2024-2025學(xué)年新教材高中物理第九章靜電場及其應(yīng)用3電場電場強(qiáng)度2教案新人教版必修3

PAGE4-電場電場強(qiáng)度【教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)】1．了解物理學(xué)家對電荷間相互作用力的相識(shí)過程2．知道電荷四周存在電場，電荷間作用是通過電場完成的3．理解場源電荷、摸索電荷（檢驗(yàn)電荷）4．能依據(jù)庫侖定律和電場強(qiáng)度的定義推導(dǎo)電場強(qiáng)度的表達(dá)式，并會(huì)利用表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算5．理解電場強(qiáng)度，及疊加原理，并會(huì)進(jìn)行計(jì)算6．知道常見幾種電場線的特點(diǎn)7．理解探究描述電場強(qiáng)弱的物理量過程，理解志向模型法、比值法、類比法等物理學(xué)探討方法，學(xué)習(xí)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的看法【教學(xué)重點(diǎn)】1．探討描述電場強(qiáng)弱的物理量2．電場、電場強(qiáng)度的概念及應(yīng)用【教學(xué)難點(diǎn)】1．描述電場強(qiáng)度的物理量【教學(xué)過程】復(fù)習(xí)引入：1．庫侖定律的內(nèi)容老師提問：真空中的兩個(gè)帶電體相隔肯定距離，并沒有干脆接觸，這種相互作用是如何產(chǎn)生的呢？下列的幾種力，哪些力須要接觸才有，哪些力不須要接觸就有。A.彈力B.磁力C.摩擦力D.萬有引力E.庫侖力老師：同學(xué)們視察下圖，影響電荷間的相互作用的因素有哪些？相同的帶電體在不同位置所受到的作用力不同，說明什么？學(xué)生回答：庫侖力的大小與電荷間的距離有關(guān)系。老師：早在19世紀(jì)，物理學(xué)家們起先探討，為什么距離會(huì)影響電荷間的相互作用力？本質(zhì)緣由在哪里？通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)我們將會(huì)解決這個(gè)疑問?！拘抡n教學(xué)】一、電場學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，完成填空。19世紀(jì)30年頭，法拉第提出了一種觀點(diǎn)。他認(rèn)為電荷四周存在由它產(chǎn)生的電場。處在電場中的其他電荷受到的作用力就是這個(gè)電場賜予的。1．定義：電場是電荷四周存在的一種特別物質(zhì)。電場是看不見摸不著的，只要有電荷存在，電荷四周就存在著電場。2．基本性質(zhì)：對處于場中的電荷具有力的作用。得出：電荷間的相互作用實(shí)質(zhì)是通過各自的電場來完成的。3．物質(zhì)存在的形式：場和實(shí)物，如重力場、電場、磁場等。4．靜電場：固定電荷（靜止電荷）產(chǎn)生的電場。（本章重點(diǎn)）5．電場的兩種性質(zhì)：力的性質(zhì)和能的性質(zhì)二、電場強(qiáng)度電場是在與電荷的相互作用中表現(xiàn)出自己的特性的，所以電場的基本特征是對放入其中的電荷有力的作用，故從靜電力來探討電場的性質(zhì)。帶電小球在不同的位置所受的力大小、方向表明電場的強(qiáng)弱與位置有關(guān)，為定量探討電場不同位置的性質(zhì)，引入摸索電荷。1．摸索電荷、場源電荷閱讀課本P12思索：⑴什么是摸索電荷？什么是場源電荷？對摸索電荷有何特別的要求？答：摸索電荷是一種志向化模型；忽視形態(tài)和體積的帶電體，電量和尺寸必需充分小，對源電場不產(chǎn)生明顯影響。⑵能否用摸索電荷所受的靜電力干脆表示電場的強(qiáng)弱？為什么？答：不行以，不同電荷放在同一位置，受力不同；不同摸索電荷在不同位置受力可能同。學(xué)生閱讀教材P12思索與探討。閱讀P12-13內(nèi)容，通過找尋描述電場的物理量的過程，體會(huì)探討方法2．方法：⑴同一位置放不同摸索電荷，F(xiàn)不同，F(xiàn)/q相同⑵同一電荷放不同位置，F(xiàn)/q不同比值反映了電場力的性質(zhì)。3．定義：物理學(xué)中把放入電場中某一點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷受到的電場力與它的電量的比值叫做這一點(diǎn)的電場強(qiáng)度，簡稱場強(qiáng)，以符號(hào)E表示。定義式：E=F/q比值定義式，適用于一切電場，由電場本身性質(zhì)確定，與摸索電荷的有無、電量、電性無關(guān)。4．單位：牛/庫，符號(hào)：N/C或V/m1N/C的意義：1C的電荷在電場中某點(diǎn)受到的靜電力假如是1N，則該點(diǎn)的場強(qiáng)就是1N/C，5．矢量：大小方向（規(guī)定）：與正電荷在該點(diǎn)受到的電場力的方向相同與負(fù)電荷在該點(diǎn)受到的電場力的方向相反6．物理意義：電場強(qiáng)度是描述電場強(qiáng)弱及方向的物理量，反映了電場的力的性質(zhì)。7．靜電力（電場力）：電荷在電場中受到的力。表達(dá)式：F=qE三、點(diǎn)電荷的電場某一電荷產(chǎn)生的電場，不同位置電場強(qiáng)度一般是不同的，電場強(qiáng)度與產(chǎn)生它的場源電荷有什么關(guān)系呢？以真空中的點(diǎn)電荷為例：庫侖力，據(jù)得出點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度的表達(dá)式。1．表達(dá)式：理解：①Q(mào)：場源電荷，真空中的點(diǎn)電荷。r→∞時(shí)，E=0；r→0時(shí)，E=0(對稱性)②公式為確定式，只適用于真空中點(diǎn)電荷的電場③方向：Q為正電荷時(shí)：沿半徑方向向外Q為負(fù)電荷時(shí)：沿半徑方向向里2．說明：勻稱帶電球體（或球殼）在球外產(chǎn)生的電場，與一個(gè)位于球心的、電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場相同，如右圖所示。r是球心到該點(diǎn)距離，r＞R。思索：距場源電荷距離相同的位置E滿意什么樣的規(guī)律？（大小相同，全部點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)球面，方向不同背離電荷或指向電荷）四、電場強(qiáng)度的疊加1．疊加原理：假如幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在，電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和。等量同種電荷、等量異種電荷電場強(qiáng)度的疊加異種電荷：中垂線上，從中點(diǎn)向兩側(cè)增加，減小，E1減小，故E減小，所以，O點(diǎn)在中垂線上最大，方向平行于連線由正指向負(fù)，關(guān)于連線對稱；連線上，O點(diǎn)E最小，兩側(cè)數(shù)值關(guān)于O點(diǎn)對稱。思索：一帶點(diǎn)粒子沿中垂線移動(dòng)，電場力是否做功？沿連線移動(dòng)，電場力是否做功？電場力與運(yùn)動(dòng)方向垂直，不做功，沿連線移動(dòng)電場力做功，正功還是負(fù)功視移動(dòng)電荷的電性和方向確定。若是同種電荷，無窮遠(yuǎn)處和O點(diǎn)E為零，故在O點(diǎn)和無窮遠(yuǎn)之間E有最大值；電荷沿中垂線移動(dòng)，電場力做功。連線上，E從一端到另一端先減小后增大。在連線的中垂面內(nèi)，給一帶電粒子初速度，可做勻速圓周運(yùn)動(dòng)2．帶電體平衡的實(shí)質(zhì)：帶電體不受電場力的作用。（求解時(shí)可以利