視頻標簽：電場強度

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視頻課題：人教版高中物理選修3-1 1.3《電場強度》湖北省優(yōu)課

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人教版高中物理選修3-1 1.3《電場強度》湖北省優(yōu)課

1.3電場強度 教學(xué)設(shè)計 
教學(xué)分析 
“電場”的概念對初學(xué)者比較抽象，“電場線”是對電場的形象描述，是幫助學(xué)生把握電場的分布特點的非常有用的概念。學(xué)生對其概念容易理解，但對電場線的分布特點有點不好把握，尤其是三維分布，它需要學(xué)生運用自己的空間思維能力，注意特點，尋找規(guī)律。如何讓電場線不僅是書上的幾個平面的圖，而是在學(xué)生的腦海中“活”起來，是我們需要考慮的問題。 
 “電場強度”描述了電場力的性質(zhì)，是電學(xué)中最基本、最重要的概念。學(xué)好電場強度，才可以拓展延伸至電場力做功、電勢差、電勢能、帶電粒子的運動等。因此，電場強度不僅是本節(jié)的重點、難點，也是本章甚至整個高中電學(xué)，乃至整個電磁學(xué)的重點之一。 
對兩個公式的學(xué)習(xí)中重點在于對比學(xué)習(xí)，區(qū)別公式的使用條件和范圍。同時點電荷的場強公式是后面疊加原理的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。場強的疊加一直以來是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點，關(guān)于場強的疊加的試題考查方式又是非常靈活。如何在此處做有意義的重點突破，是本節(jié)復(fù)習(xí)課中要重點思考的問題。對六種典型電場的電場線，要學(xué)生真正在腦海中建立模型，并會運用這些模型解決相關(guān)的問題，是本課的另一個重點要解決的問題。尤其是等量同種電荷與等量異種電荷的電場線。 學(xué)生情況分析： 
    學(xué)生已經(jīng)完成對《庫侖定律》的復(fù)習(xí)，掌握了點電荷之間的相互作用規(guī)律，這為后面點電荷的場強公式的推導(dǎo)與使用，打下了鋪墊，也為場強的疊加，幾種典型場的電場線的特點的掌握埋下了伏筆。 
教學(xué)目標 
1、知識與技能 （1）復(fù)習(xí)電場強度的定義，并能用電場強度概念求點電荷產(chǎn)生電場的電場強度； （2）電場疊加及知道疊加求合場強用平行四邊形定則。 
（3）復(fù)習(xí)如何用電場線和場強描述電場強弱及分布。熟悉典型電場的場強分布 2、過程與方法 
能運用已學(xué)過的知識來幫助理解，遷移到新知識，體會類比遷移的方法和思路； 
3、情感、態(tài)度與價值觀： 感受物理的對稱和諧美 教學(xué)重點、難點分析 
（1） 教學(xué)重點：電場強度的疊加；幾種典型場的電場分布，建立知識結(jié)構(gòu)。 
 
                    
             
                    
                             
2 
（2） 教學(xué)難點：電場強度的疊加，電場線的空間分布特點 
教學(xué)過程 
一、復(fù)習(xí)提問、新課導(dǎo)入（5分鐘） 
教師：上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了庫侖定律，請同學(xué)們回憶一下：庫侖定律的內(nèi)容是什么？ 
學(xué)生回答：略 
教師：我們不免會產(chǎn)生這樣的疑問： 
投影展示問題1：真空中？它們之間相隔一定的距離這種相互作用是如何產(chǎn)生的呢？難道能夠不需介質(zhì)超越空間？ 
投影展示“探究影響電荷間相互作用力的因素”圖片（1．2－1）。 
 
教師：這幅圖大家不陌生，那么相同的小球在不同的位置所受作用力不一樣，
說明了什么？ 
學(xué)生回答：庫侖力的大小與距離有關(guān)。 教師：其本質(zhì)原因又是什么呢？（投影展示問題2） 
教師：帶著這兩個疑問，本節(jié)課我們一齊來學(xué)習(xí)第三節(jié)電場強度。（板書課題） 
二、新課教學(xué)（35分鐘） 
（一）電場 
教師：請同學(xué)們帶著以下問題自學(xué)“電場”內(nèi)容。 
（1）電荷間的相互作用是如何發(fā)生的？這一觀點是誰提出來的？ （2）請用自己的語言描述一下什么是電場？ （3）電場有什么本領(lǐng)？ 
學(xué)生自學(xué)，師板書“一、電場”。 學(xué)生回答：（1）略； 
教師：法拉第同學(xué)們曾記否？ 
學(xué)生（集體）回答：電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 
教師：法拉第是英國物理學(xué)家、化學(xué)家，對事物的本質(zhì)有著非常敏銳的洞察     力，在電學(xué)上有著突出的貢獻。依據(jù)法拉第的觀點，我們?nèi)绾蚊枋鲭姾葾、B之
間的作用力（師生共析）。 
（2）略； 教師啟發(fā)引導(dǎo)：場是“物質(zhì)”──它和分子、原子組成的實物一樣具有能量、質(zhì)量和動量，電視機、收音機信號的發(fā)射與接受就是電磁場在空間的傳播；“特殊”──看不見摸不著；“存在于電荷周圍”并板書。 
（電場是）存在于電荷周圍的一種特殊的物質(zhì)。 教師：場與實物是物質(zhì)存在的兩種不同形式。 
學(xué)生分析并點評 
                    
             
                    
                             
3 
（3）學(xué)生回答：對放入其中的電荷有靜電力的作用。 （二）科學(xué)探究描述電場強弱的方法 教師：下面我們再來探討第二個問題。 依次投影問題：①相同的小球在不同的位置所受作用力不一樣，其本質(zhì)原因是什么呢？（對照“探究影響電荷間相互作用力的因素”圖片說明） 學(xué)生回答：電場強弱不同。 
②那么如何來描述電場的強弱呢？ 
教師啟發(fā)：像速度、密度等尋找一個物理量來表示。 ③如何來研究電場？ （學(xué)生思考） 教師啟發(fā)引導(dǎo)：電場的本領(lǐng)是對場中的其他電荷具有作用力，這也是電場的最明顯、最基本的特征之一。因此在研究電場的性質(zhì)時，我們可以從靜電力入手。
（板書研究方法） 
教師：對于像電場這樣，看不見，摸不到，但又客觀存在的物質(zhì)，可以根據(jù)它表現(xiàn)出來的性質(zhì)來研究它，這是物理學(xué)中常用的研究方法。 教師：還需要什么？ 
學(xué)生回答：電場及放入其中的電荷。 
多媒體依次展示，教師簡述：①“探究影響電荷間相互作用力的因素”中
的試探電 
②場源電荷。 
師生共析對試探電荷的要求。 
教師：下面請同學(xué)們仔細觀察模擬實驗的動畫演示，并描述你看到的現(xiàn)象說明了什么。多媒體動畫模擬：①不同位置偏角不同；②增加試探電荷帶電量偏角
均增加。 
學(xué)生回答：不同位置受力不同；同一位置試探電荷帶電量增加，受力增大，
但不同位置受力大小關(guān)系不變。 
教師：下面我們再通過表格定量地來看一看： 
將表格填完整，并分析、比較表格中的數(shù)據(jù)有什么特點和規(guī)律，看你能否得出如何來描述電場的強弱。多媒體展示表格，學(xué)生回答后依次填入：①F1、F2、
F3及F1＜F2＜F3；②2F1、3F1、4F1、nF1等。 
表一：（P1位置） 
試探電荷 q 2q 3q 4q nq 靜電力 F1 2F1 3F1 4F1 nF1 
表二：（P2位置） 
表三：（P3位置） 
（學(xué)生思考并交流討論） 
試探電荷 q 2q 3q 4q nq 靜電力 
F2 
2F2 
3F2 
4F2 
nF2 
試探電荷 q 2q 3q 4q nq 靜電力 
F3 
2F3 
3F3 
4F3 
nF3 
不同學(xué)生分析并點評 
 
                    
             
                    
                             
4 
學(xué)生回答： 
 （1）不同的電荷，即使在電場中的同一點，所受靜電力也不同，因而不能
直接用試探電荷所受的靜電力來表示電場的強弱； 
 （2）電場中同一點，比值F/q是恒定的，與試探電荷的電荷量無關(guān)；（同
一張表格） 
（3）在電場中不同位置比值F/q不同。（三張表格比較） 師生共同小結(jié)：比值由電荷q在電場中的位置決定，與電荷q的電荷量大小
無關(guān)，它才是反映電場性質(zhì)的物理量。 
教師：在物理學(xué)中我們定義放入電場中某點的電荷所受的靜電力F跟它的電
荷量q的比值，叫做該點的電場強度。并板書。 
（三）電場強度 1．定義： 
教師：以前我們還學(xué)過哪些物理量是用比值法來定義的？ 學(xué)生回答：略。 
教師：從它的定義，電場強度的單位是什么？ 學(xué)生回答：N/C 
教師介紹另一種單位并板書。 2．單位：N/C或V/m，1N/C＝1V/m 
   教師結(jié)合板畫：在電場中不同位置，同種電荷受力方向不同，說明場強
是矢量還是標量？ 
學(xué)生（集體）回答：矢量 
教師結(jié)合板畫：電場中同一點放入正電荷和負電荷受力方向不同，如何確定場強的方向呢？ 
教師：在物理學(xué)中作出了這樣的規(guī)定。（板書） 
3．方向：電場中某點電場強度的方向跟正電荷在該點所受靜電力的方向相同。 
教師：按照這個規(guī)定，如果放入電場中的是負電荷呢？ 學(xué)生回答：與負電荷在電場中某點所受靜電力的方向相反。 
解釋一： (1)矢量性：場強是矢量，大小按E＝F
q計算，方向為正電荷在該點所
受電場力的方向。 
(2)唯一性：電場中某點的電場強度的大小和方向是唯一的，場強E
的大小只由電場本身的特性決定，與F、q的大小及是否存在試探電荷無關(guān)，即不能認為E∝F或E∝1/q。 
(3)疊加性：某空間中有多個電荷時，該空間某點的場強等于所有電荷
在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和。 
解釋二：真空中、點電荷的電場強度推導(dǎo)：E=kQ
r
2 
學(xué)生推導(dǎo) 
 
                    
             
                    
                             5 
強調(diào)使用條件。E=Fq 與E=kQr
2 的區(qū)別  
適用范圍 
電荷的意義 場強與電荷的關(guān)
系 
E=Fq  定義式，適用于一切電場 
q是檢驗電荷  E與q無關(guān)  
E=kQr
2 
適用于真空中點電荷形成的電場  
Q是場源電荷  E與q成正比  
討論：點電荷場強方向 
如果場電荷Q是正電荷，E的方向就是沿著PQ連線并背離Q；如
果場電荷Q是負電荷，E的方向就是沿著PQ連線并指向Q。 
由此進一步證明：確定電場中的確定點，其場強無論大小，還是方向都是確定的，跟此點有無電荷、電荷的電荷量、電荷的電性、所受電場力等均無關(guān)。 
但電荷在電場中所受電場力的大小和方向，除了與場強的大小、方向有關(guān)，還與該點的試探電荷的電荷量、電荷的電性等有關(guān)。 
問題討論： 
在以點電荷為球心的球面各點的場強是否相同？        
場強是矢量，以點電荷為球心的球面上各點的場強大小相同，但方向不同，所以場強矢量不同。 （四）、幾種常見電場的電場線    
       
對比學(xué)習(xí) 
＋Q P E －Q 
P E 
 
                    
             
                    
                             6 
電場線的特點： （1）假象的，并不存在；  
（2）起于正電荷（或無窮遠），終于負電荷（或無窮遠）；  （3）疏密表強弱；  （4）切線表方向；  （5）絕不相交 課堂小結(jié) 
    討
論：電場力與電場強度的區(qū)別于聯(lián)系 
教學(xué)反思 
   
探究描述電場強弱的物理量是本節(jié)課的重難點內(nèi)容之一，應(yīng)給學(xué)生充分的思考時間，并讓學(xué)生相互交流討論，教師還可進行適當啟發(fā)引導(dǎo)。另外，探究時間很難控制，在內(nèi)容處理上應(yīng)做到詳略得當，發(fā)揮學(xué)生的主動性，如對電場及練習(xí)題的處理，盡可能由學(xué)生完成

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