電場(chǎng)強(qiáng)度教學(xué)設(shè)計(jì)

電場(chǎng)強(qiáng)度教學(xué)設(shè)計(jì)?一、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能目標(biāo)理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念，知道電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，能說出電場(chǎng)強(qiáng)度的單位。會(huì)推導(dǎo)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的表達(dá)式，并能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。理解電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理，并能應(yīng)用這一原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。2.過程與方法目標(biāo)通過分析和類比，培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力和分析問題的能力。通過探究電場(chǎng)強(qiáng)度的定義，讓學(xué)生體會(huì)比值定義法在物理學(xué)中的應(yīng)用。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)通過對(duì)電場(chǎng)概念的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和對(duì)物理學(xué)科的興趣。體會(huì)類比、等效替代等科學(xué)思維方法在物理學(xué)研究中的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

二、教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的概念和定義式。點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式的理解及應(yīng)用。電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理。2.教學(xué)難點(diǎn)對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度概念的理解，尤其是電場(chǎng)強(qiáng)度的比值定義法。電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理的應(yīng)用，特別是矢量合成問題。

三、教學(xué)方法講授法、類比法、討論法、探究法相結(jié)合

四、教學(xué)過程

（一）導(dǎo)入新課（5分鐘）展示一段視頻：兩個(gè)帶正電的小球，當(dāng)它們靠近時(shí)會(huì)相互排斥。提問學(xué)生："兩個(gè)沒有直接接觸的電荷之間是如何產(chǎn)生相互作用的呢？"引導(dǎo)學(xué)生思考電荷周圍存在一種特殊的物質(zhì)電場(chǎng)，電荷之間的相互作用是通過電場(chǎng)來傳遞的。從而引出本節(jié)課的主題電場(chǎng)強(qiáng)度。

（二）新課教學(xué)（30分鐘）1.電場(chǎng)的概念（5分鐘）結(jié)合導(dǎo)入中的問題，講解電場(chǎng)的概念：電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)，電場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有力的作用。通過舉例說明電場(chǎng)的存在，如用驗(yàn)電器檢驗(yàn)電場(chǎng)的存在。讓學(xué)生理解電場(chǎng)是一種客觀存在的物質(zhì)，雖然看不見、摸不著，但可以通過它對(duì)其他物體的作用來認(rèn)識(shí)它。2.電場(chǎng)強(qiáng)度的引入（5分鐘）類比引力場(chǎng)中用重力加速度來描述引力的強(qiáng)弱，提出在電場(chǎng)中也需要一個(gè)物理量來描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱。引導(dǎo)學(xué)生思考如何比較不同電場(chǎng)的強(qiáng)弱。例如，在兩個(gè)不同的電場(chǎng)中，分別放入相同電荷量的檢驗(yàn)電荷，通過比較檢驗(yàn)電荷所受電場(chǎng)力的大小，來判斷電場(chǎng)的強(qiáng)弱。從而引出電場(chǎng)強(qiáng)度的概念。3.電場(chǎng)強(qiáng)度的定義（10分鐘）通過實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生觀察在電場(chǎng)中不同位置放入相同電荷量的檢驗(yàn)電荷時(shí)，檢驗(yàn)電荷所受電場(chǎng)力的大小和方向情況。記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)。發(fā)現(xiàn)對(duì)于電場(chǎng)中某一確定位置，無論放入電荷量多大的檢驗(yàn)電荷，檢驗(yàn)電荷所受電場(chǎng)力F與它的電荷量q的比值是一個(gè)定值。這個(gè)比值反映了電場(chǎng)的強(qiáng)弱，定義為電場(chǎng)強(qiáng)度，用E表示。講解電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式：$E=\frac{F}{q}$強(qiáng)調(diào)各物理量的含義：E：電場(chǎng)強(qiáng)度，單位是牛每庫侖（N/C），是矢量，方向與正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向相同。F：檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受的電場(chǎng)力。q：檢驗(yàn)電荷的電荷量。說明定義式的適用條件：適用于任何電場(chǎng)。通過舉例計(jì)算，讓學(xué)生鞏固對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度定義式的理解。例如，已知在電場(chǎng)中某點(diǎn)放入一個(gè)電荷量為$q=2×10^{6}C$的檢驗(yàn)電荷，受到的電場(chǎng)力$F=4×10^{4}N$，求該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。4.點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度（5分鐘）引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)庫侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，推導(dǎo)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式。設(shè)點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中，有一個(gè)電荷量為q的檢驗(yàn)電荷，在距離Q為r處，檢驗(yàn)電荷受到的電場(chǎng)力$F=k\frac{Qq}{r^{2}}$。根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式$E=\frac{F}{q}$，可得點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式：$E=k\frac{Q}{r^{2}}$講解表達(dá)式中各物理量的含義：Q：場(chǎng)源電荷的電荷量。r：研究點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離。k：靜電力常量，$k=9.0×10^{9}N·m^{2}/C^{2}$。通過實(shí)例計(jì)算，讓學(xué)生掌握點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式的應(yīng)用。例如，已知一個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量$Q=5×10^{8}C$，求距離它$r=0.1m$處的電場(chǎng)強(qiáng)度。5.電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加（5分鐘）通過實(shí)驗(yàn)演示或多媒體動(dòng)畫展示多個(gè)點(diǎn)電荷在空間中產(chǎn)生電場(chǎng)的情況，引導(dǎo)學(xué)生思考某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度如何確定。講解電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理：如果有幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在，它們產(chǎn)生的電場(chǎng)相互疊加，形成合電場(chǎng)。某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。通過例題分析，讓學(xué)生掌握電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理的應(yīng)用。例如，在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷$Q_1=3×10^{6}C$和$Q_2=2×10^{6}C$，它們相距$r=0.2m$。求：（1）在它們連線的中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度；（2）在$Q_1$外側(cè)距$Q_1$為$0.2m$處的電場(chǎng)強(qiáng)度。

（三）課堂小結(jié)（5分鐘）引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，包括電場(chǎng)的概念、電場(chǎng)強(qiáng)度的定義、點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式以及電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理。請(qǐng)學(xué)生回答以下問題：1.什么是電場(chǎng)強(qiáng)度？它的定義式是什么？2.點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式是如何推導(dǎo)的？3.電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理的內(nèi)容是什么？教師對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行補(bǔ)充和完善，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)知識(shí)和易錯(cuò)點(diǎn)。

（四）課堂練習(xí)（10分鐘）布置幾道與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的練習(xí)題，讓學(xué)生在課堂上完成。1.關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的概念，下列說法正確的是（）A.由$E=\frac{F}{q}$可知，電場(chǎng)強(qiáng)度E跟F成正比，跟q成反比B.電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與放入該點(diǎn)的試探電荷的正負(fù)無關(guān)C.電場(chǎng)中某一點(diǎn)不放試探電荷時(shí)，該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于零D.電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向就是試探電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向2.真空中有一個(gè)點(diǎn)電荷，在離該點(diǎn)電荷距離為$r_0$的一點(diǎn)，引入電量為q的檢驗(yàn)電荷，所受到的電場(chǎng)力為F，則離該點(diǎn)電荷為r處的場(chǎng)強(qiáng)的大小為（）A.$\frac{F}{q}$B.$\frac{F}{q}\frac{r_0^{2}}{r^{2}}$C.$\frac{F}{q}\frac{r}{r_0}$D.$\frac{F}{q}\frac{r_0}{r}$3.如圖所示，A、B為兩個(gè)帶等量正電荷的固定點(diǎn)電荷，在A、B連線的中點(diǎn)C處放一個(gè)帶負(fù)電的點(diǎn)電荷q，若給q一個(gè)垂直于連線方向的初速度$v_0$，不計(jì)q所受的重力，則關(guān)于q以后的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法中正確的是（）A.點(diǎn)電荷q做往復(fù)運(yùn)動(dòng)B.點(diǎn)電荷q做勻速直線運(yùn)動(dòng)C.點(diǎn)電荷q做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)D.點(diǎn)電荷q做變加速曲線運(yùn)動(dòng)

通過學(xué)生的練習(xí)情況，了解學(xué)生對(duì)本節(jié)課知識(shí)的掌握程度，及時(shí)進(jìn)行針對(duì)性的輔導(dǎo)和講解。

（五）布置作業(yè)（5分鐘）1.課本課后習(xí)題第1、3、5題。2.思考：如果空間中有多個(gè)點(diǎn)電荷，如何更簡(jiǎn)便地計(jì)算某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度？請(qǐng)嘗試推導(dǎo)相關(guān)公式或方法。

五、教學(xué)反思在本節(jié)課的教學(xué)過程中，通過多種教學(xué)方法相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生逐步理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念和相關(guān)知識(shí)。利用類比法引入電場(chǎng)強(qiáng)度的概念，讓學(xué)生更容易接受；通過實(shí)驗(yàn)探究和推導(dǎo)，讓學(xué)生深刻理解電場(chǎng)強(qiáng)度的定義和點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式；通過實(shí)例分析和練習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決問題的能力。

然而，在教學(xué)過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題。部分學(xué)生對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量性理解不夠深刻，在進(jìn)行電場(chǎng)強(qiáng)度疊加計(jì)算時(shí)容易出錯(cuò)。在今后的教學(xué)中，需要加強(qiáng)對(duì)矢量概念的講解和練習(xí)，多通過實(shí)例和圖形幫助學(xué)生理解矢量的合成與分解。另外，對(duì)于電