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高中物理《电场强度》教学设计

  一、教学目标

  【知识与技能】

  1.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。

  2.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。

  3.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,并用此公式进行有关计算;知道场强的叠加原理,并能应用这一原理进行简单的计算。

  【过程与方法】

  1.经历“探究描述电场强度强弱的物理量”的过程,体验探究物理规律的艰辛与喜悦。

  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、类比法等物理研究方法。

  【情感态度与价值观】

  体验探究物理规律的方法和步骤,学习科学家严谨的科学态度。

  二、教学重难点

  【重点】

  1.探究描述电场强度的物理量。

  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计算。

  【难点】

  描述电场强弱的物理量。

  三、教学过程

  环节一:新课导入

  复习上节课库伦定律内容,提出问题一:

  真空中,相隔一定距离的相互作用是如何产生的?可以不需要介质超越空间?

  投影展示“探究影响电荷间相互作用力的因素”图片

  提出问题二:相同的小球在不同位置所受的作用力不一样,说明了什么?其原因又是什么?从而引入新课——电场强度。

  环节二:概念建立

  (一)电场概念

  学生自学“电场”内容,回答以下三个问题:

  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?

  学生回答后,教师进行总结,同时简单介绍法拉第的事迹。然后讲解“电场”是一种特殊的物质。

  电场和由分子、原子组成的实物一样具有能量、质量和动量,同时他又有其特殊性:

  1.看不见、摸不着

  2.存在与电荷周围

  场与实物是物质存在的两种不同形式。

  通过上面的讲解从而进一步明确电场概念:电场是存在于电荷周围的一种特殊的物质。明确电场的作用:电场对放入其中的电荷有静电力的作用,并用课件出示电荷之间通过电场相互作用。

  提出如下问题,学生思考。

  问题一:相同的小球在不同位置所受的作用力不同,其原因是什么?

  (电场的强弱不同)

  问题二:如何研究电场?

  教师进行引导:电场的本领是对场中的电荷具有力的作用,这是电场最明显、最基本的特征之一。因此研究电场的性质,可以从静电力入手。

  学生思考回答后进行总结,给出试探电荷及场源电荷的定义。

  试探电荷:实验中的带点小球是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的,称为试探电荷(或检验电荷)。

  场源电荷:被检验的电场是带点金属球O所激发的,所以金属球O所带的电荷称为场源电荷。

  (二)实验探究:电场的强弱与那些因素有关

  1.通过上述分析,学生讨论:影响电场强弱的因素有哪些?如何描述电场的强弱。

  教师归纳学生猜想及设计的方案:

  探究方案:采用控制变量法,把试探电荷放入电场中,逐一改变场源电荷的电荷量,试探电荷在电场中的位置,试探电荷的电荷量,观察试探电荷所受的力是否改变。

  2.利用课件模拟探究过程:

  展示模式实验的动画:

  (1)试探电荷在同一位置逐渐增强场源电荷的电量,观察试探电荷所受的力(通过小球的偏转)

  (2)把同一试探电荷放在不同位置观察试探电荷所受的力的大小及方向。

  (3)把电荷量不同的试探电荷放在同一位置,观察所受的力。同时展示如下图片:

  通过上述实验可以总结出:

  电场的强弱与场源电荷的电荷量有关,场源电荷的电荷量增加,同一位置的电场变强;

  电场中不同位置的电场强弱不同;

  电荷量不同的试探电荷在同一位置所受的力不同,电场的强弱与试探电荷的电荷量无关。

  将上述实验结果通过表格定量地分析,通过多媒体向学生展示:

  表1:(A位置)根据图片填写

  对比表一、表二,总结结论:电场中同一点,比值F/q是恒定的,与试探电荷无关,电场不同位置,F/q的比值不同,比值F/q是反应电场强弱的物理量。

  教师给出电场强度的概念:

  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。

  环节三:概念的深化

  1.讲解电场强度的公式、单位。

  2.介绍比值定义法:在物理学中,常常用比值定义物理新的量,用来表示研究量的某种性质。同时让学生说出之前学过的用比值定义的物理量(密度等)。

  3.让学生阅读教材,找出电场方向的规定。并进行说明: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。

  之后提出问题:按照这个规定,如果放入电场中的是负电荷,电场强度方向如何?

  (与负电荷在电场中某点所受静电力的方向相反。)

  环节四:巩固练习

  1.点电荷的电场强度

  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?

  (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(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!

  2.探讨场强的叠加

  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?(平行四边形定则)

  学生完成之后提出如下两个问题加深学生对此问题的理解。

  问题一: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?(无限等分成若干点电荷)

  问题二: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?(等效成电荷量集中于球心的点电荷。)

  环节四:小结作业

  总结本节知识点,并要求学生预习电场线内容,并思考电场线是否真实存在?

  四、板书设计

  五、教学反思

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  来源:中公教师考试网

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