1.3电场强度.doc

第三节电场强度一教学目标（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。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领略通过电荷在电场中所受静电力研究电场、理想模型法、比值法、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。二教学重难点（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1、探究描述电场强弱的物理量。2、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。三教学过程一、复习提问、新课导入教师：上一节课我们学习了库仑定律，我们不免会产生这样的疑问：真空中相隔一定距离的点电荷之间的相互作用是如何产生的呢？有一种观点认为：静电力是能够不需介质超越时间和空间的一种超距作用。然而这种观点有些神秘色彩，是18-19世纪多数科学家所不能接受的。那电荷之间的相互作用到底是怎样产生的呢？带着这个疑问，本节课我们来学习第三节电场强度。（板书课题）二、新课教学（一）电场教师：针对上面的困惑英国物理学家法拉第提出一种观点，他认为：在在电荷的周围存在着有它产生的电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。例如：电荷A电场电荷B教师启发引导：近代物理学的理论和试验证实并发展了法拉第的观点，电场以及磁场是相互联系的，统称为电磁场，电磁场和分子、原子组成的实物一样是客观存在的物质形态，也都具有能量和动量，电视机、收音机信号的发射与接受就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的物质形态。（二）电场强度教师：电场虽然是客观存在的物质，但是看不见摸不到如何来研究电场？教师引导：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。电场最明显的特征之一就是对放入其中的电荷有静电力的作用。因此我们可以从静电力入手来研究电场的性质。教师：如上图，现有带电体O（场源电荷）,我们研究它产生的电场，这个带电体就称为。怎样研究这个电场呢？ F1F2BA学生回答：在电场中放入电荷（试探电荷/检验电荷），通过电荷收到的静电力来究。 教师：对放入的电荷有要求吗？师生共析：电荷量和尺寸必须充分小，不能影响原电场。教师：根据右图下面我们来探讨两个问题。试探电荷q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：像描述速度、密度等一样寻求一个物理量来表示。用什么样的物理量来描述呢？电荷q在A受到的力F1,，在B收到的力F2 ( F1 F2),能直接用试探电荷所受的的静电力来表示电场的强弱么？学生回答：不能，因为不同的电荷，即使在电场中的同一点，所受静电力也不同（同一个表）表一：（P1位置）试探电荷q2qnq静电力F12F1nF1表二：（P2位置）试探电荷q2qnq静电力F22F2nF2。教师：那么用哪个量来表示电场强弱呢？下面我们进一步通过试验来看一看教师启发：电场中同一点，比值F/q是恒定的（同一个表），与试探电荷的电荷量无关，在电场中不同位置比值F/q不同（两个不同的表），并且电场强的地方比值打，电场弱的地方比值小。师生共同小结：电场中某一确定位置，比值F/q由电场本身决定，与电荷q的电荷量大小无关，它才是反映电场性质的物理量。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/q3单位：N/C或V/m，1N/C1V/m教师：电场强度是矢量，有大小又有方向。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，与负电荷在电场中某点所受静电力的方向相反。举例解释： 1、正电荷 2、负电荷EFEF此处考虑加个练习题，使学生加深对电场的认识。（三）点电荷的电场，电场强度的叠加1点电荷的电场：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？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。注意：辨析和的关系，强调的适用条件。2电场的叠加.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：电场中A点的场强；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？学生回答：等效成电荷量集中于球心的点电荷。（四）电场线师：电场虽然真实存在，但看不见摸不着的，为了形象直观地描述电场法拉第用了一个简洁的方法。 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 2、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负电荷终止；等量同种电荷的电场线从正电荷出发延伸到无限远，或从无限远延伸到负电荷，如图所示 3电场线的特点 （1）在静电场中，电场线起始于正电荷或无穷远处，终止于无穷远处或负电荷 （2）电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致（3）两条电场线不能相交（4）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 【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（三）匀强电场 1匀强电场：电场强度的大小和方向处处相同的电场，叫做匀强电场 2匀强电场的电场线：是一组等间隔的平行线3匀强电场的实例：两块靠近的平行金属板，大小相等，互相正对，分别带有等量的正负电荷，它们之间电场除边缘附近外是匀强电场九、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、点电荷的电场电场强度的叠加十、巩固练习【典型例题】【例1】某电场中的几条电场线以及带负电的点电荷q在A点的受到的电场力方向如图所示。试在图中画出电场线的方向比较电场中A、B两点的场强EA、EB的大小在A、B两点分别放上等量异种电荷，试比较它们受到的力FA、FB的大小。【解析】负电荷的受力方向与该点的场强方向相反，电场线方向如图所示电场线的疏密反映了场强的大小，故EAEB因A、B两点放的是等量电荷，由F=Eq得 FAFB【例2】如图所示，用三根长均为L的绝缘丝线悬挂两个质量均为m，带电量分别为q和q的小球，若加一个水平向左的匀强电场，使丝线都被拉紧且处于平衡状态，则所加电场的场强E的大小应满足什么条件？【解析】分析清楚小球的受力情况，利用小球的平衡状态，即F合=0，对A进行受力分析，如图所示，其中F1为OA绳的拉力，F2为AB绳的拉力，F3为静电力依据平衡条件有：qE=kF20联立等式得：E十一、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。【基础练习】一、选择题：1、下列关于电场线的说法中，正确的是：（ ）A、电场线是电场中实际存在的线B、电场中的任意两条电场线都不可能相交C、顺着电场线的方向，电场强度一定越来越大D、顺着电场线的方向，电场强度一定越来越小2、某电场区域的电场线如图所示，a、b是其中一条电场线上的两点，下列说法中正确的是：（ ）A、 a点的场强方向一定沿着过a点的电场线向右B、 a点的场强一定大于b点的场强C、 正电荷在a点受到的电场力一定大于它在b点受到的电场力D、 负电荷在a点受到的电场力一定小于它在b点受到的电场力3、下列各图中所画的电场线，正确的是：（ ） A、和 B、只有 C、只有 D、和4、一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示，不计粒子所受的重力则：（ ）A、粒子带正电 B、粒子的加速度逐渐减小C、A点的场强大于B点的场强 D、粒子的速度不断减小5、如图所示，电场中的一条电场线，则下列说法正确的是：（ ）A、这个电场一定是匀强电场 B、A、B两点的场强有可能相等C、A点的场强一定大于B点的场强 D、A点的场强可能小于B点的场强6、如图所示，在等量异种电荷连线的中垂线上取A、B、C、D四点，B、D两点关于O点对称，则关于各点场强的关系，下列说法中正确的是：（ ）A、EAEB ，EBED B、EAEB ，EAEC C、EAEB EC ，EBED D、可能EAEC EB ，EBED二、填空题：7、一个质量为m2.010-7kg的带电微粒在空间作匀速直线运动。该微粒带的是负电，电荷量由5.01012个电子的电荷量所形成，由此可知，在不计空气阻力的情况下，空间电场强度的方向为 ，电场强度的大小为 。8、如图所示为在一个电场中的a、b、c、d四点分别引入试探电荷，测得试探电荷的电量跟它所受电场力的函数关系图象，这个电场 （填“是”或“不是”）匀强电场，若不是，则场强的大小关系为 。三、计算题：10、为了确定电场中P点的场强大小，用细丝线悬挂一个带负电的小球进行试探，当小球在P点静止时，测出悬线与竖直方向的夹角为37，已知P点的场强方向在水平方向上，小球的重力为4.010-3N，所带电量为0.01C，