qiáng)方向，同時(shí)在相交點(diǎn)處由于電場(chǎng)線密不可分，因而也不可能反映出場(chǎng)強(qiáng)的大?。ǘ追N常見的帶

14、電體周圍的電場(chǎng)線分布1點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布：正電荷的電場(chǎng)線從正電荷出發(fā)延伸到無(wú)限遠(yuǎn)，負(fù)電荷的電場(chǎng)線無(wú)限遠(yuǎn)處延伸到負(fù)電荷，如圖所示2兩個(gè)等量點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布：等量異種電荷的電場(chǎng)線從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止；等量同種電荷的電場(chǎng)線從正電荷出發(fā)延伸到無(wú)限遠(yuǎn)，或從無(wú)限遠(yuǎn)延伸到負(fù)電荷，如圖所示 3點(diǎn)電荷與帶電平板的電場(chǎng)線分布，如圖所示4帶等量異種電荷兩靠近的平行金屬板間的電場(chǎng)線分布如圖所示學(xué)生：看不見的東西不一定不存在學(xué)生：不接觸也可以有力的作用學(xué)生思考學(xué)生回答：對(duì)放入其中的電荷有靜電力的作用。學(xué)生回答：電場(chǎng)強(qiáng)弱不同。學(xué)生思考學(xué)生回答：在電場(chǎng)中放入電荷。學(xué)生回答：試探電荷（檢驗(yàn)電荷）學(xué)生回答：帶電量非常小的

15、點(diǎn)電荷。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。學(xué)生回答：（1）不同的電荷，即使在電場(chǎng)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(lái)表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱；（2）電場(chǎng)中同一點(diǎn)，比值F/q是恒定的，與試探電荷的電荷量無(wú)關(guān)；（同一張表格）（3）在電場(chǎng)中不同位置比值F/q不同。（三張表格比較）學(xué)生回答：可以，N/C學(xué)生回答：矢量學(xué)生回答：與負(fù)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受靜電力的方向相反師生共同歸納總結(jié)：1點(diǎn)電荷電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小與方向。2電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)（力的）性質(zhì)的物理量，在靜電場(chǎng)中，它不隨時(shí)間改變。電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)完全由電場(chǎng)本身決定，與是否放入電荷，放入電荷的電荷量、電性無(wú)關(guān)。 以大家感興趣的武打戲?yàn)槔?，引起大家的興趣，生動(dòng)直觀的比喻有助于更好地理解電場(chǎng)，電場(chǎng)線。 用對(duì)比的方式讓學(xué)生更好地理解和記憶。 讓學(xué)生猜想討論，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考，合作交流的能力。創(chuàng)設(shè)情景，啟發(fā)思考。 層層深入浸透物理學(xué)研究問(wèn)題的方法：提出問(wèn)題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析總結(jié)結(jié)論學(xué)以致用 通過(guò)圖像的對(duì)應(yīng)說(shuō)明，讓學(xué)生更好地理解電場(chǎng)強(qiáng)度的性質(zhì)。 及時(shí)鞏固，強(qiáng)化