教學(xué)設(shè)計(jì)完整版：探究電場(chǎng)的力的性質(zhì)

探究電場(chǎng)的力的性質(zhì)教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目的知識(shí)目標(biāo)：1．知道電荷相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的，知道電場(chǎng)是客觀(guān)存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài)。2．理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念和定義，并能用電場(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。3．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。4．電場(chǎng)疊加及知道疊加求合場(chǎng)強(qiáng)用平行四邊形定則。能力目標(biāo)：1．能運(yùn)用已學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)幫助理解，遷移到新知識(shí)，如通過(guò)上節(jié)庫(kù)侖定律理解電荷作用靠電場(chǎng)傳遞。矢量合成平行四邊形定則，用于電場(chǎng)疊加的運(yùn)算。2．通過(guò)實(shí)驗(yàn)及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀(guān)察、分析，得出對(duì)有關(guān)現(xiàn)象的本質(zhì)認(rèn)識(shí)，學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，作出假設(shè)并通過(guò)推理來(lái)總結(jié)得出相關(guān)結(jié)論。教學(xué)重點(diǎn)：電場(chǎng)強(qiáng)度教學(xué)難點(diǎn)：電場(chǎng)強(qiáng)度概念的建立教學(xué)方法：1．復(fù)習(xí)導(dǎo)入新課，提出新課題，通過(guò)再研究上次課的演示實(shí)驗(yàn)出發(fā)，達(dá)到承上啟下的作用。2．設(shè)問(wèn)激疑，盡量通過(guò)引導(dǎo)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極思考，發(fā)揮主觀(guān)能動(dòng)作用，體現(xiàn)學(xué)生主體地位。3．類(lèi)比釋疑，對(duì)新概念的引入，盡量啟用學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備中已知的相類(lèi)似知識(shí)，通過(guò)類(lèi)比、分析，使得抽象概念能夠較順利地建立。4．實(shí)驗(yàn)分析，定性與定量相互結(jié)合，使具體現(xiàn)象直觀(guān)表達(dá)抽象概念，并充分運(yùn)用多媒體輔助，動(dòng)畫(huà)模擬擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)成效。教學(xué)用具：CAI課件教學(xué)過(guò)程一、復(fù)習(xí)引入我們認(rèn)識(shí)了電現(xiàn)象中的電荷，包括點(diǎn)電荷，元電荷及電荷之間存在的相互作用。什么是點(diǎn)電荷？電荷相互作用有什么規(guī)律？哪位同學(xué)來(lái)幫我們回顧一下？電荷之間有相互作用，我們把這個(gè)作用的電力叫庫(kù)侖力或靜電力。那么電荷之間的作用力是怎樣發(fā)生的呢？今天我們就來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。二、新課教學(xué)（一）電場(chǎng)1837年英國(guó)物理學(xué)家法拉第首先提出“場(chǎng)”的概念。他認(rèn)為電荷周?chē)嬖谝环N特殊物質(zhì)——電場(chǎng)對(duì)A電荷施力，電場(chǎng)是電荷受力的根源。那么，什么地方有電場(chǎng)？1．電荷周?chē)嬖陔妶?chǎng)。2．電場(chǎng)是看不見(jiàn)摸不著但電場(chǎng)是實(shí)際存在的，電場(chǎng)是物質(zhì)存在的一種特殊的形態(tài)。3．電場(chǎng)的基本性質(zhì)：對(duì)放入電場(chǎng)的電荷產(chǎn)生電場(chǎng)力的作用。[實(shí)例語(yǔ)言描述]電荷A電場(chǎng)電荷B過(guò)渡：電荷周?chē)嬖陔妶?chǎng)，那么把另一電荷放在電場(chǎng)中的不同位置，所受的電場(chǎng)力有什么關(guān)系呢？（二）電場(chǎng)強(qiáng)度場(chǎng)源電荷Q形成的電場(chǎng)，放入一個(gè)試探電荷q，同一電荷q在源電荷Q附近，不同位置處，受力有何特點(diǎn)？結(jié)論：電場(chǎng)中不同位置，電場(chǎng)強(qiáng)弱不同。那么如何表示一個(gè)電場(chǎng)不同位置的強(qiáng)弱呢？用什么表達(dá)更確切？剛才我們得到，試探電荷q在不同位置受力不同，那么是否電場(chǎng)力就可用來(lái)表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱呢？分析：在同一位置引入不同電量的試探電荷，受力又有何結(jié)果呢？1．在距場(chǎng)源Q為r處，分別測(cè)試q1、q2、……不先進(jìn)電量帶電荷，由庫(kù)侖定律得F1=①，F(xiàn)2=②，……，F(xiàn)n=③，可見(jiàn)同一位置不同電荷受力卻不等，顯然不能用試探電荷受的力的大小表示電場(chǎng)。是什么使其受力不等呢？顯然，不是電場(chǎng)本身變化了，而是不影響電場(chǎng)的試探電荷。到底用什么辦法來(lái)衡量電場(chǎng)強(qiáng)弱呢？2．觀(guān)察，①，②…③式中==…==，結(jié)果表明：比值在電場(chǎng)中同一點(diǎn)是不變的。比值反映了什么呢？怎么不因試探電荷q電量及受力F大小的影響？3．類(lèi)比回憶：物質(zhì)性質(zhì)的密度ρ，其定義ρ=。同一材料ρ一定，m=ρv，ρ一定時(shí)，v大則m大，v小則m小，而v一定時(shí)，ρ大的，m就大。M一定時(shí)，v大的ρ小。ρ反映了物質(zhì)疏密程度，是材料本身因素決定的。4．結(jié)論：電場(chǎng)某點(diǎn)，比值一定，引入試探電荷q′，比值大處，F(xiàn)′大；比值小處F′小，這說(shuō)明比值可以反映電場(chǎng)某點(diǎn)的強(qiáng)弱?？偨Y(jié)（板書(shū)）：1.入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的電場(chǎng)力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱(chēng)場(chǎng)強(qiáng)。2.公式：E=3.單位：牛/庫(kù)（N/C）或伏/米（V/m）4.電場(chǎng)強(qiáng)度是反映電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量。5.電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量。規(guī)定：電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向跟正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向相同；電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向跟負(fù)電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向相反。應(yīng)用：知道某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度，有何用途呢？已知E，可根據(jù)F=E·q確定點(diǎn)電荷受力。過(guò)渡：那好，下面我們一起來(lái)試試，利用電場(chǎng)強(qiáng)度定義及庫(kù)侖定律，設(shè)法推導(dǎo)正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度。（三）點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)的疊加1．點(diǎn)電荷的電場(chǎng)設(shè)場(chǎng)源電荷+Q，試探電荷q，在r處，由庫(kù)侖定律F=E==如圖，該點(diǎn)A處，正試探電荷q受力背離連線(xiàn)向外，說(shuō)明正點(diǎn)電荷該點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度方向背離場(chǎng)源電荷向外。2．電場(chǎng)的疊加那么如果空間同時(shí)有兩個(gè)或兩個(gè)以上場(chǎng)源電荷，某點(diǎn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱又怎么決定呢？類(lèi)比力的合成：描述電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度是一個(gè)矢量，它們表示疊加后電場(chǎng)強(qiáng)度，遵循矢量合成的平行四邊形定則。如右圖，不同位置P、Q1、Q2各自產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E1、E2，則以E1、E2為鄰邊，作平行四邊形，對(duì)角線(xiàn)E表示合電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，所指方向表示合電場(chǎng)也即電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。這是求兩點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng)某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，據(jù)此，我們也應(yīng)該可以求任意（兩個(gè)以上）個(gè)點(diǎn)電荷，在任意位置處的合電場(chǎng)強(qiáng)度。也就達(dá)到描述電場(chǎng)強(qiáng)弱及電場(chǎng)分布情況的目的。三、題例分析例1：如圖上所示，真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1=+×10-8C和Q2=×10-8C，它們相距，求電場(chǎng)中A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。A點(diǎn)與兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離r相等，r=。解：點(diǎn)電荷Q1和Q2的電場(chǎng)在A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度分別為E1、E2，方向如圖。據(jù)平行四邊形定則，E合在E1和E2夾角的平分線(xiàn)上，且與Q1與Q2連線(xiàn)平行，合場(chǎng)強(qiáng)大小為E=E1cos60o+E2cos60o=2E1cos60o=2cos60o代入數(shù)據(jù)得E=×104v/m四、課堂教學(xué)反饋課堂練習(xí)：場(chǎng)電荷Q=2×10-4C，是正點(diǎn)電荷：檢驗(yàn)電荷q=2×10-5，是負(fù)電荷，它們相距r=2m而靜止且都在真空中，如圖4所示。求：（1）q受的電場(chǎng)力。（2）q所在的B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)EB.（3）只將q換為=4×10-5C的正點(diǎn)電荷，再求受力及B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)。（4）將受力電荷拿去后再求B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)。解：（1）庫(kù)侖定律：F===9N方向在A與B的連線(xiàn)上，且指向A。（2）由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義：E=E==×105N/C方向由A指向B。（3）由庫(kù)侖定律：==18N方向由A指向B。E=方向由A指向B。（4）因E與q無(wú)關(guān)，自然q=0也不會(huì)影響E的大小與方向，所以拿走q后場(chǎng)強(qiáng)不變。五、課堂小結(jié)與練習(xí)六、板書(shū)、板畫(huà)設(shè)計(jì)1．1．定義：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的電場(chǎng)力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱(chēng)場(chǎng)強(qiáng)。2．定義式：E=3．單位：牛/庫(kù)（N/C）或伏/米（V/m）4．電場(chǎng)