电场 电场强度 教案.doc

1 2 电场电场 电场强度电场强度 教材分析教材分析 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 教学目的教学目的 一、知识目标： 1、知道电荷相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态。 2、理解电场强度的概念和定义，并能用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，并能用此公式进行有关 的计算。 4、电场叠加及知道叠加求合场强用平行四边形定则。 二、能力目标： 1、能运用已学过的知识来帮助理解，迁移到新知识，如通过上节库仑定律理解电荷作用靠 电场传递。矢量合成平行四边形定则，用于电场叠加的运算。 2、通过实验及对实验结果的观察、分析，得出对有关现象的本质认识，学会发现问题、提 出问题，作出假设并通过推理来总结得出相关结论。 教学重点：教学重点：电场强度 教学难点：教学难点：电场强度概念的建立 教学方法：教学方法： 1、复习导入新课，提出新课题，通过再研究上次课的演示实验出发，达到承上启下的作用。 2、设问激疑，尽量通过引导，充分调动学生积极思考，发挥主观能动作用，体现学生主体 地位。 3、类比释疑，对新概念的引入，尽量启用学生的知识储备中已知的相类似知识，通过类比、 分析，使得抽象概念能够较顺利地建立。 4、实验分析，定性与定量相互结合，使具体现象直观表达抽象概念，并充分运用多媒体辅 助，动画模拟扩大实验成效。 教学用具：教学用具： CAI课件 2 教学过程教学过程 一、复习引入一、复习引入 我们认识了电现象中的电荷，包括点电荷，元电荷及电荷之间存在的相互作用。什么是点 电荷？电荷相互作用有什么规律？哪位同学来帮我们回顾一下？ 电荷之间有相互作用，我们把这个作用的电力叫库仑力或静电力。那么电荷之间的作用力 是怎样发生的呢？今天我们就来研究这个问题。 二、新课教学二、新课教学 （一）电场（一）电场 1837 年英国物理学家法拉第首先提出“场”的概念。他认为电荷周围存在一种特殊物 质电场对 A 电荷施力，电场是电荷受力的根源。那么，什么地方有电场？ 1、电荷周围存在电场。 2、电场是看不见摸不着但电场是实际存在的，电场是物质存在的一种特殊的形态。 3、电场的基本性质：对放入电场的电荷产生电场力的作用。实例语言描述实例语言描述 电荷 A 电场 电荷 B 过渡：电荷周围存在电场，那么把另一电荷放在 电场中的不同位置，所受的电场力有什么关系呢？ （二）电场强度（二）电场强度 场源电荷 Q 形成的电场，放入一个试探电荷 q，同一电荷 q 在源电荷 Q 附近，不同位置处，受力有何特点？ 结论：电场中不同位置，电场强弱不同。 那么如何表示一个电场不同位置的强弱呢？用什么表达更确切？刚才我们得到，试探电荷 q 在不同位置受力不同，那么是否电场力就可用来表示电场的强弱呢？ 分析：在同一位置引入不同电量的试探电荷，受力又有何结果呢？ 1、在距场源 Q 为 r 处，分别测试 q1、q2、不先进电量带电荷，由库仑定律得 F1=，F2=，Fn=，可见同一位置不同电荷受力却不等，显然不 2 1 r kQq 2 2 r kQq 2 r kQqn 能用试探电荷受的力的大小表示电场。是什么使其受力不等呢？显然，不是电场本身变化了， 而是不影响电场的试探电荷。到底用什么办法来衡量电场强弱呢？ 2、观察，式中=，结果表明：比值在电场中同 1 1 q F 2 2 q F n n q F 2 r kQ q F 一点是不变的。比值反映了什么呢？怎么不因试探电荷 q 电量及受力 F 大小的影响？ q F 3、类比回忆：物质性质的密度，其定义=。同一材料一定，m=v， v m 一定时，v 大则 m 大，v 小则 m 小，而 v 一定时，大的，m 就大。M 一定时，v 大的小。 3 反映了物质疏密程度，是材料本身因素决定的。 4、结论：电场某点，比值一定，引入试探电荷 q，比值大处，F大；比值 q F q F 小处 F小，这说明比值可以反映电场某点的强弱。 q F 总结（板书）：总结（板书）： 1、入电场中某点的电荷所受的电场力 F 跟它的电荷量 q 的比值，叫做该点的电场强度， 简称场强。 2、公式：E= q F 3、单位：牛/库（N/C）或伏/米（V/m） 4、电场强度是反映电场强弱和方向的物理量。 5、电场强度是矢量， 规定：电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受电场力方向相同； 电场中某点的场强方向跟负电荷在该点所受电场力方向相反。 应用：知道某点电场强度，有何用途呢？已知 E，可根据 F=Eq 确定点电荷受力。 过渡：那好，下面我们一起来试试，利用电场强度定义及库仑定律，设法推导正点电 荷产生的电场中某点电场强度。 （三）点电荷的电场（三）点电荷的电场 电场的叠加电场的叠加 1、点电荷的电场、点电荷的电场 设场源电荷+Q，试探电荷 q， 在 r 处，由库仑定律 F= 2 r kQq E= q F 2 r kQ 如图，该点 A 处，正试探电荷 q 受力背离连线向外，说明正点电荷该点处电场强度方向背 离场源电荷向外。 2、电场的叠加、电场的叠加 那么如果空间同时有两个或两个以上场源电荷，某点电场的强弱又怎么决定呢？ 类比力的合成：描述电场的电场强度是一个矢量，它们表示叠加后电场强度，遵循矢量合 成的平行四边形定则。 如右图，不同位置 P、Q1、Q2各自产生电场的场强 E1、E2，则以 E1、E2为邻边，作平行 四边形，对角线 E 表示合电场强度的大小， 所指方向表示合电场也即电场强度的方向。这是求 4 两点电荷产生电场某点的电场强度，据此，我们也 应该可以求任意（两个以上）个点电荷，在任意位 置处的合电场强度。也就达到描述电场强弱及电场分 布情况的目的。 三、题例分析三、题例分析 例 1：如图上所示，真空中有两个点电荷 Q1=+3.010-8C 和 Q2=-3.010-8C，它们相距 0.1m，求电场中 A 点的场强。A 点与两个点电荷的距离 r 相等，r=0.1m。 解：点电荷 Q1和 Q2的电场在 A 点的电场强度分别为 E1、E2，方向如图。 据平行四边形定则，E合在 E1和 E2夹角的平分线上， 且与 Q1与 Q2连线平行， 合场强大小为 E=E1cos60+E2cos60=2E1cos60=2cos60 2 r kQ 代入数据得 E=2.7104v/m 四、课堂教学反馈四、课堂教学反馈 1、课堂练习 1.场电荷 Q=210-4C，是正点电荷：检验电荷 q=210-5，是负电荷，它们相 距 r=2m 而静止且都在真空中，如图 4 所示。求： （1） 、q 受的电场力。 （2） 、q 所在的 B 点的场强 EB. （3） 、只将 q 换为=410-5C 的正点电荷，再求受力及 B 点场强。 q q （4） 、将受力电荷拿去后再求 B 点场强。 解解：（1）库仑定律：F=9N 2 r kQq 2 549 2 102102109 方向在 A 与 B 的连线上，且指向 A。 （2）由电场强度的定义：E= 22 r kQ qr kQq q F E=4.5105N/C 方向由 A 指向 B。 2 49 2 102109 （3）由库仑定律：=18N F 2 549 2 2 104102109 r qkQ 方向由 A 指向 B。 E= 方向由 A 指向 B。CN r kQ q F /105 . 4 5 2 （4）因 E 与 q 无关，自然 q=0 也不会影响 E 的大小与方向，所以拿走 q 后场强不变。 5 五、课堂小结与练习五、课堂小结与练习 六、布置课外练习：课本六、布置课外练习：课本 P123 2、3、4、6 七、板书、板画设计七、板书、板画设计 1、定义：电场中某点的电荷所受的电场力 F 跟它的电荷量 q 的比值，叫做该点 的电场强度，简称场强。 2、定义式：E= q F 3、单位：牛/库