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視頻標簽：電場強度
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：人教版高中物理選修3-1 1.3《電場強度》遼寧省優課
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人教版高中物理選修3-1 1.3《電場強度》遼寧省優課
一．課題：電場強度
二．教材：選修3-1
三．課時：1課時
四．教材分析
教科書從電荷在電場中受力入手，引入了電場強度的概念，明確它是表示電場強弱的物理量。本節主要由“電場”“電場強度”“點電荷的電場 電場強度的疊加”幾部分內容組成。
五．學情分析
本節內容對于學生來說是一陌生的內容，且比較抽象，學生學起來有一定的困難，,但學生在初中學習過磁場,從有關媒體上可能知道電場這個概念,這些知識對本節課的學習會有一定的幫助。并且在前兩節已經學習到了點電荷的概念和庫侖定律的知識,這是本節課用物理規律推導電場強度定義式的基礎。教師應進行適當啟發引導。
六．教學方法
以“電荷間相互作用如何發生”、“如何描述電場的強弱”兩大問題為主線展開，具
體操作思路是：1．學生自學電場，培養學生閱讀、汲取信息的能力。 2．通過實驗模擬和定量分析的方法探究描述電場強弱的物理量。
3．通過練習鞏固加深對電場強度概念的理解，探討點電荷的電場及場強疊加原理。
七．教學目標
（1）知識與技能
1．粗略了解物理學史上對電荷間相互作用力的認識過程。
2．知道電荷間的相互作用是通過電場發生的，電場是客觀存在的一種特殊的形態。 3．理解電場強度的概念及其定義，會根據電場強度的定義進行有關的計算。知道電場強度是矢量，知道電場強度的方向是怎樣規定的。
4．能根據庫侖定律和電場強度的定義推導點電荷場強的計算式，并能用此公式進行有關的計算。
5．知道場強的疊加原理，并能應用這一原理進行簡單的計算。 6.利用電場線描述電場，知道勻強電場的特點。
（2）過程與方法
1．經歷“探究描述電場強弱的物理量”的過程，獲得探究活動的體驗。
2．領略通過電荷在電場中所受靜電力研究電場、理想模型法、比值法、類比法等物理學研究方法。
（3）情感態度與價值觀
1．體驗探究物理規律的艱辛與喜悅。 2．學習科學家嚴謹科學的態度。
八．教學重難點
（一）教學重點
1．探究描述電場強弱的物理量。
2．理解電場、電場強度的概念，并會根據電場強度的定義進行有關的計算。
（二）教學難點
探究描述電場強弱的物理量。
九．教學過程
教學過程 教師活動
學生活動
設計意圖
復
習 提 問 引 入 新 課
1．教師：上一節課我們學習了庫侖定律，請同學們回憶一下：庫侖定律的內容是什么？
2.教師：我們不免會產生這樣的疑問： 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生的呢？難道能夠不需介質超越空間？
投影展示“探究影響電荷間相互作用力的因素”圖片（1．2－1）。
3.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？
教師：其本質原因又是什么呢？（投影展示問題2）
教師：帶著這兩個疑問，本節課我們一齊來學習第三節電場強度。（板書課題）
學生回答：真空中兩個靜止的點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上，同名電荷相斥，異名電荷相吸。
學生回答：庫侖力的大小與距離有關。
，復習舊知，通過提問的方式，問引發學生思考，激發學習興
趣。
新 課 教 學
教師引入：1．不知道大家有沒有噴過香水呢，我們看不見香水卻聞得到它，這說明了什么？
２．大家都看過天龍八部嗎？在天龍八部中有很多精彩的武打場面，不知道大家有沒有注意過，喬峰使出降龍十八掌的時候，并沒有接觸對方，卻明顯對他有了力的作用，這說明了什么呢?
３．喬峰的武功是以空氣為介質，把力作用到對方身上，而對兩個電荷而言，它們沒有接觸卻能有力的作用，電場就相當于空氣，而我們稍后學到的電場線就相當于后期制作人員加上去的特效，是為了讓我們清晰直觀地感受觀察電場，而實際上它是不存在的。
（一）電場
教師：請同學們先看一下課本中“電場”部分，然后思考下面兩個問題。
（1）電荷間的相互作用是如何發生的？ （2）電場有什么特性？
教師：法拉第是英國物理學家、化學家，對事物的本質有著非常敏銳的洞察力，在電學上有著突出的貢獻。依據法拉第的觀點，我們如何描述電荷A、B之間的作用力。
師生共析。
教師啟發引導：場都是“物質”──它和分子、原子組成的實物一樣，雖然我們看不見、摸不著，但它們都具有能量、質量和動量，物體受到的萬有引力是靠重力場來完成的，電視機、收音機信號的發射與接受就是靠電場來實現的。
教師板書：電場是存在于電荷周圍的一種特殊的物質，場與實物是物質存在的兩種不同形式。
教師：通過前面的分析我們知道電場具有怎樣的特性呢？
教師：這種力的作用與電場的強弱有關嗎？引導學生科學探究。
（二）電場強度
教師：下面我們來探討三個問題。
①相同的小球在不同的位置所受作用力不一樣，其
學生：看不見的東西不一定不存在．
學生：不接觸也可以有力的作用
學生思考
觀看有關物理
學史自制幻燈
片
以大家感興趣的武打戲為例子，引起大家的興趣，生動直觀的比喻有助于更好地理解電場，電場線。
用對比
的方式讓學
生更好地理
解和記憶。
新 課 教 學
本質原因是什么呢？
②那么如何來描述電場的強弱呢？
教師啟發：像速度、密度等尋找一個物理量來表示。 ③如何來研究電場？。
教師引導：電場的本領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
在研究電場的性質時，我們可以從靜電力入手。對于像電場這樣，看不見，摸不到，但又客觀存在的物質，可以根據它表現出來的性質來研究它，這是物理學中常用的研究方法。
教師：怎樣讓它表現出來呢？ 教師：對放入的電荷有要求嗎？
教師：什么樣的電荷是試探電荷？ 師生共析對試探電荷的要求。 教師：下面請同學們仔細觀察模擬實驗的動畫演示，并描述你看到的現象說明了什么。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
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、比較表格中的數據有什么特點和規律，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） 試探電荷 q 2q 3q 4q nq靜電力 F2
2F2
3F2
4F2
nF試探電
荷
q
2q
3q
4q
nq
學生回答：對放入其中的電荷有靜電力的作用。
學生回答：電場強弱不同。
學生思考
學生回答：在電場中放入電荷。 學生回答：試探電荷（檢驗電荷）
學生回答：帶電量非常小的點電荷。
學生回答：不同位置受力不同；同一位置試探電荷帶
讓學生猜想討論，培養學生獨立思考，合作交流的能力。
創設情景，啟發思
考。
層層深入
浸透物理學研究問題的方法：
新 課 教 學
（學生思考并交流討論）
師生共同小結：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，它才是反映電場性質的物理量。
教師：在物理學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。
1．定義：在物理學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。
2.定義式：E=F/q
教師：從它的定義式可以看出電場強度的單位嗎？
教師介紹另一種單位并板書。 3．單位：N/C或V/m，1N/C＝1V/m
教師結合板畫：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？
教師結合板畫：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：在物理學中作出了這樣的規定。教師板書 4．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：按照這個規定，如果放入電場中的是負電荷呢？ 。
電場強度
靜電力
F3 2F3 3F3 4F3 nF電量增加，受力增大。
學生回答：
（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；（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）
學生回答：可以，N/C
學生回答：矢量
提出問題
設計實驗
進行實驗
數據分析
總結結論
學以致用
例1：點電荷是最簡單的場源電荷。設一個點電荷的電荷量為+Q，與之相距為r的A點放一試探電荷，所帶電荷量為+q。
（1）試用所學的知識推導A點的場強的大小，并確定場強的方向；
（2）若所放試探電荷為-2q，結果如何？ （3）如果移走所放的試探電荷呢？
注意：辨析q
FE和2rQKE的關系，強調
2r
Q
KE的適用條件。
（三）點電荷的電場強度
例2.如圖所示，真空中有兩個點電荷Q1＝+3．0×10-8C和Q2＝－3．0×10-8C，它們
相距0．1m，A點與兩個點電荷的距離r相等，r＝0．1m。求：
（1）電場中A點的場強； （2）在A點放入電量q＝－1×10-6C，求它受的電場力。
教師：題中場源電荷不止一個，如何來確定電場中某點的場強？
學生：平行四邊形定則
（四）場強的疊加
教師：根據場強的疊加原理對于一個比較大的不能看成點電荷的帶電物體產生電場的場強如何確定？
學生思考后回答：無限等分成若干個點電荷。 教師：根據以上方法，同學們設想一下一個半徑為R的均勻帶電球體（或球殼）外部產生電場的場強，如何求解？
學生思考后回答：等效成電荷量集中于球心的點電荷。
學生回答：與負電荷在電場中某點所受靜電力的方向相反
師生共同歸納總結：
1．點電荷電場的場強大小與方向。
2．電場強度是描述電場（力的）性質的物理量，在靜電場中，它不隨時間改變。電場中某點的場強完全由電場本身決定，與是否放入電荷，放入電荷的電荷量、電性無關。
通過圖像的對應說明，讓學生更好地理解電場強度的性質。
及時鞏固，強化理論概念的理解。聯系實際，進行計算，課堂練習起到反饋的作用。
教 學 反 思
探究描述電場強弱的物理量是本節課的重難點內容之
一，應給學生充分的思考時間，并讓學生相互交流討論，教師還可進行適當啟發引導。另外，探究時間很難控制，在內容處理上應做到詳略得當，發揮學生的主動性，如對電場及練習題的處理，盡可能由學生完成。
板 書 設 計
一、電場 客觀存在的一種特殊的物質形態
二、電場強度
1．定義：E＝F/q 2．單位： 3．方向：跟正電荷在該點所受靜電力的方向相同
三、點電荷的電場1．推導：2．大小：3．方向： 四、電場強度的疊加
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
