电场--电场强度--教案

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 E q 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 0 10 8C 和 Q2 3 0 10 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 7 104v 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 2 10 4C 是正点电荷 检验电荷 q 2 10 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 4 10 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 5 105N 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