电场强度教学设计07337

1、电场强度教学设计引入：同学们，魔术中有隔空取物这样一种表演，武侠小说里也有隔山打牛这样一门绝技，这些都令我们觉得不可思议，当我们分析时会发现，这里的施力物体与受力物体并没有接触，然而，这种不可思议在我们物理中却也是可以存在的，今天，我们就来研究一下物理学中的不可思议！板书：电场强度在上节课，我们学习了库仑定律副板书：真空中，相距为r的两个相对静止的点电荷带电量分别为Q1和Q2，他们之间的相互作用力为：。他们之间接触了吗？没有。那为什么会有力的作用呢？当时为了解释这种现象，提出了超距作用。那么什么是超距作用呢？所谓超距作用，就是既不需要媒介，也不需要时间，超越空间与时间直接发生的作用力，同学们，

2、这样的解释能让你们满意吗？显然这并不能令我们满意，就连当时伟大的物理学家牛顿也说，在他看来，这种思想荒唐至极。然而他未能解决这个问题，直到1837年，英国物理学家法拉第首次提出电场的概念。副板书：（演示）法拉第认为，在电荷的周围存在着由它产生电场，而处在电场中的其他电荷会受到电场给予的一个作用力，这个力我们称之为电场力。同理，Q2也会产生一个电场，这个电场对Q1也有电场力。F12和F21就是Q1和Q2之间的相互作用力，这样的解释看起来合情合理，但是问题又出现了，同学们你们见过电场吗？给你一个带电小球，谁又能告诉我它的电场在哪里呢？我们看不见也摸不着的电场真的存在吗？答案是肯定的，因为这已经得到

3、了近代物理学家的证明。板书：一、电场1、 定义：电荷周围存在的特殊物质电场是在电荷周围存在着的有自由电荷产生的一种传递电荷间相互作用的特殊物质，它与由分子、原子组成的实物一样具有能量、质量和动量，虽然无形，我们既看不到也摸不到，但我们可以感知，就像风可以吹动树叶，我们却看不到风；电脑的系统进行着计算，拆开电脑，我们却找不到系统在哪里；人的思维控制着人类活动，而医生对人体进行解剖时，也找不到思维这样的器官一样，电场明显的特征之一就是对场中其他的电荷具有作用力。板书： 2、基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用生活中我们同样可以感知电场的存在，如，无线电波、手机信号、甚至光波，这些都是电磁波，而

4、电磁波有是有电场和磁场产生的，这一知识点我们会在将来进行更深入的研究。总之生活中我们是可以感知电场的存在的。既然电场存在，那么电场又有哪些性质呢？现在就让我们研究一种由静止电荷产生的电场，也就是静电场。板书： 3、静电场：由静止电荷产生的电场电场看不见也摸不到，我们怎样来研究它的性质呢？同学们有没有好的办法？大家思考一下！（停顿）我听到有的同学说可以研究电荷在电场中受力情况，通过受力情况间接地反映电场的分布情况以及电场的强弱状态等性质，很好，这就是我们今天要研究的方法。板书：二、电场强度在研究之前，我给大家介绍两种电荷试探电荷和场源电荷。板书：1、试探电荷和场源电荷副板书（演示）画一个正电荷、

5、一个点电荷：所谓试探电荷就是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况分布的电荷。板书：（1） 试探电荷定义：用来检验电场是否存在及其强弱分布情况分布的电荷特点：电荷量和体积很小既然试探电荷使用来检验电场的，那我们对他的要求就是：1电量要少2体积要小。因为电量少可以避免试探电荷的电场对所要研究的电场产生影响，体积小，实验中可做为点电荷，移动这个点电荷就可以对电场中的对多个点进行精细的研究。而被检验的电场是由电荷Q激发的，所以呢，我们就把电荷Q称为场源电荷。板书：（2）场源电荷：被检验的电场是由电荷Q激发的，则电荷Q被称为场源电荷。ABCr2r3r+Q副板书：现在来看黑板，这个正电荷的电荷量为Q，在距

6、场源电荷分别为r、2r、3r的位置A、B、C三点，分别放入电荷量为q、2q、3q的试探电荷，或者说检验电荷。我们通过上节课学的库仑定律来近似计算检验电荷所受的电场力，看看能不能找出电场的性质。副板书：位置ABC电量电场力我们用F表示检验电荷q在A点所受的电场力，则检验电荷2q、3q在A点所受的电场力分别为2F、3F, （通过计算可以发现，对电场中的同一点放不同的电荷所受的电场力是不一样的，所以我们要想用电场力来描述电场就有问题，通过计算我们也能发现，对于电场中的同一点，电场力与电量的比值是确定的，所以这个比值一定反应了电场的某种性质，我们把他叫做电场强度，用字母E表示。）也就是说，试探电荷在电

7、场中某点受到的电场力F很可能与试探电荷的电荷量q成正比即副板书： 其中E是比例常数，与试探电荷q无关。以上是我们通过计算结果进行的推测，为了验证猜测，物理学家也做了相关的实验，实验表明：我们的推测是正确的：试探电荷在电场中某个位置所受的力，的确与试探电荷的电荷量成正比。实验也表明在电场中的不同位置，式中的比例常数E一般来说是不一样的，它反映了电场在这点的性质，叫做电场强度。板书：2、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与它的电量的比值叫做这一点的电场强度，简称场强。（2）公式：（3）单位：牛/库（N/C）我们再来研究电场强度的方向。来看公式，我之前讲过，等号是一个很强大的

8、符号，用等号连结说明左右所有的信息都相等，大小不说了，我们看方向。这里F是矢量，有大小有方向，q是标量，两个量相比应该还是矢量，因此场强就是一个矢量，方向应该与等号右侧相同。应该注意一点，电荷量q有正负。所以我们可以得出结论，电场强度方向与正电荷受力方向相同，与负电荷受力方向相反。其实我们可以发现，电场中场强的方向与正负电荷的选取是无关的。板书：（4）方向：规定电场中某点正电荷受力的方向为该点场强方向同学们思考一下，整个研究过程中试探电荷起到什么作用呢？它就是我们间接研究的媒介物。例如温度计测量温度，温度计只能表示温度的高低却不能改变温度。试探电荷一样，只能表示出场强，不会改变电场强度。电场强

9、度是一个客观存在。 以上我们掌握了电场强度的概念，它是反映电场本身的性质，具有矢量性，不受外界的影响。那又是什么决定电场强度呢？电场强度与它的场源电荷有什么关系呢？板书：三、点电荷电场强度、电场强度的叠加点电荷是最简单的场源电荷，我们就以这个正的点电荷为例来研究一下电场强度与场源电荷的关系。副板书演示：一个正点电荷+Q +q我们设这个点电荷带点量为+Q，与之相距r的试探电荷的电荷量为q，根据库仑定律，试探电荷所受的力为：，依据前面所学的电场强度的定义，所以，该点电场强度的大小为，由此呢我们就得到了点电荷的电场强度的公式。板书： 1、点电荷电场强度公式：这个表达式也从另一角度反映了电场

10、强度E与试探电荷无关，只取决于场源电荷带电量的多少及在距离场源电荷的位置。如果以Q为中心做一个球面，如图，则球面上各点的电场强度大小相等。当Q为正电荷时，E的方向沿半径向外，当Q为负电荷时，E的方向沿半径向内。接下来，那请同学们来思考一下，如果空间中有几个点电荷同时存在，也就是说场源电荷十多个点电荷，此时各点的场强又是怎样的呢？事实表明，电场中某一点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。这说明电场的作用是可以相互叠加的。板书：电场强度叠加原理 -Q2副板书演示叠加原理：+Q1 +q例如，两个场源电荷Q1Q2在试探电荷q的位置都产生场强，所以，这点的场强就等于+Q1在该点产生的

11、电场强度E1与-Q2在该点产生的电场强度E2的矢量和。一个比较大的带电物体不能看做点电荷，在计算它的电场时，我们可以用叠加原理，把它分成若干小块，只要每个小块足够小，就可以把每个小块所带的电荷量看成点电荷，然后用点电荷电场强度叠加的方法计算整个带电体的电场。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？学生思考后回答：等效成电荷量集中于球心的点电荷。嗯，可以证明：一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在球的外部产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同，球外各点的电场强度也是，这里的r是球心到该点的距离（r>R）,Q为整个

12、球体所带的电荷量。副板书：通过前面的学习，我们了解到，电场虽然也是看不见摸不着，但它是一种客观存在的物质，为了更直观更形象地的描述电场，法拉第采用了一个简洁的方法，那就是画电场线。板书：四、电场线电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切点方向表示该点的场强方向。板书：1、定义：一条条有方向的曲线下面老师就画出几种常见的电场线来分析电场线的特点；副板书：从图中可以看出，电场西安有以下几个特点：板书：2、特点（1） 电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷（2） 电场线在电场中不相交（因为在电场中任一点的电场强度不可能有两个方向）（3） 电场线的疏密表示电场强度的相对大小（4） 电场线不是实际存在的线【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