电场 电场强度+教学设计

《电场电场强度》教学设计教材分析本节内容选自人教版普通高中物理必修第三册第九章第3节。电场和电场强度是“静电场”主题中的重要内容，本节内容主要研究静电场中力的性质，从物质角度理解电场，从相互作用角度用电场强度、电场线描述电场，建立起与电场相关的物质观和相互作用观。在前面的学习中，学生已经知道了自然界存在的两种电荷和库仑定律，已有一定基础。同时，本节内容为之后学习静电在生产生活的应用、电势等内容打下基础。教材首先以范德瓦尔斯起电机使人体带电、头发散开的现象引入，并提出问题：为什么会出现这样的现象？引出电场的概念。随后引入静电场、电场强度、试探电荷等概念，进一步加深电场的理解。通过电场的叠加的知识的学习，巩固所学内容。最后学习匀强电场的概念，使知识链完整。本节课的学习内容为第十章静电场中的能量电磁场的学习奠定基础。学情分析初中阶段学生并没有接触电场这一概念，这是通过摩擦起电了解两种电荷，知道带电体之间的相互作用；在初中阶段探究带电物体之间的相互作用，定性了解电荷之间力的作用。而对于这种力是如何产生以及力的强度，存在知识上的空白。学生具备一定的思维能力和定量分析能力，有一定的抽象思维，思维的深度还不够。尽管已经接触密度、速度的概念等概念是通过比值定义法进行的，但是对这样的比例式存在理解的偏差。从定性到定量，从比较到概括再到抽象的思维过程存在一定的困难，电场强度用来描述“场”的性质却与试探电荷没有关系。电场线的概念抽象，不容易将其与物质结合起来。教学目标1.物理观念：（1）用比值定义法定义新的物理量的方法，理解电场强度的定义公式、单位和方向。（2）知道电荷之间的相互作用是通过电场实现的，知道场与事物是物质存在的两种不同形式，发展物质观念。2.科学思维：（1）通过实验现象，培养学生基于实验情境下的科学论证的能力，体会比值定义法定义新物理量的方法。（2）通过试探电荷、电场线等模型的建立，培养学生的建模能力。3.科学探究：（1）联系实验现象，培养学生观察实验，总结现象，解释交流的科学探究能力。（2）经历电场强度概念的建立过程，完成比较、概括、抽象的能力。4.科学态度与责任：（1）在教学中体会从现象到本质的过程，严谨对待科学事实，实事求是的态度；（2）通过师生和小组合作，认识到与他人合作的重要性。教学重难点1.教学重点（1）电场强度概念的建立，并通过定量分析认识电场强度的定义，大小和方向。（2）电场的物质性，电场线的理解，会通过电场线去描述电场。2.教学难点（1）电场强度建立过程中，比值定义法的新认识。（2）理解电场的物质性和电场线的理解。教学方法情境教学法、实验演示法、类比法、讲授法

教学过程

教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课(5分钟)引入1：邀请长头发的女同学上台体验范德瓦尔斯起电器，观察发现女同学的头发一根根分开了，以此激发学生兴趣：为什么会出现这样的现象？你能解释产生这一现象的原因吗？由此引入对电场和电场强度的教学。引入2：首先，给大家表演一个魔术：我能隔空移物，大家相信吗？比如这根玻璃棒，我可以在不接触它的情况下让它运动起来。教师演示：当两根玻璃棒互相靠近的时候，玻璃棒被推动了。同学们也想拥有这种隔空移物的能力吗？那就让我们一起进入今天的学习——电场和电场强度。提问：在玻璃棒被推动的过程中，玻璃棒之间并无接触，他们之间是怎么产生力的作用的呢？学生观看演示实验并思考通过有趣的实验引入，创设情境，激发学生的学习兴趣，引导学生思考问题。新课教学电场(5分钟)新课教学电场强度(15分钟)新课教学点电荷的电场(5分钟)新课教学电场强度的叠加(10分钟)1.创设情景情境一：隔空移物这样的现象是如何做到的？其实是玻璃棒和头发摩擦起电，带上了同种电荷，同种电荷相互排斥，所以玻璃棒发生了偏转。他们之间是否有力的作用呢？力的作用是如何传递的？有力的作用，没有接触就可以传递，应该是中间有某种“物质”来进行传递。同学们回忆一下，之前的学习中有没有与之类似的作用力？它们是靠什么传递的呢？磁体间的磁力，靠的是磁场进行传输的，还有重力，也是不接触就可以传输力。电场：19世纪30年代，英国科学家法拉第提出一种观点，认为在电荷的周围存在着由它产生的电场。电场是看不见、摸不着的，但人们却可以根据它所表现出的性质来认识它，研究它（只要电荷存在，就有电场）。场具有能量，是物质存在的一种形式。情境二：重力场与电场教师举起一个小球，松手之后，小球落下，说明小球处在地球的重力场之中。对于不同质量的物体，他们所受到的重力大小不同；对于同一个物体，它所在的位置不同，重力加速度也不同，也就是它所感受到的重力的强度不一样。与之类似，对于处于同一位置不同电荷大小的点电荷，它所受到的电场力大小不同；对于不同位置的同一电荷，它所受的电场的强度也不一定相同。我们可以通过测量地球上一个小球的质量和重力大小得知重力场的性质（重力加速度大小），同样我们也可以将电荷放入电场中，从电荷所受的静电力入手，这个电荷应该是电荷量和体积都很小的点电荷。电荷量很小，是为了使它放入后不影响原来要研究的电场。体积很小，是为了便于用它来研究电场各点的性质。这样的电荷常常叫作试探电荷。激发电场的带电体所带的电荷叫作场源电荷，或源电荷。试探电荷是为了研究源电荷电场的性质而引入的，它的引入不改变源电荷的电场。为了得知具体电场中具体某一点的性质，类比重力加速度，在点电荷Q的电场中的P点，放一个试探电荷q1，它在电场中受到的静电力是F1，根据库仑定律，有同理，如果把试探电荷换成q2，它在电场中受到的静电力F2，有可以看出，放在P点的试探电荷受到的静电力与它的电荷量之比，跟该点的试探电荷的电荷量无关，而与产生电场的场源电荷的电荷量Q及P点与场源电荷之间的距离r有关。无论是点电荷的电场还是其他电场，在电场的不同位置，试探电荷所受的静电力与它的电荷量之比一般说来是不一样的。它反映了电场在各点的性质，叫作电场强度（electricfieldstrength）。电场强度常用E来表示，电场强度的单位应是牛每库，符号为N/C。电场强度是矢量。物理学中规定，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同。负电荷在电场中某点所受静电力的方向与该点电场强度的方向相反。电场强度也是通过物理量之比定义的新物理量。情境三：点电荷的电场点电荷是最简单的场源电荷，一个电荷量为Q的点电荷，在与之相距r处的电场强度为如果以电荷量为Q的点电荷为中心作一个球面，则球面上各点的电场强度大小相等。当Q为正电荷时，电场强度E的方向沿半径向外；当Q为负电荷时，电场强度E的方向沿半径向内。两个或两个以上的点电荷对某一个点电荷的静电力，等于各点电荷单独对这个点电荷的静电力的矢量和。由此可以推理，如果场源是多个点电荷，则电场中某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。在一个比较大的带电体不能看作点电荷的情况下，当计算它的电场时，可以把它分成若干小块，只要每个小块足够小，就可以看成点电荷，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。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、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同，即r是球心到该点的距离（r>R），Q为整个球体所带的电荷量学生观察思考，回答老师的问题。学生回忆以前所学的知识，并思考回答老师所提出的问题思考所学内容，并记下“电场”这一概念。学生听课思考，注意并注意回答老师所提出的问题。学生自主总结得到相关知识。思考和归纳总结。学生自主总结得到相关知识。学生观察思考老师所讲内容。学生自主总结得到相关知识。学生观察思考。通过刚刚的实验现象，引发学生的思考，激发学生的学习兴趣。创设问题情境，激发学生的学习兴趣。为接下来的推理论证做好准备。引入电场这一概念的学习，为接下来电场性质的探讨做好准备。锻炼学生的观察能力，通过与重力场类比帮助学生建立对电场强度的认识。培养学生的观察和表达的能力注重学生科学思维的培养过程。通过分析比较，逐步得出电场强度的定义式，体会科学探究的过程。【物理方法的衔接】

对比值定义法进一步理解，回顾总结比值定义法相关的物理量，完成相关概念知识的迁移。

【对比情境，学法衔接】

将初中用比值定义法定义的概念与电场强

度的概念进行对比，理解比值定义法的含义。锻炼学生的观察能力，通过与力的合成与分解的类比应用帮助学生建立对电场强度叠加的认识。巩固练习(2分钟)【题目】下列关于电场强度的说法，正确的

是（)A.式中，E取决于试探电荷q大小B.由得，E与F成正比，