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1、1.3 电场强度(一)【教材分析】1、本节课是在库仑定律的基础上展开，教材是从“带电体间相互作用是如何发生的”的思考引入课题。在教处理时，讲解两个物体要发生相互作用的一般规律，即一般物体间的相互作用有两种方式作用产生：直接（接触）作用；间接作用，借助工具作用。再提出猜想：不直接接触的电荷间的作用必定通过间接作用产生，再引出电场概念，这样可以降低学生对抽象概念的接受门槛，体会从一般事物的共性来认识个别事物的个性的认识事物的科学方法，培养学生的推理能力。2、用试探电荷来研究电场，要求试探电荷电量足够小，体积充分小。在教学实践中发现，学生对于这两个要求不是很清楚，解题常犯错，这往往与学生对试探电荷在
2、研究电场中测量地位认识不足有关，在教学中可以介绍测量有关的知识。对任何物理量的测量，只有测量工具的引入，不改变被测对象的性质或对被测对象的影响足够小，可以忽略不计时，测量才有意义。这就是为什么要求试探电荷的电量足够小的原因。为了搞清楚电场中每点的情况，要求试探电荷体积足够小，可视为质点。 3、控制变量法是物理学研究中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一，尢其是研究涉及多个物理量的有关问题。在研究电场力性质时，研究电场力F与场电荷Q、试探电荷q以及两者间r时，采用控制变量法。4、物理学中许多物理量都是按比值定义的，用来表示研究对象的某种性质，如用质量m和体积V的比值定义物质的密度，等等，这
3、样定义一个新的物理量的同时，也确定了这个新物理量与原有物理量的关系。比值定义法是物理学中常用的重要方法。5、在处理真空中点电荷的场强这部分内容时，教材是采用了由电场强度的定义和库仑定律直接推导出公式 ，这样做虽然直截了当，但数学味浓了些，不利于学生理解公式的物理含义，削弱了对公式 和 的理解。这样的处理不仅强化了电场强度的研究方法，加深对电场强度的理解，而且复习巩固了矢量叠加的知识，丰富了教学的内涵。也符合课程标准提出的强化过程与方法的具体目标，对于培养学生了解物理学的研究方法，尝试运用物理原理和研究方法来分析解决一些问题大有好处。在新课程目标中，不仅重视知识与技能的获得，更注重物理学知识的获
4、得过程与方法，关注学生的情感态度与介值观。在现行的教材中无不渗透着为学生的终身发展所需物理思维方法和科学研究方法，只有不断挖掘教材的新内涵，才能给学生授之以渔。【教学目标】一、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。二、过程与方法1经历“探究描述电场强
5、弱的物理量”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。三、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。【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。【教学难点】探究描述电场强弱的物理量。【设计思路】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
6、荷的电场及场强叠加原理。【教学过程】一、复习提问、新课导入（5分钟）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？学生回答：略教师：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）。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？学生回答：库仑力的大小与距离有关。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）二、新课教学（35分钟）（
7、一）电场教师：请同学们带着以下问题阅读课本第一个小标题“电场”对应的三段内容（1）电荷间的相互作用是如何发生的？这一观点是谁提出来的？（2）请用自己的语言描述一下什么是电场？（3）电场有什么本领？学生学习，教师板书“一、电场”。学生回答：（1）略；教师：法拉第同学们曾记否？ 学生（集体）回答：电磁感应现象。电荷A电荷B电场力力教师：法拉第是英国物理学家、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。（2）略；教师启发引导：场是“物质”它和分子、原子组成的实物一样具有能量、质量和动量，电视机、收音机信号的发射与接
8、受就是电磁场在空间的传播；“特殊”看不见、摸不着；“存在于电荷周围”并板书。（电场是）存在于电荷周围的一种特殊的物质。教师：场与实物是物质存在的两种不同形式。（3）学生回答：对放入其中的电荷有静电力的作用。（二）科学探究描述电场强弱的方法引入：电场看不见摸不着，怎样研究电场？怎样让电场的性质表现出来？教师引导：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。讨论后点评：客观物质的性质可以在相互作用中直接或间接地表现出来例：通过布朗运动研究液体分子的运动；合力的存在反映运动状态的改变；动能的改变说明有力做功；动量的改变求力的冲量；
9、通过小磁针的偏转研究磁场研究电场的性质要引入试探电荷研究电场，必须在电场中放入电荷试探电荷（体积小、电量少）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？（对照“探究影响电荷间相互作用力的因素”图片说明）学生回答：电场强弱不同。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。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。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。QAB学生回答：不同位置受力不同；同一位置试探电荷带电量增加，受力增大，但不同位置受力大小关系不变。教师：下面我们再通过表格定量地来看一看：电荷
10、电量q简化q2q简化2q3q简化3q在A点受力F2F3F在B点受力F/4F/23F/4问题：对表中的数据分别进行横向和纵向的对比分析说一说能否用力和电量的比值表示电场的强弱？讨论：同一点，电量越大，F越大，但F与q的比值不变；不同点，F与q的比值不同F与q的比值，描述的是电场的性质同一试探电荷，在比值大的点受力大，该比值恰好反映电场的强弱方法点拨：用两个量的比值来定义一个新的物理量，这种方法以前我们也多次用到，请同学们回想一下，我们曾经用“比值定义”的方法定义过哪些物理量（密度、电阻、速度、加速度等）师生共同小结：比值由电荷q在电场中的位置决定，与电荷q的电荷量大小无关，它才是反映电场性质的物
11、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。（三）电场强度1定义：教师：以前我们还学过哪些物理量是用比值法来定义的？学生回答：略。教师：从它的定义，电场强度的单位是什么？学生回答：N/C教师介绍另一种单位并板书。2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？学生（集体）回答：矢量教师结合板画：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。（板书）3方向：电场中某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受静电力
12、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？学生回答：与负电荷在电场中某点所受静电力的方向相反。投影练习：练习1（加深对场强的理解，探讨点电荷的场强大小与方向）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；点电荷的场强公式： （方向背离产生电场的电荷）（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？（请两位同学板演前两问后，共同完成第三问）师生共同归纳总结：1点电荷电场的场强大小与方向。（多媒体动画演示方向的确定方法）2电场强度是描述电场
13、（力的）性质的物理量，在静电场中，它不随时间改变。电场中某点的场强完全由电场本身决定，与是否放入电荷，放入电荷的电荷量、电性无关！辨析E=F/q和E=KQ/r2的关系，辨析电场力和电场强度。练习2（探讨场强的叠加，巩固对场强的理解及公式的灵活运用，加强计算能力培养）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，r01m。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（请两位同学板演）教师：根据场强的叠加原理对于一个比
14、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。三、小结（多媒体依次投影，并简述）通过本节课的学习，我们知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是存在于电荷周围的一种特殊的物质，它最基本的特征是对放入其中的电荷具有力的作用。正是利用电场的这一特性，我们通过研究试探电荷的所受静电力特点，引入了描述电场强弱的物理量电场强度。电场强度是用比值法定义的，它是矢量，有方向。电场、电场强度的概念是电学中最重要的概
15、念之一，它的研究方法和定义方法也是物理学中比较常见的方法。四、板书设计 一、电场客观存在的一种特殊的物质形态二、电场强度1定义：EF/q2单位：3方向：跟正电荷在该点所受静电力的方向相同三、点电荷的电场1推导：2大小：3方向：四、电场强度的叠加五、布置作业教材P16-17 1、2、7思考题：完成课本，比较电场强度EF/q与重力加速度gG/m有什么相同点和不同点六、教学反思探究描述电场强弱的物理量是本节课的重难点内容之一，应给学生充分的思考时间，并让学生相互交流讨论，教师还可进行适当启发引导。另外，探究时间很难控制，在内容处理上应做到详略得当，发挥学生的主动性，如对电场及练习题的处理，尽可能由学生完成。本节教学内容既可以发挥学生主观能动性，又能够较准确吸引重要知识点，着重渗透物理学的思想方法，并为后续的教学作了很多铺垫；美中不足的是，教学设计中物理课中没
