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1、高中物理选修3-1电场强度教学设计作者：李冰弦学号：2013130158班级：2013级物理一班 Email：一课题：电场强度二教材：选修3-1三课时：1课时四教材分析教科书从电荷在电场中受力入手，引入了电场强度的概念，明确它是表示电场强弱的物理量。本节主要由“电场强度”“点电荷的电场 电场强度的叠加”“匀强电场”几部分内容组成。五学情分析本节内容对于学生来说是一陌生的内容，且比较抽象，学生学起来有一定的困难，教师应进行适当启发引导六教学方法以“电荷间相互作用如何发生”、“如何描述电场的强弱”两大问题为主线展开，具体操作思路是：1学生自学电场，培养学生阅读、汲取信息的能力。2通过实验模拟和定量
2、分析的方法探究描述电场强弱的物理量。3通过练习巩固加深对电场强度概念的理解，探讨点电荷的电场及场强叠加原理。七教学目标（1）知识与技能1粗略了解物理学史上对电荷间相互作用力的认识过程。2知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是客观存在的一种特殊的形态。3理解电场强度的概念及其定义，会根据电场强度的定义进行有关的计算。知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的。4能根据库仑定律和电场强度的定义推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算。5知道场强的叠加原理，并能应用这一原理进行简单的计算。6.利用电场线描述电场，知道匀强电场的特点。（2）过程与方法1经历“探究描述电场强弱的物
3、理量”的过程，获得探究活动的体验。2领略通过电荷在电场中所受静电力研究电场、理想模型法、比值法、类比法等物理学研究方法。（3）情感态度与价值观1体验探究物理规律的艰辛与喜悦。2学习科学家严谨科学的态度。八教学重难点（一）教学重点1探究描述电场强弱的物理量。2理解电场、电场强度的概念，并会根据电场强度的定义进行有关的计算。（二）教学难点探究描述电场强弱的物理量。九教学过程教学过程教师活动学生活动设计意图复习提问引入新课1教师：上一节课我们学习了库仑定律，请同学们回忆一下：库仑定律的内容是什么？ 2.教师：我们不免会产生这样的疑问：投影展示问题1：真空中？它们之间相隔一定的距离这种相互作用是如何产
4、生的呢？难道能够不需介质超越空间？投影展示“探究影响电荷间相互作用力的因素”图片（121）。3.教师：这幅图大家不陌生，那么相同的小球在不同的位置所受作用力不一样，说明了什么？教师：其本质原因又是什么呢？（投影展示问题2）教师：带着这两个疑问，本节课我们一齐来学习第三节电场强度。（板书课题）学生回答：真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上，同名电荷相斥，异名电荷相吸。学生回答：库仑力的大小与距离有关。 ，复习旧知，通过提问的方式，问引发学生思考，激发学习兴趣。新课教学新课教学新课教学教师引入：1不知道大家有没有
5、喷过香水呢，我们看不见香水却闻得到它，这说明了什么？大家都看过天龙八部吗？在天龙八部中有很多精彩的武打场面，不知道大家有没有注意过，乔峰使出降龙十八掌的时候，并没有接触对方，却明显对他有了力的作用，这说明了什么呢?乔峰的武功是以空气为介质，把力作用到对方身上，而对两个电荷而言，它们没有接触却能有力的作用，电场就相当于空气，而我们稍后学到的电场线就相当于后期制作人员加上去的特效，是为了让我们清晰直观地感受观察电场，而实际上它是不存在的。（一）电场教师：请同学们先看一下课本中“电场”部分，然后思考下面两个问题。（1）电荷间的相互作用是如何发生的？ （2）电场有什么特性？ 教师：法拉第是英国物理学家
6、、化学家，对事物的本质有着非常敏锐的洞察力，在电学上有着突出的贡献。依据法拉第的观点，我们如何描述电荷A、B之间的作用力。师生共析。重力场地球重力场物体对比理解电荷A电场电荷B电场教师启发引导：场都是“物质”它和分子、原子组成的实物一样，虽然我们看不见、摸不着，但它们都具有能量、质量和动量，物体受到的万有引力是靠重力场来完成的，电视机、收音机信号的发射与接受就是靠电场来实现的。教师板书：电场是存在于电荷周围的一种特殊的物质，场与实物是物质存在的两种不同形式。教师：通过前面的分析我们知道电场具有怎样的特性呢？教师：这种力的作用与电场的强弱有关吗？引导学生科学探究。（二）电场强度教师：下面我们来探
7、讨三个问题。相同的小球在不同的位置所受作用力不一样，其本质原因是什么呢？那么如何来描述电场的强弱呢？教师启发：像速度、密度等寻找一个物理量来表示。如何来研究电场？。教师引导：电场的本领是对场中的其他电荷具有作用力，这也是电场的最明显、最基本的特征之一。因此在研究电场的性质时，我们可以从静电力入手。对于像电场这样，看不见，摸不到，但又客观存在的物质，可以根据它表现出来的性质来研究它，这是物理学中常用的研究方法。教师：怎样让它表现出来呢？ 教师：对放入的电荷有要求吗？教师：什么样的电荷是试探电荷？师生共析对试探电荷的要求。教师：下面请同学们仔细观察模拟实验的动画演示，并描述你看到的现象说明了什么。
8、多媒体动画模拟：不同位置偏角不同增加试探电荷带电量偏角均增加教师：下面我们再通过表格定量地来看一看：将表格填完整，并分析、比较表格中的数据有什么特点和规律，看你能否得出如何来描述电场的强弱。多媒体展示表格，学生回答后依次填入：F1、F2、F3及F1F2F3；2F1、3F1、4F1、nF1等。表一：（P1位置）试探电荷q2q3q4qnq静电力F12F13F14F1nF1 表二：（P2位置）试探电荷q2q3q4qnq静电力F22F23F24F2nF2表三：（P3位置）试探电荷q2q3q4qnq静电力F32F33F34F3nF3（学生思考并交流讨论）师生共同小结：比值由电荷q在电场中的位置决定，与电
9、荷q的电荷量大小无关，它才是反映电场性质的物理量。教师：在物理学中我们定义放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度。并板书。1定义：在物理学中我们定义放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度。2.定义式：E=F/q教师：从它的定义式可以看出电场强度的单位吗？教师介绍另一种单位并板书。3单位：N/C或V/m，1N/C1V/m教师结合板画：在电场中不同位置，同种电荷受力方向不同，说明场强是矢量还是标量？教师结合板画：电场中同一点放入正电荷和负电荷受力方向不同，如何确定场强的方向呢？教师：在物理学中作出了这样的规定。教师板书4方向：
10、电场中某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受静电力的方向相同。教师：按照这个规定，如果放入电场中的是负电荷呢？。重力加速度地球重力加速度g对比理解电场强度负点电荷A电场强度E例1：点电荷是最简单的场源电荷。设一个点电荷的电荷量为+Q，与之相距为r的A点放一试探电荷，所带电荷量为+q。（1）试用所学的知识推导A点的场强的大小，并确定场强的方向；（2）若所放试探电荷为-2q，结果如何？（3）如果移走所放的试探电荷呢？注意：辨析和的关系，强调的适用条件。（三）点电荷的电场强度例2.如图所示，真空中有两个点电荷Q1+3010-8C和Q23010-8C，它们相距01m，A点与两个点电荷的距离r相等，r01
11、m。求：（1）电场中A点的场强；（2）在A点放入电量q110-6C，求它受的电场力。教师：题中场源电荷不止一个，如何来确定电场中某点的场强？学生：平行四边形定则（四）场强的叠加教师：根据场强的叠加原理对于一个比较大的不能看成点电荷的带电物体产生电场的场强如何确定？学生思考后回答：无限等分成若干个点电荷。教师：根据以上方法，同学们设想一下一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）外部产生电场的场强，如何求解？学生思考后回答：等效成电荷量集中于球心的点电荷。（五）电场线师：现在，我们面对的是电场，电场也是看不见摸不着的，但我们坚信：它既然是一种客观存在的物质，那它的规律就一定是可以被我们认识的。下面，让
12、我们先来做一个有趣的实验。演示：静电起电机高压放电。师：“头发”为什么会竖起来？生：带电的头发受到电场力的作用。师：对，我们还注意到“头发”竖得很有规律可以间接地反映出电场的分布也是具有一定规律的。既然这样，电场也可以像磁场那样，用一组曲线来形象直观地描述它的分布规律这就是我们今天要研究的“电场线”。（板书课题：电场线） 1电场线：在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，这样的曲线叫做电场线 【注意】电场线不是电场里实际存在的线，而是形象地描述电场的假想的线，电场虽然抽象但它是客观存在的物质，电场线虽然形象但它仅是假想的线2电场线的特点 （1）在静电场中，电场线起
13、始于正电荷，终止于负电荷 对孤立的正电荷，可认为负电荷在无穷远处，电场线由正电荷出发伸向无穷远；对孤立的负电荷，可认为正电荷在无穷远处，电场线由无穷远处伸向负电荷 （2）电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致 过电场线上某点的切线方向是指跟电场线的行进方向一致的那个方向，如图所示 （3）电场线的疏密程度表示电场强度的大小，电场线越密的地方，场强越大；电场线越稀的地方，场强越小 （4）两条电场线不能相交 电场中某处的场强大小和方向是惟一确定的，如果两条电标场线相交就不能惟一地确定出场强方向，同时在相交点处由于电场线密不可分，因而也不可能反映出场强的大小（二）几种常见的带电体周围的电场线分布1点电荷的电场线分布：正电荷的电场线从正电荷出发延伸到无限远，负电荷的电场线无限远处延伸到负电荷，如图所示2两个等量点电荷的电场线分布：等量异种电荷的电场线从正电荷出发到
