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第一章第三节电场及其描述(2课时)【教学目的】1、了解电场,了解场是一种物质.场和实物是物质存在的不同形式.电场存在于电荷周围,电荷通过电场这种物质间接对另一电荷施加静电力的作用.2、理解电场强度,会计算电场强度.理解其矢量性与叠加性,但不要求作复杂的叠加运算.3、知道电场线的物理意义.会用电场线描述电场的强弱和方向,了解点电荷电场和匀强电场等几种电场线的分布特征.【教学重点】理解电场强度,会计算电场强度.理解其矢量性与叠加性,但不要求作复杂的叠加运算.知道电场线的物理意义.会用电场线描述电场的强弱和方向,了解点电荷电场和匀强电场等几种电场线的分布特征【教学难点】了解电场,了解场是一种物质.场和实物是物质存在的不同形式.电场存在于电荷周围,电荷通过电场这种物质间接对另一电荷施加静电力的作用【教学媒体】实验器材：有水龙头的实验室梳子丝绸.玻璃棒.带绝缘座的金属球.绝缘细线.铁架台.带电小球课件：视频模拟电场线实验，揭密片段，FLASH课件模拟电场线【教学安排】【新课导入】利用视频揭密中大师远处发功推动桌面上装水的搪瓷脸盆，实际上是桌下的人用强磁铁吸引搪瓷（里面是铁）运动教师声称自己也会发功，（演示实验）用梳过头的梳子吸引细小水流请学生来揭密导出电荷之间的作用力与磁体之间的作用力都可以不通过接触产生因此施力体比较隐蔽，常被魔术师借用，甚至被骗子利用，我们对这些看起来似乎是不可思议的现象，首先要用科学的方法去分析，要仔细观察思考，不被骗弹力和摩擦力都需要直接接触而重力（万有引力）则和电荷之间的作用力与磁体之间的作用力一样，都可以不通过接触产生这种作用力是怎么从一个物体到另一个物体的呢？这在历史上有过长期的争论：一种观点认为这种作用力是超距作用，从一个物体到另一个物体是直接的不需要介质也不需要时间，这种方式可以表示为：电荷电荷；另一种观点以在19世纪30年代法拉第为代表，认为这些力是通过一种叫场的媒介传递的带电体或磁体周围产生了一种由电或磁产生的物质，法拉第把它们称为电场和磁场，（地球周围则形成引力场），场则对放入其中的某些物体（如电场对放入场中的电荷）产生作用力这种作用方式可以表示为：电荷电场电荷；好比是渔民撒开渔网，撞入网中的鱼就中招了【新课内容】1. 场是真实存在的：教师提问：如何判断超距作用和场这两种观点谁正确？（学生讨论）如果超距作用是正确的，则这种电荷间的作用力与中间介质无关，且不需要时间教师指出：实际上法拉第通过实验发现电荷间的作用力与中间介质有关，不同的介质作用力不同现代物理学还发现这种作用力从一个物体到另一个物体需要时间，这都证明了场的存在场虽然不象实物，它看不见，摸不着，但是客观存在的在后来的许多物理学家的研究下，发现场也与实物一样有质量和能量电荷周围有电场，磁体周围有磁场，物体周围有引力场因此我们现在学习电场的研究方法可以推广到磁场和引力场的研究中场已被证明是一种客观存在的物质形态，电视台和无线电广播电台就是靠激发电磁场的方式发送各种节目信号的。虽然电磁场“看不见”“摸不着”，但是我们却可以在远离发射塔的地方，用电视机和收音机接受到它们发送的节目信号，这就是电磁场客观存在的很好例证。本节课我们就来学习描述电场的重要概念。2. 电场力的概念以及利用电场力检测电场的存在。提问：我们怎样研究电场呢？比如：怎么知道某一空间(老师的讲台上)是否存在电场?讨论：方法一：检查周围是否有形成电场的电荷?方法二：电场能够对处于场中的电荷施加力的作用。可利用电荷检验其是否受电场给的力来检查电场的存在。（如图1）拿一个带电体放入这个区间,看它是否受力产生状态变化.哪种方法更好呢？通过讨论提出：由于带电体能吸引轻小物体，所以最好用来检验的带电体本身电量较小，我们称这种带电体为检验电荷或试探电荷。(演示实验:用试探电荷检验电场是否存在。如图1所示，使有绝缘支柱的大金属球带电作为场源电荷，使丝线吊着的小铝箔球带少量电荷，用它代替检验电荷q。) 教师指出：这种力称为电场力它与原来说的静电力、库仑力是一回事。原来我们说电荷q对电荷q2产生静电力（或说库仑力）,现在应该怎么说?回答：电荷q1产生电场,这个电场对电荷q2产生作用力。电场对放入其中的带电体能产生电场力，这是电场的基本性质之一。所以我们可以选择一个带电量很小、线度也很小的试探电荷q，分别放入带电体Q所产生的电场中的不同位置，观察检验电荷q受到的电场力有何特点。3. 电场强度（1） 实验探究场强的定义：实验一：教师有意将试探电荷缓慢地移过不同位置.引导学生仔细观察丝线的倾斜方向。现象：铝箔球在电场中不同方位均有偏转，说明此地都有电场，但丝线倾斜的方向不同。说明不同位置电场力不同。实验二：铝箔球逐渐远离场源，注意观察丝线偏离竖直方向的角度。现象：偏角逐渐减小。问：由这两个实验我们能得到什么结论？学生答后教师归纳：以上两个实验表明，在电场中不同点，电场对检验电荷施加的电场力的大小和方向一般是不同的。比如在A点电场对电荷施加方向向右的作用力，在D点电场对电荷施加方向向左的作用力，在A点电场对电荷的作用力大，在B点电场对电荷施加的作用力小。提问：形成这一不同的原因在于施力的电场呢还是在于受力的电荷?(学生讨论并说明理由)教师归纳：由于试探电荷自身没有变化，所以我们说这是不同处的电场对电荷施加电场力的能力不同,哪里的电场比较强呢?怎么说明?讨论：用检验电荷受到的电场力，行吗？（学生讨论估计多数学生会说可以，电场力大的说明电场强，教师保留问题，继续实验三）实验三：把铝箔球放在电场中同一位置，减小它的带电量，注意观察丝线的偏角。学生总结实验结论在电场中同一点，检验电荷所受电场力随它所带电量的减小而减小，所以，电场力不能用于描述电场。教师归纳：要描述电场，需要找一个与检验电荷的电量无关而只由电场决定的物理量。电场对电荷的作用力与电场的性质和试探电荷都有关. 那我们用什么描述电场呢？如果不同试探电荷放在不同电场中受力,又怎么比较电场的强弱呢?学生讨论（教师可提示类比功率或速度大小的比较)教师：如果我们能够做更精确的实验，就会发现：在电场中同一点，电场力不仅随检验电荷的电量的减小而减小，随电场力的增大而增大，而且跟检验电荷的电量之间存在定量关系。比如：在A点有；在B点有在电场中同一点，比值Fq是一个与检验电荷和电场力无关的量，而在电场中不同点，比值一般不同，因而比值反映电场的性质。所以我们可以用它来描述电场，并把它定义为电场强度。（2） 电场强度i 定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力与它电量的比值，叫这一点的电场强度，简称场强。ii 符号：Eiii 定义公式：；公式表明电场中某点的场强在数值上等于单位电荷在该点受到的电场力。其中F为试探电荷q在场中某点受到的电场力，E为该点场强。注意，电场E不是电荷q产生的，所以E的大小与q无关。因此不能说E与q成反比，与F成正比。iv 单位：NCv 规定电场中某点场强的方向为正电荷在该点受到的电场力的方向。所以场强是矢量。一般电场中不同点，场强的大小及方向不同，场强大的地方，电场强，场强小的地方，电场弱，通常我们也把场强的大小和方向叫做电场的强弱和方向。图3由于我们是从一般电场出发引入场强的定义的，所以适用于一切电场。例1：如图3所示是某区域的电场线图，A、B、C是电场中的三点。a) 说明哪点的场强最大？b) 标出A、B、C三点的场强方向。c) 若在C点放一负电荷，标出负电荷受到的电场力的方向。答案略。（3） 真空中点电荷电场的场强下面我们以一个特殊的电场真空中点电荷产生的电场为例，分析场强的物理意义。图4例2：在真空中A点有一正点电荷Q=2.010-4C，把试探点电荷q=2.010-5C的负电荷置于B点，它们相距r=2m，如图所示。求：（1）q受的电场力；（2）q所在点的电场强度；（3）只将q点电荷换成q/=4.010-5C的正电荷，再求q/受力和B点的场强；（4）将受力电荷拿走，再求B点场强。*（5）若将Q拿走呢？答案略。解析:在点电荷Q形成的电场中,距Q为r处放入点电荷q，q受的电场力即库仑力，根据场强定义或该处场强为（r可取任意值），因此即为点电荷在真空中场强公式，其中Q为场源电量，r为某点到场源的距离。k为静电常数。+q受力方向即为该点场强方向（如图所示）。若把+q换成-q，所受电场力方向正与场强方向相反，但仍与图中相同，说明场强不以电荷和力为转移。即正电荷场强向外，负电荷场强向内，离场源电荷越远，场强越小。几点注意:i 是适用于点电荷在真空中的电场，但是决定式；而适用各种电场，是定义式，而非决定式. 场强的大小与方向跟检验电荷的有无、电量、电性没有关系。图5ii 场强的大小只由场源电荷和场点到场源的距离来决定。离场源电荷越近的点场强越大，离场源电荷越远的点场强越小。（4） 场强的叠加对于多个电荷产生的电场，同样遵从平行四边形法则。两个电荷+Q和Q同时存在时，实验表明它们产生的电场互相独立、互不影响，P点的场强是E1和E2叠加的结果，遵从平行四边形法则，如图5所示（板画）。图6例3：（X轴上A、B两处分别放有两个点电荷（图6），A处为Q,B处为+2Q,在x轴上某处,两个电荷各自产生电场强度数值为EA和EB,则( )A.EA=EB之点,只有一处,该处合场强为0;B. EA=EB之点有两处,一处合场强为0,另一处合场强为2EAC. EA=EB之点共有三处,其中两处合场强为0;另一处合场强为2EAD. EA=EB之点共有三处,其中一处合场强为0,另二处合场强为2EA解析：根据题意画出图6。在AB之间某点x1,Q在x1处产生的场强，+2Q产生的场强。当时，EA=EB。EA方向向左，EB的方向向左，合场强E=2EA。在A点左侧x2处，Ax2=rA，Bx2=rB，存在。 EA=EB，EA的方向向右，EB的方向向左，合场强E=0。在B点右侧x3处， Ax2Bx2， 不可能， EA=EB不存在。所以EA=EB之点有两处,且合场强一为0,另一为2EA,答案应选B.图7由上面例题可见：电场强度概念能定量描述各点电场的性质。但电场中各点场强的大小和方向的分布是非常复杂的，我们如何方便而又形象地了解电场中各点场强的分布情况呢？最好画图。如图5所示，在正电荷周围电场中画了很多场强矢量，从这个图上我们可以很方便地了解正电荷周围各点的电场分布情况，但它还不是最好的，因为电场中有无数个点，我们不能画出无数个矢量，法拉第为我们提供了一种很好的方法，就是用电场线来形象地描述电场。4. 电场线（1） 电场线是描述电场强度分布的一族曲线.描述方法:用曲线的疏密描述电场的强弱,用曲线某点的切线方向表示该点场强方向.（2） 实验观察（课件归纳）各种电场的电场线：如图8。图8实验模拟几种典型的电场线。问1：任意两条电场线都不会相交，这是为什么？教师归纳：如果相交，则交点就会有两个切线方向，而同一点场强的大小和方向是唯一的。问2：根据我们所看到的几种电场线，谁能归纳一下电场线的方向有什么特点？图9图8从图9中可看出,E1为+Q在A处的场强,E2为Q在A处的场强,E为E1与E2的合场强,正好为电场线在A的切线。两个点电荷形成的电场中,每条电场线上每个点符合上述的关系。教师归纳：电场线总是从正电荷出发，终止于负电荷或无穷远，如果只有负电荷，则电场线来自无穷远，终止于负电荷。它是不闭合的曲线.大家要特别注意一个问题：我们虽然可以用实验模拟电场线的分布，但是，电场线并不是电场中真实存在的曲线，它只是我们为了形象地描述电场而引入的。大家知道，法拉第首先提出了电场，并用电场线形象地描述电场的分布，这在物理学中是非常重要的。虽然法拉第当时认为电场线是真实的曲线，这是不对的，但是，法拉第的场线思想却是非常宝贵的。用场线来形象地描绘矢量场的分布这种方法一直被普遍地采用着。总结：电场线具有以下特点：i. 在静电场中,电场线从正电荷起,终于负电荷,ii. 电场线不能相交,否则一点将有两个场强方向.iii. 电场线不是电场里实际存在的线,是为使电场形象化的假想线. 5. 匀强电场图10（1） 实验观察：两块靠近、正对且等大平行的金属板,分别带等量正负电荷时的电场线。现象：它们之间的电场是电场线互相平行的直线,线间距离相等边缘附近除外.画出电场线如图10所示（2） 提问：象这样的电场线说明了其场强分布有何特点？讨论：其场强（边缘除外）大小处处相等，方向与板垂直，从正板到负板。图11教师指出：在电场的某一区域里,如果各点场强大小和方向都相同,这个区域的电场叫匀强电场我们把这种电场称为“匀强电场”。例4：书P18/例解答略。例5：如图11所示,一个质量为30g带电量C的半径极小的小球,用丝线悬挂在某匀强电场中,电场线与水平面平行.当小球静止时,测得悬线与竖直夹角为30,由此可知匀强电场方向为 ,电场强度大小为 .(g取10m/s2)解析:分析小球受力,重力mg竖直向下,丝线拉力T沿丝线方向向上,因为小球处于平衡状态,还应受水平向左的电场力F.小球带负电,所受电场力方向与场强方向向反,所以场强方向水平向右。小球在三个力作用之下处于平衡状态.三个力的合力必为零。得：F=mgtg30又因为 所以有：E=mgtg30/q=随堂巩固练习：1、下述说法中正确的是（）A、电场线是客观存在的B、电场线上某点的切线方向与与电荷在该点受力方向可以不同C、电场线与电荷运动的轨迹是一致的D、沿电场线方向,场强一定越来越大.图121. 如图12所示,正电荷q在电场力作用下由p向Q做加速运动,而且加速度越来越大,那么可以断定,它所在的电场是图中哪能一个?( )3、真空中两个带电量分别为Q和4Q的正点电荷,位于相距为30cm的A、B两点,将另一个正电荷q置于AB连线上的C点,q受的合力恰好为零,C点距A点 cm处.若将电荷q取走,C点场强为 N/C。4、试推算出等量异种电荷与等量同中电荷的电场线分布情况。【课后作业】第一课时：书20/1、2, 教材全练P7-8第二课时：书20/3、4；教材全练P9-10【课后反思】对爸爸的印象，从记事的时候，就有了，他留给我的印象就是沉默少言的，但是脸上却始终有微笑，不管家里遇到了什么样的困难，只要有爸爸在，一切都能够雨过天晴的，小时候，家里很穷，可是作为孩子的我们（我和哥哥），却很幸福。爸爸从来不会因为缺钱，而让我们感觉得些许的拮据和紧张，哪怕的低三下气的问人借钱，爸爸都会按时给我们交了学费，从来都不会给我们兄妹俩拖欠学费。爸爸闲下来的时候，就会给我和哥哥讲他们生活的那个年代，很苦很累，还经历过自然灾害，穷的时候，连饭都吃不饱。在我的印象里，最深的一件事情就是过年的时候，不管这一年钱赚的多还是少，爸爸总会让妈妈带着我和哥哥去买新衣服，当然了，妈妈也必须买新的，唯有爸爸，他是家里面唯一一个可以穿旧衣服过新年的人，这就是我关于爸爸的儿时的印象，他爱家人，从来不肯委屈自己的妻子和孩子。成长岁月里的爸爸在我们渐渐成长的的岁月里，作为孩子，我们都有了自己的认知和想法，青春期的叛逆，我们也给爸爸惹了不少祸，但是，不管我们闯的祸有多大，最后都是爸爸出面，来摆平解决一切。在这个渐渐懂事的过程中，爸爸扮演着一位良师的角色，事情过后，爸爸也会趁机好好的教育我们，让我们懂得，我们做的是对的，值得鼓励的，还是不对的，今后需要去改正的。爸爸在社会上经历的多了，懂得的道理也比我们多很多。我们是在跌跌撞撞的认知中去探索这个社会，而爸爸就是这条探索道路的指明灯！在我们长大的青春光阴里，我们在爸爸身上看到了责任、懂得了承担的重要性！爸爸，在我们的生活中，必不可少，他让我们（大哥和我）拥有了正确的人生观和价值观，他教会了我们如何看待这个世界，如何去更好的创造自己想要的生活！渐渐上了年纪的爸爸：我只想用“渐渐上了年纪”来形容现在的爸爸，不想要用已经“老去”来形容爸爸。没错，岁月是真的很无情的，不知不觉间，爸爸的眼角多了些许的皱纹，额头的皱纹也不自觉的来向他报到了，爸爸再伟大，也终究抵不过岁月的蹉跎。两角鬓白的爸爸，让我们看着多了很多的心疼，一向雷厉风行、无所不能的爸爸，渐渐地，变得老了，特别是当我们都成家以后，爸爸也算是把他一生最重要的任务也都完成了，上了年纪的爸爸，更多的心思，留在了妈妈的身上，一路走来，是妈妈的陪伴和默默的奉献，才让爸爸能够在外工作的时候，毫无杂念！妈妈，就是爸爸最为坚强的后盾，而我们，是爸爸努力奋斗的最大动力，如今，爸爸渐渐地老了，作为儿女，我们无法让时光倒流，能做的就是多陪伴他们，让他们的晚年生活能够幸福！爸爸的一生，都在付出，为了家和家人而付出，如今的我们，都已经成家，更加体会到了为人父母的心酸苦楚，我们能做的就是常回家看看！让父母不感到孤独！我们都是母亲身上掉下来的一块肉，我们跟母亲之间的关系，血浓于水，彼此间的那种爱，是神圣而又不可侵犯的，是妈妈给了我们生命，也是妈妈无怨无悔的把我们抚养成人，在我们成长的过程中，不管是好还是不好，妈妈都一味的去包容，去引领着我们我和妈妈的温情小生活，母爱，总是那么的伟大！都说慈母多败儿，其实啊，母亲在我们的生活着，扮演着不可或缺的角色，没有母亲的无私奉献，又怎会有我们的今天呢？更多的时候，是我们忽略了母亲的重要性，甚至是把母亲对我们的关心和爱护变成了理所当然！其实啊，也是因为我们从出生的时候，就拥有了母亲的爱，也就变得不那么的珍惜了！我觉得，我们生活在这个世上，更要好好地对待我们的母亲，在我的记忆深处，母亲总是很慈祥的，她也有属于她自己的小忧愁，但是，却从来都不会让我们知道，不管生活中，遇到了什么困难或者坎坷，她总是自己一个人想办法面对和解决！以至于曾经的我一直觉得母亲是万能的，没有什么困难事情是母亲不能解决的！儿时记忆中，最深刻的一件事情就是那年的的大冬天，下了很厚很厚的雪，我跟哥哥上学的地方是需要骑着自行车去的，妈妈早早的叫醒了我和哥哥，并且告诉我们下大雪了，路上滑，要早点出发，路上慢一点走，当我们吃了早饭准备出发的时候，妈妈也跟着一起出发了。大冬天的，天黑黑的，母亲拿着手电筒，给我和哥哥照明，因为下了雪，有的路段不好走，我们就推着自行车，一路上有说有笑的，时不时的哥哥还会调皮一下，就这样，母亲拿着照明灯，一路护送我和哥哥到了学校，现在回想起来曾经的岁月，满满的回忆，满满的温暖！不知不觉间，我们就都长大了，哥哥也成家了，有自己的孩子，妈妈看着我们生活幸福，她也就是开心满足了，可是，岁月却是那么的无情，不知不觉间，妈妈的眼角就多了些许的皱纹，她在岁月的淘洗中，渐渐地老去了！她没有多么伟大的理想，唯一的希望，就是我们都能够生活的健康，平安，快乐，幸福！母亲，从来都不曾奢望我们能够有多么大的丰功伟绩，最大的心愿就是我们平安快乐，她的一生心血，都在我们这些孩子身上，而对于她自己，似乎总是少了很多的关心，作为儿女，长大后的忙碌，确实忽略了对母亲的爱，当我们真正的意识到母亲老去的时候，岁月一晃已经过去了几十年！母爱，虽然平凡，但是却很伟大，我跟妈妈的温情小生活，那些记忆中的点滴，一直萦绕在脑海中，让我感受到幸福，感受到温暖！爱你，亲爱的妈妈，愿你生活幸福，健康平安！其实也就是平凡的一年，和往常相比较，也没有太多的区别，唯一的不同就是自己就业了，不再是学生了，也不再是那个向父母伸手就要钱的小姑娘了！步入社会的自己，很开心，同时也很紧张，毕竟社会才是一个真正的大染缸，才能让一个人真正的成长和坚强！父母的爱，平凡中渗透着伟大，这一年，感恩父母！在初入社会的这一年里，是要感恩很多的朋友同事领导，但是，我最想要感恩的两个人，其实就