《3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度》設(shè)計(jì)

《3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)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；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.知道常見(jiàn)幾種的電場(chǎng)線的特點(diǎn)。過(guò)程與方法1.經(jīng)歷“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。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。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。教學(xué)難點(diǎn)探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。教學(xué)過(guò)程導(dǎo)入真空中？它們之間相隔一定的距離，又沒(méi)有直接接觸，這種相互作用是如何產(chǎn)生的呢？能不能通過(guò)離開(kāi)地面的物體仍受到重力得到啟示？投影展示“探究影響電荷間相互作用力的因素”。學(xué)生回答：庫(kù)侖力的大小與距離有關(guān)。一、電場(chǎng)教師：請(qǐng)同學(xué)們討論并回答以下問(wèn)題。（1）電荷間的相互作用是如何發(fā)生的？這一觀點(diǎn)是誰(shuí)提出來(lái)的？（2）請(qǐng)用自己的語(yǔ)言描述一下什么是電場(chǎng)？你能描述一下電場(chǎng)具有什么樣的特點(diǎn)嗎？（3）電場(chǎng)有什么本領(lǐng)？場(chǎng)是“物質(zhì)”──它和分子、原子組成的實(shí)物一樣，是一種客觀存在。電視機(jī)、收音機(jī)信號(hào)的發(fā)射與接受就是電磁場(chǎng)在空間的傳播；“特殊”──看不見(jiàn)、摸不著；“存在于電荷周圍”。電場(chǎng)是存在于電荷周圍的一種特殊的物質(zhì)。對(duì)放入其中的電荷有靜電力的作用，電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的。如圖：二、科學(xué)探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的方法教師：下面我們?cè)賮?lái)探討：①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？學(xué)生回答：電場(chǎng)強(qiáng)弱不同。②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。③如何來(lái)研究電場(chǎng)？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。（板書研究方法）對(duì)于像電場(chǎng)這樣，看不見(jiàn)，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：還需要什么？學(xué)生回答：電場(chǎng)及放入其中的電荷。教師簡(jiǎn)述：①“探究影響電荷間相互作用力的因素”中的試探電荷；②場(chǎng)源電荷。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）（4）離源電荷近的位置比值F/q較大。比值由電荷q在電場(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。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。三、電場(chǎng)強(qiáng)度1.定義：教師：以前我們還學(xué)過(guò)哪些物理量是用比值法來(lái)定義的？學(xué)生回答：略。教師：從它的定義，電場(chǎng)強(qiáng)度的單位是什么？學(xué)生回答：N/C2.單位：N/C或V/m，1N/C＝1V/m3.勻強(qiáng)電場(chǎng)（1）定義：如果電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小相等、方向相同，這個(gè)電場(chǎng)就叫做勻強(qiáng)電場(chǎng)。（2）特點(diǎn)：①電場(chǎng)方向處處相同。②場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等。四、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加電場(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？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。按照這個(gè)規(guī)定，如果放入電場(chǎng)中的是負(fù)電荷呢？與負(fù)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受靜電力的方向相反?？偨Y(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)！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？無(wú)限等分成若干個(gè)點(diǎn)電荷。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？等效成電荷量集中于球心的點(diǎn)電荷。五