教科版选修31 1.3电场 电场强度 教案.doc

课题名称电场 电场强度教师姓名学生年级高二课时2课时课程标准描述1、知道电荷相互作用是通过电场发生的；2、理解电场强度和电场线的概念。3、用电场强度概念求点电荷产生电场的电场强度考试大纲描述静电场 电场强度、点电荷的场强 教材内容分析通过分析在电场中的不同点，电场力f与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值f/q反映的是电场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。学生分析培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。学习目标1、理解电场的概念，知道电荷之间通过电场发生相互作用。2、理解电场强度的概念及其定义式。能推导点电荷场强的计算式，并能进行有关的计算。3、激情投入，通过本节学习来认识电荷间相互作用的物质重点电场强度的概念及其定义式 点电荷产生电场的电场强度难点对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算教学过程教师活动学生活动设计意图（备注）导一、复习提问：问题：上一节，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。带电小球受到原电荷的作用力。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。踢足球时，脚要直接接触球（看图片），实验演示：两个带电小球靠近， 电荷间的作用没有“接触”，难道电荷作用是“超距作用”？不接触 类比重力的产生，可总结出是场的作用，叫做电场。通读教材 （一）教材助读1电场是否真实存在？看得见，摸得着吗？之前你还学过哪些类似的物质？2什么是检验电荷？它的作用是什么？3电场强度的定义、定义式、单位、标矢性及物理意义是什么？4.电场强度的方向如何规定？5.真空中点电荷的电场强度的表达式及其推导？思（二）新课教学-第3节 电场 电场强度1、电场： 启发学生从哲学角度认识电场，理解电场的客观存在性，不以人的意识为转移，但能为人的意识所认识的物质属性利用课本图145说明：电荷a和b是怎样通过电场与其他电荷发生作用电荷a对电荷b的作用，实际上是电荷a的电场对电荷b的作用；电荷b对电荷a的作用，实际上是电荷b的电场对电荷a的作用（1）电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质电场发生的，电荷的周围都存在电场.特殊性：不同于生活中常见的物质，看不见，摸不着，无法称量，可以叠加.物质性：是客观存在的，具有物质的基本属性质量和能量.（2）基本性质：主要表现在以下几方面引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用，且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样.电场能使引入其中的导体产生静电感应现象.当带电体在电场中移动时，电场力将对带电体做功，这表示电场具有能量.可见，电场具有力和能的特征提出问题：同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小一般不同，这是什么因素造成的？引出电场强度的概念：因为电场具有方向性以及各点强弱不同，所以靠成同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小不同，我们用电场强度来表示电场的强弱和方向2、电场强度(e)：由图1.2-1可知带电金属球周围存在电场。且从小球受力情况可知，电场的强弱与小球带电和位置有关。引出试探电荷和场源电荷-（1）关于试探电荷和场源电荷-（详见p12）注意：检验电荷是一种理想化模型，它是电量很小的点电荷，将其放入电场后对原电场强度无影响指出：虽然可用同一电荷q在电场中各点所受电场力f的大小来比较各点的电场强弱，但是电场力f的大小还和电荷q的电量有关，所以不能直接用电场力的大小表示电场的强弱实验表明：在电场中的同一点，电场力f与电荷电量q成正比，比值f/q由电荷q在电场中的位置所决定，跟电荷电量无关，是反映电场性质的物理量，所以我们用这个比值f/q来表示电场的强弱（2）电场强度定义：电场中某一点的电荷受到的电场力f跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强用e表示。公式（大小）：e=f/q （适用于所有电场）单位：n/c 意义p13提出问题：电场强度是矢量，怎样表示电场的方向呢？方向性：物理学中规定，电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同3、（真空中）点电荷周围的电场、电场强度的叠加（1）点电荷周围的电场大小：e=kq/r2 （只适用于点电荷的电场）方向：如果是正电荷，e的方向就是沿着pq的连线并背离q；如果是负电荷：e的方向就是沿着pq的连线并指向q(参见课本图147)说明：公式e=kq/r2中的q是场源电荷的电量，r是场中某点到场源电荷的距离从而使学生理解：空间某点的场强是由产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离决定的，与检验电荷无关提出问题：如果空间中有几个点电荷同时存在，此时各点的场强是怎样的呢？带领学生由检验电荷所受电场力具有的叠加性，分析出电场的叠加原理（2）电场强度的叠加原理：某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和【课内探究案】探究一 电场问题1：电场力是怎样发生的？画示意图说明问题2：电场是一种特殊物质，前面我们还学过类似的物质，它们有什么共同的特点？电场的基本性质是什么？探究二 电场强度问题1：举例说明我们在前面学过哪些用比值法定义的物理量？（至少3个）它们有什么共同点？问题2：电场强度是如何描述电场的强弱和方向的？问题3：公式e与e的适用范围有何区别？问题4：以点电荷为球心的球面上各点电场强度处处相同吗？为什么？指出：负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点的场强方向相反带领学生讨论真空中点电荷周围的电场，说明研究方法：将检验电荷放入点电荷周围的电场中某点，判断其所受的电场力的大小和方向，从而得出该点场强唯一性和固定性电场中某一点处的电场强度e是唯一的，它的大小和方向与放入该点电荷q无关，它决定于电场的源电荷及空间位置，电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷无关.带领学生总结出真空中点电荷周围电场的大小和方向在此过程中注意引导学生总结公式e=f/q和e=kq/r2的区别及联系议1电场是否真实存在？看得见，摸得着吗？之前你还学过哪些类似的物质？2什么是检验电荷？它的作用是什么？3电场强度的定义、定义式、单位、标矢性及物理意义是什么？4.电场强度的方向如何规定？5.真空中点电荷的电场强度的表达式及其推导？讨论电场力与电场强度的区别于联系探究一 电场问题1：电场力是怎样发生的？画示意图说明问题2：电场是一种特殊物质，前面我们还学过类似的物质，它们有什么共同的特点？电场的基本性质是什么？探究二 电场强度问题1：举例说明我们在前面学过哪些用比值法定义的物理量？（至少3个）它们有什么共同点？问题2：电场强度是如何描述电场的强弱和方向的？问题3：公式e与e的适用范围有何区别？问题4：以点电荷为球心的球面上各点电场强度处处相同吗？为什么？展一 、 电场的概念： 1、带电体周围存在的特殊物质。 2、任何带电体的周围都存在电场。 3、电场的基本性质；电场对放入其中的电荷有电场力的作用，这种电荷间的作用总是通过电场进行的。二、电场强度： 1、定义:放入电场中某一点的检验电荷受到的电场力 f 跟检验电荷的电量 q 的比值，叫这一点的电场强度e。 2、定义式 3、单位：f 牛顿（nq 库仑（c）； e 牛顿/库仑（n/c）。 4、电场强度的方向规定：e的方向跟正电荷在该点所受电场力 f 的方向相同，跟负电荷在该点所受电场力 f 的方向相反。e是矢量。5、e的物理意义：描述该点的电场强弱和方向， 是描述电场的力的性质的物理量。三、真空中点电荷电场强度公式：注意：（1）e=f/q为定义式，适用于一切电场。（2）某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身（即场源电荷及这点的位置），与检验电荷的正负、电量的大小及受到的电场力无关。描述该点的电场强弱和方向， 是描述电场的力的性质的物理量。p13活动注意:（1）点电荷q产生的电场中，某一点的场强的 大小由点电荷q及p点到q的距离r决定，与检验电荷q无关。 （2）当q一定时，越靠近q的点（r越小），场强越大。评1电场的性质：电荷在其周围空间产生电场，电场对处在场中的其他电荷有力的作用。2“场”的特点：在空间有分布，同一电场中的不同点，电场强度的大小和方向不同。3电场强度的定义4点电荷的场强公式5叠加原理例如：课本图1.3-3中p点的场强，等于q1在该点产生的场强e1和q2在该点产生的场强e2的矢量和从而使学生进一步理解到，任何带电体都可以看做是有许多点电荷组成的利用点电荷场强的计算公式及叠加原理就可以计算出其周围各点场强【例题】在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相等，r=0.1m分析：点电荷q1和q2的电场在a点的场强分别为e1和e2，它们大小相等，方向如图所示，合场强e在e1和e2的夹角的平分线上，此平分线跟q1和q2的连线平行解：e=e1cos60e2cos60=2e1cos60=2kq1cos60/r2代入数值得 e=2.7104n/c可以证明：一个半径为r的均匀球体（或球壳）在外部产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同，球外各点和电场强度一样即：e=kq/r2注意：（1）e=f/q为定义式，适用于一切电场。（2）某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身（即场源电荷及这点的位置），与检验电荷的正负、电量的大小及受到的电场力无关。描述该点的电场强弱和方向， 是描述电场的力的性质的物理量。p13活动注意:（1）点电荷q产生的电场中，某一点的场强的 大小由点电荷q及p点到q的距离r决定，与检验电荷q无关。 （2）当q一定时，越靠近q的点（r越小），场强越大。检1.下列说法中正确的是( )a.电场强度反映了电场的力的性质，因此场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比b.电场中某点的场强等于f/q，但与检验电荷的受力大小及带电量无关c.电场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向d.公式e=f/q和e=kq/r2对于任何静电场都是适用的2.在真空中,电量为q1的点电荷产生的电场中有一个点p，p点与q1的距离为r，把一个电量为q2的检验电荷放在p点,它受的静电力为f，则p点电场强度的大小等于( )3.电场中有一点p，下列说法正确的是()a若放在p点的检验电荷的电荷量减半，则p点的场强减半b若p点没有检验电荷，则p点的场强为零cp点的场强越大，则同一电荷在p点受到的静电力越大dp点的场强方向为正检验电荷在该点所受静电力的方向