电场教案.doc
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1、展示课教案:鲁科版高中物理选修31第一章 静电场第3节 电场及其描述第一章 静电场 第3节 电场及其描述 【教材分析】教材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。本节课主要由电场强度、点电荷的电场和电场强度的叠加、匀强电场三部分内容组成。原本都是很抽象的知识,通过与重力场做类比,引入试探电荷的方法,化抽象为具体,引领学生的认知。【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,
2、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。二、过程与方法1经历“探究描述电场强弱的物理量”的过程,获得探究活动的体验。2领略通过试探电荷在电场中所受静电力的方法来研究电场,体会理想模型、比值法、类比法等物理学研究方法的应用。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场强。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。3. 几种特殊
3、电场及其电场线的画法。【教学难点】充分理解场强的物理意义、学会分析矢量场强的大小和方向。【教学用具】多媒体课件、电场线模拟演示仪【教学设计】一、复习提问、新课导入教师:上一节课我们学习了库仑定律,也就是表示两个点电荷之间静电力大小的公式,请同学来回答。学生回答:教师:我们不免会产生这样的疑问:投影右图。问题1:真空中两个电荷相隔一定的距离,却能够发生相互作用,它们之间难道就没有物质吗?学生思考。教师:假如没有物质,那么电荷的能量从何而来?假如存在物质,这种物质肯定有它的特殊性,因为我们看不见摸不着它。其实真的存在这样的物质,它叫做场。比如重力场。物体和地球之间的相互作用,是通过这种场发生的,这
4、里的场可以叫做重力场。而电荷与电荷之间的相互作用,是通过电场发生的。地球重力场物体二、新课教学(一)电场教师:首先提出电场这种物质的科学家是英国的物理学家、化学家法拉第。他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。向学生简要介绍法拉第的求学经历。让电场与重力场做类比即可理解电荷之间的力是如何发生的了。电荷A电 场电荷B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是靠电磁场来实现的。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
5、在的两种形式。教师:通过库仑定律的学习,我们可以联想到:电场具有怎样的特性呢?学生回答:对放入其中的电荷有电场力的作用。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。学生思考(二)电场强度教师:下面我们来探讨三个问题。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?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。如何来研究电场?学生思考。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
6、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? 学生回答:在电场中放入电荷。教师:对放入的电荷有要求吗?比如电量的大小。学生回答:带电量非常小的点电荷。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。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、
7、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)学生回答:(1)不同的电荷,即使在电场中的同一点,所受静电力也不同,因而不能直接用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱;(2)电场中同一点,比值F/q是恒定的,与试探电荷的电荷量无关;(同一张表格)(3)在电场中不同位置比值F/q不同。(三张表格比较)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
8、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: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:速度 ,加速度 ,电阻 等等。教师:从它的定义式可以看出电场强度的单位吗?学生回答:可以,N/C3 单位:N/C 教师: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?学生回答:矢量教师: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
9、师:在物理学中作出了这样的规定。教师板书4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。地球重力加速度g重力加速度对比理解负点电荷A电场强度E电场强度例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?师生共同归纳总结:1点电荷电场的场强大小与方向。2电场强度是描述电场(力的)性质的物理量
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