導(dǎo)語：高中物理電場強度教案應(yīng)該怎樣設(shè)計呢？一起來看看吧！以下是大學(xué)網(wǎng)小編整理的高中物理電場強度教案，歡迎閱讀參考。

高中物理電場強度教案

一、教材分析及學(xué)情分析

本章具有概念多，綜合知識性強，概念比較抽象等特點。電場強度是“靜電場”這一章中的重要概念概念之一，在高中物理中也占有十分重要的地位，是本節(jié)教學(xué)的重點也是難點。電場強度的概念比較抽象是學(xué)生較難理解的概念之一。電場強度的概念與后面將要學(xué)習(xí)的“電勢能”、“電功”、“電勢”、“電勢差”等概念聯(lián)系密切。比值定義法的思想對后面的“電勢”、“電勢差”等概念的學(xué)習(xí)都有及大的幫助。

電場強度的概念點、電荷的電場及場強疊加原理，這幾個重要的知識點都可充分調(diào)動學(xué)生科學(xué)的探究的積極性，探究尋找描述電場的物理量，探討點電荷的電場。要讓學(xué)生親歷科學(xué)探究的過程，體會探究成功的樂趣。同時要讓學(xué)生弄清建立概念的背景，把抽象的概念形象化便于學(xué)生理解。

根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，本章以研究電場為核心內(nèi)容。在認(rèn)識和使用示波器的過程中，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)電場的情景，激發(fā)學(xué)生探究電場的興趣，引導(dǎo)學(xué)生從力的角度探究電場的性質(zhì)，更好的認(rèn)識電場，為后面的學(xué)習(xí)做好知識準(zhǔn)備。

物理知識的學(xué)習(xí)，是在已有的基礎(chǔ)知識不斷加深、不斷擴(kuò)展的學(xué)習(xí)過程，本節(jié)教材通過觀察電子束在偏轉(zhuǎn)電極間發(fā)生偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，初步對電荷在電場中受力產(chǎn)生直接認(rèn)識，庫侖定律很自然的應(yīng)用對認(rèn)識電場力的性質(zhì)提供理論幫助。

教材中對電場這一種特殊物質(zhì)做出定量描述，引入試探電荷這一理想化模型對研究電場性質(zhì)和規(guī)律提供了幫助。

目前學(xué)生分析和探究問題的意識不是很強，尤其理論層面的分析，觀察(或分析)現(xiàn)象、指出問題和指明方法需要合作才能得以實現(xiàn)。電場的性質(zhì)的認(rèn)識反映在場源電荷Q，試探電荷q，空間位置r上，多個變量的討論在研究物理規(guī)律中比較多，也比較典型。給予學(xué)生必要、恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，恰到好處的指明討論的方向，是本節(jié)課的關(guān)鍵。學(xué)生的認(rèn)識要不斷加深，有關(guān)規(guī)律的描述，條理要清，關(guān)系要明。這既是一種方法，也是一種態(tài)度。

本章概念抽象性比較強，前后聯(lián)系密切，學(xué)生通過一次學(xué)習(xí)理解透徹較難。本節(jié)課可讓學(xué)生初步認(rèn)識到電場強度是描述電場的物理量，是反映電場本質(zhì)屬性的物理量。體會探究過程。通過一段時間的學(xué)習(xí)逐步深化對電場強度概念的理解。

學(xué)生在新課程學(xué)習(xí)中，已初步領(lǐng)會探究的主要環(huán)節(jié)和方法，也已形成合作、交流的良好習(xí)慣。在教學(xué)中適時的引導(dǎo)和幫助對學(xué)生建立信心很有必要，體會合作學(xué)習(xí)帶來的快樂，要讓學(xué)生的成就感在學(xué)習(xí)過程中體現(xiàn)出來。

二、設(shè)計思路

教材通過與學(xué)生一起重視物理規(guī)律發(fā)現(xiàn)和物理概念形成的過程，以體驗科學(xué)研究方法，開拓學(xué)生視野，提高學(xué)生素養(yǎng)，并分享科學(xué)探究的艱辛與快樂;具體的處理方式是，定性分析實驗得出影響電場力大小的因素，再半定量地給出電場強度的比值定義式。對于看不見摸不著的電場來說，我們并沒有直接研究電場強度，而是通過電場的基本性質(zhì)――對放入其中的電荷產(chǎn)生力的作用，半定量研究不同位置的電場力的大小，這是一種研究的轉(zhuǎn)換思想。這個半定量的研究方法是什么?如何操作才能半定量得出?教材并沒有具體給出演示實驗或相關(guān)說明。根據(jù)新課程改革的精神，結(jié)合學(xué)校儀器設(shè)備的實際情況，我們設(shè)想和學(xué)生一起完成一個較為完整的探究實驗過程：先用實驗定性探討影響電場力大小的因素，以此為基礎(chǔ)確定影響電場力大小的相關(guān)物理量，并猜想電場力與相關(guān)量的具體數(shù)學(xué)關(guān)系.

新課程改革要求改變以往過于注重知識傳授的狀況，改變學(xué)生知識的獲得全部通過教師的一言堂的灌輸，而要注重課堂的互動，注重學(xué)生獲得知識的過程，使學(xué)生獲得基礎(chǔ)知識與基本技能的過程中，也成為學(xué)會學(xué)習(xí)和形成正確價值觀的過程，成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的過程，實現(xiàn)學(xué)生的終身發(fā)展.新課程改革要求健全學(xué)生人格，幫助學(xué)生樹立終身學(xué)習(xí)的愿望并具備一定的學(xué)習(xí)能力，就必須努力使課堂學(xué)習(xí)成為全面培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)的過程.對于本節(jié)課希望能在新課標(biāo)的指導(dǎo)下作出一些有效的嘗試.

本節(jié)以“電荷間相互作用如何發(fā)生”為探究的開始，以“如何描述電場的強弱”為主要探究問題，以“點電荷的電場及場強疊加原理”為具體應(yīng)用，具體操作思路是：

1.教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀“法拉第和場的概念”，培養(yǎng)學(xué)生閱讀、汲取信息的能力;初步了解場的概念。

2.通過實驗?zāi)�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(xí)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。

三、、教學(xué)目標(biāo)

1.知識與技能

(1)知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的，知道電場是一種特殊的物質(zhì)形態(tài);

(2)理解和掌握電場力與電場強度和試探電荷的電荷量的關(guān)系;

(3)處理多個變量時，初步掌握控制變量法的技能;

(4)體會比值定義法的物理量的含義;

(5)推導(dǎo)并掌握點電荷的場強公式，知道電場的疊加原理，會進(jìn)行簡單計算.

2.過程與方法

(1)通過設(shè)置問題啟發(fā)學(xué)生思考，使學(xué)生初步掌握研究抽象物理量的思維方法;

(2)通過組織探究和驗證實驗過程，訓(xùn)練學(xué)生觀察與總結(jié)的能力，運用數(shù)學(xué)的控制變量法和比值定義法處理物理問題的方法;

(3)在電場強弱的描述中體會探究過程，體會“比值定義”的方法，體會“求異法”的思想，了解借助一些媒介物(試探電荷)，把不能直接把握的現(xiàn)象(電場強弱)暴露出來的研究方法.

(4)讓學(xué)生親身經(jīng)歷科學(xué)規(guī)律探究過程，認(rèn)識探究意義、嘗試探究方法、培養(yǎng)探究能力和創(chuàng)新精神;

3.情感、態(tài)度與價值觀

(1)通過對場的概念學(xué)習(xí)，知道自然界有兩種物質(zhì)--實物粒子和場，提高對客觀世界的認(rèn)識層次;

(2)通過探究和驗證等活動，培養(yǎng)學(xué)生與人交流的合作精神，以及關(guān)注社會、積極參與的意識;

(3)通過領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧，增強學(xué)生對科學(xué)的好奇心與求知欲，使學(xué)生樂于探究自然界的奧秘，初步體會物理學(xué)中的和諧美與統(tǒng)一美;

(4)通過看不見、摸不著的特殊物質(zhì)存在所體現(xiàn)出的特點，將抽象的問題變成直觀可以研究的問題;

(5)通過探究培養(yǎng)學(xué)生實事求是、精益求精、鍥而不舍的探索精神.

四、教學(xué)重點和難點

1.探究思想、探究過程、探究方法的滲透;

2.電場強度的定義式的獲得過程;

3.矢量疊加原理的進(jìn)一步深化.

1.將學(xué)生的學(xué)習(xí)方式由被動接受轉(zhuǎn)變味主動而有方向和目的的探究;

2.半定量研究與驗證電場強度的大小時的思想;

3.將抽象的概念和公式通過比值定義法、試探法、控制變連法研究的思路.

五、教學(xué)方法和教學(xué)用具

采用探究式教學(xué)，通過定性與半定量的研究科學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，觀察并概括實驗現(xiàn)象提出假說和猜想，涉及半定量實驗以驗證假說和猜想，輔助計算機多媒體教學(xué)動畫課件將實驗進(jìn)一步具體和清晰化，初步發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律.

PowerPoint課件，直尺，感應(yīng)起電機，金屬箔小球

六、教學(xué)過程設(shè)計

(一)引入新課

問題引入：電荷間的相互作用力是怎樣產(chǎn)生的?

上一堂課我們學(xué)習(xí)了庫侖定律，下面請一個同學(xué)簡單描述一下這個定律的內(nèi)容。

學(xué)生描述:(……)

下列的幾種力，哪些力需要接觸才能發(fā)生，哪些力不需要接觸就能發(fā)生?

A、彈力 B、磁力 C、摩擦力 D、萬有引力 E、靜電力

學(xué)生結(jié)論:彈力、摩擦力是接觸力，其余的是非接觸力。

(二)新課教學(xué)

第3節(jié) 電場 電場強度

1、電場：

啟發(fā)學(xué)生從哲學(xué)角度認(rèn)識電場，理解電場的客觀存在性，不以人的意識為轉(zhuǎn)移，但能為人的意識所認(rèn)識的物質(zhì)屬性.

利用課本圖說明：電荷A和B是怎樣通過電場與其他電荷發(fā)生作用.電荷A對電荷B的作用，實際上是電荷A的電場對電荷B的作用;電荷B對電荷A的作用，實際上是電荷B的電場對電荷A的作用.

(1)電荷之間的相互作用是通過特殊形式的物質(zhì)——電場發(fā)生的，電荷的周圍都存在電場.

特殊性：不同于生活中常見的物質(zhì)，看不見，摸不著，無法稱量，可以疊加.

物質(zhì)性：是客觀存在的，具有物質(zhì)的基本屬性——質(zhì)量和能量.

(2)基本性質(zhì)：主要表現(xiàn)在以下幾方面

①引入電場中的任何帶電體都將受到電場力的作用，且同一點電荷在電場中不同點處受到的電場力的大小或方向都可能不一樣.

②電場能使引入其中的導(dǎo)體產(chǎn)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象.

③當(dāng)帶電體在電場中移動時，電場力將對帶電體做功，這表示電場具有能量.

可見，電場具有力和能的特征

提出問題：同一電荷q在電場中不同點受到的電場力的方向和大小一般不同，這是什么因素造成的?引出電場強度的概念：因為電場具有方向性以及各點強弱不同，所以靠成同一電荷q在電場中不同點受到的電場力的方向和大小不同，我們用電場強度來表示電場的強弱和方向.

2、電場強度(E)：

由圖1.2-1可知帶電金屬球周圍存在電場。且從小球受力情況可知，電場的強弱與小球帶電和位置有關(guān)。引出試探電荷和場源電荷

(1)關(guān)于試探電荷和場源電荷

注意：檢驗電荷是一種理想化模型，它是電量很小的點電荷，將其放入電場后對原電場強度無影響

指出：雖然可用同一電荷q在電場中各點所受電場力F的大小來比較各點的電場強弱，但是電場力F的大小還和電荷q的電量有關(guān)，所以不能直接用電場力的大小表示電場的強弱.實驗表明：在電場中的同一點，電場力F與電荷電量q成正比，比值F/q由電荷q在電場中的位置所決定，跟電荷電量無關(guān)，是反映電場性質(zhì)的物理量，所以我們用這個比值F/q來表示電場的強弱.

(2)電場強度

①定義：電場中某一點的電荷受到的電場力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點的電場強度，簡稱場強.用E表示。

公式(大小)：E=F/q (適用于所有電場)

單位：N/C 意義P11

提出問題：電場強度是矢量，怎樣表示電場的方向呢?

②方向性：物理學(xué)中規(guī)定，電場中某點的場強方向跟正電荷在該點所受的電場力的方向相同.

指出：負(fù)電荷在電場中某點所受的電場力的方向跟該點的場強方向相反.

帶領(lǐng)學(xué)生討論真空中點電荷周圍的電場，說明研究方法：將檢驗電荷放入點電荷周圍的電場中某點，判斷其所受的電場力的大小和方向，從而得出該點場強..

唯一性和固定性

電場中某一點處的電場強度E是唯一的，它的大小和方向與放入該點電荷q無關(guān)，它決定于電場的源電荷及空間位置，電場中每一點對應(yīng)著的電場強度與是否放入電荷無關(guān).

帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)出真空中點電荷周圍電場的大小和方向.在此過程中注意引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)公式E=F/q和E=kQ/r2的區(qū)別及聯(lián)系.

3、(真空中)點電荷周圍的電場、電場強度的疊加

(1)點電荷周圍的電場

①大小：E=kQ/r2(只適用于點電荷的電場)

②方向：如果是正電荷，E的方向就是沿著PQ的連線并背離Q;如果是負(fù)電荷：E的方向就是沿著PQ的連線并指向Q.

說明：公式E=kQ/r2中的Q是場源電荷的電量，r是場中某點到場源電荷的距離.從而使學(xué)生理解：空間某點的場強是由產(chǎn)生電場的場源電荷和該點距場源電荷的距離決定的，與檢驗電荷無關(guān).

提出問題：如果空間中有幾個點電荷同時存在，此時各點的場強是怎樣的呢?帶領(lǐng)學(xué)生由檢驗電荷所受電場力具有的疊加性，分析出電場的疊加原理.

(2)電場強度的疊加原理：某點的場強等于該點周圍各個電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生的場強的矢量和.

先分析方法后舉例：先在同一直線再不在同一直線。

例如：課本圖中P點的場強，等于+Q1在該點產(chǎn)生的場強E1和Q2在該點產(chǎn)生的場強E2的矢量和.從而使學(xué)生進(jìn)一步理解到，任何帶電體都可以看做是有許多點電荷組成的.利用點電荷場強的計算公式及疊加原理就可以計算出其周圍各點場強.

在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，求電場中A點的場強.A點與兩個點電荷的距離相等，r=0.1m

分析：點電荷Q1和Q2的電場在A點的場強分別為E1和E2，它們大小相等，方向如圖所示，合場強E在E1和E2的夾角的平分線上，此平分線跟Q1和Q2的連線平行.

解：E=E1cos60°+E2cos60°=2E1cos60°=2kQ1cos60°/r2代入數(shù)值得 E=2.7×104N/C

可以證明：一個半徑為R的均勻球體(或球殼)在外部產(chǎn)生的電場，與一個位于球心的、電荷量相等的點電荷產(chǎn)生的電場相同，球外各點和電場強度一樣，即：E=kQ/r2

4、電場線

(1)電場線：電場線是畫在電場中的一條條有方向的曲線，曲線上每點的切線方向表示該點的電場強度的方向。

(2)電場線的基本性質(zhì)

①電場線上每點的切線方向就是該點電場強度的方向.

②電場線的疏密反映電場強度的大小(疏弱密強).

③靜電場中電場線始于正電荷或無窮遠(yuǎn)，止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn).它不封閉，也不在無電荷處中斷.

④任意兩條電場線不會在無電荷處相交(包括相切)

⑤沿著電場線電勢逐漸降低

模擬電場線，介紹各種點電荷電場線的分布情況。

指出：電場線是為了形象描述電場而引入的，電場線不是實際存在的線。

5、勻強電場

(1)定義：電場中各點場強的大小相等、方向相同的電場就叫勻強電場.

(2)勻強電場的電場線：是一組疏密程度相同(等間距)的平行直線.例如，兩等大、正對且?guī)У攘慨惙N電荷的平行金屬板間的電場中，除邊緣附近外，就是勻強電場.

常見電場的電場線

(三)◎鞏固練習(xí)

1.下列說法中正確的是：[ABC ]

A.只要有電荷存在，電荷周圍就一定存在著電場

B.電場是一種物質(zhì)，它與其他物質(zhì)一樣，是不依賴我們的感覺而客觀存在的東西

C.電荷間的相互作用是通過電場而產(chǎn)生的，電場最基本的性質(zhì)是對處在它里面的電荷有力的作用

2.下列說法中正確的是：[BC ]

A.電場強度反映了電場的力的性質(zhì)，因此場中某點的場強與檢驗電荷在該點所受的電場力成正比

B.電場中某點的場強等于F/q，但與檢驗電荷的受力大小及帶電量無關(guān)

C.電場中某點的場強方向即檢驗電荷在該點的受力方向

D.公式E=F/q和E=kQ/r2對于任何靜電場都是適用的

3.下列說法中正確的是：[ACD ]

A.場強的定義式E=F/q中，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力，q是放入電場中的電荷的電量

B.場強的定義式E=F/q中，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場的電荷的電量

C.在庫侖定律的表達(dá)式F=kq1q2/r2中kq2/r2是電荷q2產(chǎn)生的電場在點電荷q1處的場強大小，此場對q1作用的電場力F=q1×kq2/r2，同樣kq1/r2是電荷q1產(chǎn)生的電場在點電荷q2處的場強的大小，此場對q2作用的電場力F=q2×kq1/r2

D.無論定義式E=F/q中的q值(不為零)如何變化，在電場中的同一點，F(xiàn)與q的比值始終不變

4.討論電場力與電場強度的區(qū)別于聯(lián)系

(四)課堂小結(jié)

1.對比法推知電場的存在，比值法定義電場的強度。

2.電荷間相互作用形式與本質(zhì)之區(qū)別

(l)形式上：電荷對電荷的作用——非接觸力。

(2)本質(zhì)上：電場對電荷的作用——接觸力。(受電場力作用的電荷肯定處于電場中)

引申：學(xué)習(xí)物理要透過現(xiàn)象看本質(zhì)。

3.場強幾種表達(dá)式的對比

(l)E=F/q——定義式，適用于任意電場。

(2) ——決定式，適用于真空中點電荷形成的電場。

(五)作業(yè)布置

1、復(fù)習(xí)本節(jié)課文

2、課本“問題與練習(xí)”第(2)、(5)、(6)、 (7)題.

參考題

1、在電場中某一點，當(dāng)放入正電荷時受到的電場力向右，當(dāng)放入負(fù)電荷時受到電場力向左，下列說法正確的是：[ ]

A.當(dāng)放入正電荷時，該點的場強向右，當(dāng)放入負(fù)電荷時，該點的場強向左

B.只有在該點放入電荷時，該點才有場強

C.該點的場強方向一定向右

D.以上說法均不正確

2、真空中，兩個等量異種點電荷電量數(shù)值均為q，相距r.兩點電荷連線中點處

的電場強度的大小為：[ ]

A.B.2kq/r2 C.4k/r2 　 D.8kq/r2

3.真空中，A，B兩點上分別設(shè)置異種點電荷Q1、Q2，已知兩點電荷間引力為10N，Q1=1.0×10-2C，Q2=2.0×10-2C.則Q2在A處產(chǎn)生的場強大小是________N/C，方向是________;若移開Q2，則Q1在B處產(chǎn)生的場強的大小是________N/C，方向是________.

七、設(shè)計說明

電場是一種客觀存在的物質(zhì)，但它又是看不見、摸不著的，描述它的電場強度的概念又較為陌生和抽象，很難被學(xué)生接受，如果借助于類比的方法，可以將陌生的對象與熟悉的對象相比較，尋找不同事物變化中所具有的共性，給這些陌生的、抽象的、不易理解的事物(概念、規(guī)律)賦予間接的、形象的、通俗易懂的形象，有利于啟發(fā)學(xué)生思路，化難為易，使學(xué)生順利而全面地認(rèn)識物理現(xiàn)象和物理規(guī)律，達(dá)到知識的正遷移，形成物理概念和掌握物理知識。

作為知識與技能的要求，“電場”的概念是本節(jié)內(nèi)容的重點，但我認(rèn)為，新課程的理念就是要改變舊的、只關(guān)注基礎(chǔ)知識和基本技能學(xué)習(xí)的觀念，而注重提升全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，在知識與技能、過程和方法、情感態(tài)度與價值觀三個維度培養(yǎng)學(xué)生，為學(xué)生的終身發(fā)展，從容應(yīng)對社會挑戰(zhàn)奠定基礎(chǔ)�；�礎(chǔ)知識、基本技能固然重要，可經(jīng)歷科學(xué)探究過程，領(lǐng)略科學(xué)思想方法將使人受益終身。因此我決定把本節(jié)課的重心放在建立電場概念的基本思想方法“類比”上，說明“類比”是將知識從一場景有效的遷移到另一場景并建立新知識的良好方法。使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識中領(lǐng)略思想，在體驗方法中掌握知識

1.電場強度是表示電場強弱的物理量，因而在引入電場強度的概念時，應(yīng)該使學(xué)生了解什么是電場的強弱，同一個電荷在電場中的不同點受到的電場力的大小是不同的，所受電場力大的點，電場強.

2.應(yīng)當(dāng)使學(xué)生理解為什么可以用比值F/q來表示電場強度，知道這個比值與電荷q無關(guān)，是反映電場性質(zhì)的物理量.

用比值定義一個新的物理量是物理學(xué)中常用的方法，應(yīng)結(jié)合學(xué)生前面學(xué)過的類似的定義方法，讓學(xué)生領(lǐng)會電場強度的定義.

3.應(yīng)當(dāng)要求學(xué)生確切地理解E=F/q和E=kQ/r2這兩個公式的含義，以及它們的區(qū)別和聯(lián)系.

4.應(yīng)用電場的疊加原理進(jìn)行計算時不應(yīng)過于復(fù)雜，一般只限于兩個電場疊加的情形.通過這種計算，使學(xué)生理解場強的矢量性

5.電場線是為了形象描述電場而引入的，電場線不是實際存在的線。

八、教后反思

1.在教學(xué)過程中，教師通過舉例讓學(xué)生進(jìn)行分辨、對比，教師通過提示、啟發(fā)、總結(jié)，使學(xué)生牢固掌握知識，理解和掌握類比這一研究方法，并能應(yīng)用到其他知識的學(xué)習(xí)上，從而提高了學(xué)生解決實際問題的能力。

2.在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對電場的疊加還是不太清楚。

3.對于兩個公式的理解以及電場強度的定義還存在問題，要通過題目去強化。

4.對于幾種典型問題，學(xué)生死記答案，要讓他們養(yǎng)成分析題目的習(xí)慣。

高中物理電場強度教案

一、教學(xué)目標(biāo)

1. 了解電場的概念

2. 理解電場強度的概念

3. 掌握電場強度的計算方法

二、重點、難點分析

1. 重點是使學(xué)生理解電場強度的概念及掌握電場強度的計算方法。

2. 電場強度是描述電場性質(zhì)的物理量之一，這是難點。初學(xué)者容易把電場強度跟電場力混同起來。

三、主要教學(xué)過程

1. 復(fù)習(xí)庫侖定律

在真空中兩點電荷的作用力跟它們的電量乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上，這就是庫侖定律。

2.新課引入

任何力的作用都離不開物質(zhì)，腳踢球，腳對球的力直接作用在球上;狗拉雪橇，狗對雪橇的拉力是通過繩子作用的;地球?qū)Φ乇砀浇�物質(zhì)的作用力是通過重力場——物質(zhì);兩電荷間相互作用時不直接接觸，它們之間的相互作用也是通過別的物質(zhì)作用的，這就是電場。

3.教學(xué)過程設(shè)計

(1)電場

a.電荷周圍存在一種特殊物質(zhì)

提問：既然場是物質(zhì)，為什么我們看不到呢?

答：物質(zhì)形式 實體(由分子組成);看的見，摸的著。

場(形式)：看不見，摸不著，不以人的感官意識為轉(zhuǎn)移的客觀存在。

例如可見光波長由7000 ~4000 ，但還有很多波長的光線我們看不到，但不等于它們不存在。不能以人燈感官為標(biāo)準(zhǔn)判一存在與否。場客觀存在的證明是它有力、能的特性。例如重力場對有質(zhì)量的物體有力的作用，用可對物體做功，說明其能量。電場對放入其 的電荷Q也有力的作用，可對Q做功，說明其有能量。

b.電場的基本性質(zhì)：電場對放入其中的電荷有力的作用，此力稱電場力。

c.靜電場：靜止電荷的電場。

場有能和力的特性，我們先看電場中力的性質(zhì)，它是本章的重要內(nèi)容，先以點電荷為例。

如圖1所示，在+Q電場中A點分別放入電荷q1、q2、q3則它們分別受電場力為：

A:F1= F2= ;F3=

看看上式，我們可發(fā)現(xiàn)場電荷Q對不同的檢驗電荷q有不同的電場力，但只要A點位置不變，F(xiàn)與q的比值就不變。

若換到B點，則

從上面分析看出：Q固定則電場的空間分布固定，對于場中某點固定， 值僅與Q、r有關(guān)，與檢驗電荷無關(guān)，它反映的是電場的性質(zhì)，反映的是電場的強弱，稱場強。

(2)電場強度

a.定義：放入電場中某一點的電荷受到的電場力跟它的電量的比值叫該點的電場強度，簡稱場強。

b.定義式：

E=

F——電場力 國際單位：牛(N)

q——電量 國際單位：庫(C)

E——電場強度 國際單位：牛/庫(N/C)

c.物理意義：

電場中某點的電場強度數(shù)值上等于單位正電荷在那里所受的電場力。

d.電場強度是矢量，規(guī)定場強方向為正電荷在該點所受電場力方向。電場中同一點，+q、-q受力方向不同，場強只能有一個方向，規(guī)定以+q的受力方向為正。

例 在圖2中標(biāo)出A、B、C、D四點的電場強度的方向。

正點電荷電場中某點電場強度方向沿連線背離+Q，負(fù)點電荷電場中某點電場強度方向沿連線指向-Q。

e.單位：牛/庫 N/C

E= 借助于點電荷場強推出，可適用于任意電場。

(3)一個點電荷電場的場強

a. 真空中：E= (與檢驗電荷q無關(guān)，僅與場電荷Q及r有關(guān))

b. 方向：正電荷在該點受電場力方向(以后還會遇到各點場強大小，方向均相同的勻強電場)

(4)兩個點電荷產(chǎn)生的電場的疊加原理

如圖3所法，在正點電荷Q1與負(fù)點電荷Q2產(chǎn)生的電場中有一點A，求A點的電場強度EA，由電場強度定義可知，EA在數(shù)值上為+1C點電荷在A點所受的電場力。今在A點放

q=1+C，q將同時受到Q1和Q2的作用，每個作用力都能單獨用庫侖定律求出，就像另一個電荷不存在一樣，而q受的合力為各分力的矢量和，又因為q是1C正電荷，所以它受的電場力在數(shù)值上等于場強，也就是說A點的合場強為Q1與Q2單獨在A瞇產(chǎn)生的場強的矢量和，這就是電場強度的疊加原理。

用電場強度的疊加原理可以求和任意多個點電荷產(chǎn)生的電場強度，任何一個帶電體不管其電荷分布多么復(fù)雜，都可以視為由許多點電荷組成，因而可以用場強疊加原理求出它的場強�？梢钥闯觯�真空中任意多個點電荷產(chǎn)生的電場強度，僅由場是荷、電場中的位置兩個因素決定，而與檢驗電荷無關(guān)。

(5)比較：E= 和E=

a. E= 是場強的定義式，適用于任何電場。

b. E= 是點電荷電場中場強的計算式。

(6)電場強度小結(jié)

a. 電場中某點場強大小和方向，均與該點放不放檢驗電荷、放那種電荷、放多大檢驗電荷無關(guān)，是電場自身的性質(zhì)，與外界因素?zé)o關(guān)。對確定的電場來說，在某點放單位正電荷時，它受電場力的大小和方向是確定的。

定義式：E= 數(shù)值上等于+1C的電荷受到的電場力，對所有電場都成產(chǎn)。

b.場強 方向：正電荷

單位：牛/庫(N/C)

決定因素：場電荷、場中位置

疊加原理

(7)例題

例1.場電荷Q=2×10-4C，是正點電荷：檢驗電荷q=2×10-5，是負(fù)電荷，它們相距r=2m而靜止且都在真空中，如圖4所示。求：

(1) q受的電場力。

(2) q所在的B點的場強EB.

(3) 只將q換為 =4 ×10-5C的正點電荷，再求 受力及B點的場強。

(4) 將受力電荷拿去后再求B點場強。

解：(1)庫侖定律：F= = =9N 方向在A與B的連線上，且指向A。

(2)由電場強度的定義：E= 所以E= =4.5×105N/C 方向由A指向B。

(3)由庫侖定律： = =18N 方向由A指向B。

E= 方向由A指向B。

(4)因E與q無關(guān)，自然q=0也不會影響E的大小與方向，所以拿走q后場強不變。

例2 如圖5(a)所示，點電荷q與9q靜止于真空中，相距r，它們均為正電荷，求：

(1) 連線中點A的場強EA;

(2) 求場強為0的點位置。

解(1)在A點放 =1C，它受力情況如圖5(c)所示，F(xiàn)為q對 的作用力，9F為9q對 的作用力，而合力為8F方向指向q，所以

EA=8

方向：向左指向q。

(2)先分析E=0的點可能的位置范圍，因在該點放+1C時，它受力為零，所以q與9q的連線上，當(dāng)+1C作用力一定等大反向，因而兩力共線，由此可以斷定E=0的點在q與9q的連線上，當(dāng)+1C放于q以左及9q以右的連線上時，它受的兩個力都同向，因而不可能抵消，所以E=0的點一定在兩點電荷中間的連線上。

令E=0 的點O距q為x,如圖(b)所示，+1C電荷在O點受力為零，所以有

答：(1)EA= 方向指向q。

(2)E=0的點在q與9q之間，距q為r/4.

四、說明

1. 對于電場強度概念的理解注意：

(1)定義電場強度 大�。篍=

方向：與正電荷在該點受電場力方向相同

無論放正、負(fù)檢驗電荷，E的方向定義為+q受力方向，類似于電流方向定義為正電荷移動方向，無論是誰移動形成電流。

(2)電場強度為自身性質(zhì)，與檢驗電荷無關(guān)。

2. 我們研究的電荷均處于真空中，如處于空氣中可近似認(rèn)為是在真空中。

高中物理電場強度教案

一、教學(xué)目標(biāo)

1.知識目標(biāo):

(1)通過本節(jié)課的復(fù)習(xí),進(jìn)一步加深對電場概念的理解,使學(xué)生明確場的特點,描寫場的方法,并能在頭腦中建立起場的模型和圖象。

(2)加深理解場電荷、檢驗電荷的概念,深刻理解和掌握電場強度的概念。

(3)能夠運用點電荷的電場強度公式進(jìn)行簡單運算。

(4)進(jìn)一步理解和掌握電場的疊加原理,會計算簡單的點電荷組產(chǎn)生的電場。

2.能力目標(biāo):

能夠運用所學(xué)概念、公式進(jìn)行簡單運算,形成一定的解題能力。

二、教學(xué)重點、難點

1.進(jìn)一步深刻理解電場和電場強度的概念是本節(jié)課的重點。

2.熟練應(yīng)用電場強度的概念、場的疊加原理解決有關(guān)問題是本節(jié)的難點。

三、教學(xué)方法:

講練結(jié)合,啟發(fā)式教學(xué)

四、教 具:

幻燈片,上節(jié)課所用的課件

五、教學(xué)過程:

(一)復(fù)習(xí)提問

1.什么是電場?電場最基本的特性是什么?

2.用什么物理量來描述電場的強弱?是怎樣定義的?是矢量還是標(biāo)量?

3.電場強度的方向是怎樣規(guī)定的?計算公式你知道有幾個?應(yīng)用時需要注意什么?

4.什么是電場的疊加原理?

引導(dǎo)學(xué)生回答:

1.電場的概念:

(1)電場是存在于電荷周圍空間里的一種特殊物質(zhì)。

只要有電荷存在,電荷周圍就存在著電場。

(2)電場的基本性質(zhì):電場對放在其中的電荷有力的作用。

(這種力叫電場力)

2.電場強度:

(1)用電場強度來描述。定義:物理學(xué)中把放入電場中某一點的檢驗電荷受到的電場力與它的電量的比值叫做這一點的電場強度。簡稱場強。

(2)定義式:

(適用于任何電場)

(3)E的方向:

E和力F一樣,也是矢量。我們規(guī)定電場中某點的場強方向與正電荷在該點所受電場力的方向相同,那么負(fù)電荷所受電場力的方向與電場強度方向相反。

(4)E的單位:在國際單位制中E的單位: 牛/庫(N/C)

(5)E的物理意義:

①描述某點電場的強弱和方向,是描述電場力的性質(zhì)的物理量,是矢量。

②某點的場強E的大小和方向取決于電場,與檢驗電荷的正負(fù)、電量及受到的電場力F無關(guān)。

③ 只能用來量度電場強弱,而不能決定電場強弱。

④ 為定義式,適用于一切電場

3.點電荷電場的場強:

a、表達(dá)式: (此式為決定式,只適用于真空中點電荷的電場)

b、方向:若Q為正電荷,E的方向背離Q,若Q為負(fù)電荷,E的方向指向Q。

c、幾個點電荷同時存在的空間的電場疊加(場的疊加原理)

如果一個電場由n個點電荷共同激發(fā)時,那么電場中任一點的總場強將等于n個點電荷在該點各自產(chǎn)生場強的矢量和。

(應(yīng)用平行四邊形法則)

4、電場力F:

(1)概念:電場力是電荷在電場中受到電場的作用力。

(2)關(guān)系:電荷在電場中某點所受到的電場力F由電荷所帶電量q與電場在該點的電場強度E兩因素決定。即:

①大小:F=qE(電場力的決定式,F和q、E都有關(guān))

②方向:正電荷受電場力方向與E相同,負(fù)電荷受電場力方向與E相反。

5、電場強度E和電場力F是兩個不同概念

注意點:

1、對象不同

2、決定因素不同

3、方向不一定相同

4、單位不同

(二)進(jìn)行新課

1.作業(yè)講評

根據(jù)上節(jié)課學(xué)生作業(yè)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行適當(dāng)評析。

2.例題精講

帶電小球A、C相距30cm,均帶正電.當(dāng)一個帶有負(fù)電的小球B放在A、C間連線的直線上,且B、C相距20cm時,可使C恰受電場力平衡.A、B、C均可看成點電荷.

①A、B所帶電量應(yīng)滿足什么關(guān)系?

②如果要求A、B、C三球所受電場力同時平衡,它們的電量應(yīng)滿足什么關(guān)系?

學(xué)生讀題、思考,找學(xué)生說出解決方法.

通過對此題的分析和求解,可以加深對場強概念和場強疊加的理解.學(xué)生一般從受力平衡的角度進(jìn)行分析,利用庫侖定律求解.在學(xué)生解題的基礎(chǔ)上做以下分析.

分析與解:

①C處于平衡狀態(tài),實際上是要求C處在A、B形成的電場中的電場強度為零的地方.

既然C所在處的合場強為零,那么,C所帶電量的正或負(fù)、電量的多或少均對其平衡無影響.

②再以A或B帶電小球為研究對象,利用上面的方法分析和解決.

答案:①qA∶qB=9∶4,②qA∶qB∶qC=9∶4∶36.

如圖所示,半經(jīng)為r的硬橡膠圓環(huán)上帶有均勻分布的正電荷,其單位長度上的帶電量為q,現(xiàn)截去環(huán)上一小段AB,AB長為 ( << ),則剩余部分在圓環(huán)中心處O點產(chǎn)生的場強多大?方向如何?

學(xué)生思考、討論,可以請學(xué)生談他們的認(rèn)識與理解.

通過本題的求解,使學(xué)生加強對電場場強疊加的應(yīng)用能力和加深對疊加的理解.

分析與解:

解法之一,利用圓環(huán)的對稱性,可以得出這樣的結(jié)果,即圓環(huán)上的任意一小段在圓心處所產(chǎn)生的電場場強,都與相對應(yīng)的一小段產(chǎn)生的場強大小相等,方向相反,相互疊加后為零.由于AB段被截掉,所以,本來與AB相對稱的那一小段所產(chǎn)生的場強就成為了整個圓環(huán)產(chǎn)生的電場的合場強。因題目中有條件 << ,所以這一小段可以當(dāng)成點電荷,利用點電荷的場強公式可求出答案.

解法之二,將AB段看成是一小段帶正電和一小段帶負(fù)電的圓環(huán)疊放,這樣仍與題目的條件相符.而帶正電的小段將圓環(huán)補齊,整個帶電圓環(huán)在圓心處產(chǎn)生的電場的場強為零;帶負(fù)電的一小段在圓心處產(chǎn)生的場強可利用點電荷的場強公式求出,這就是題目所要求的答案.

答案: ,方向指向AB

練習(xí):如圖所示,等邊三角形ABC的邊長為a,在它的頂點B、C上各有電量為Q(>0)的點電荷.試求三角形中心處場強E的大小和方向.

學(xué)生自己練習(xí)求解,以鞏固概念.

通過此題的求解,進(jìn)一步鞏固對場強矢量性的認(rèn)識和場強疊加理解.

3.課堂練習(xí)

(1)下列說法中正確的是

A.只要有電荷存在,電荷周圍就一定存在著電場。

B.電場是一種物質(zhì),它與其他物質(zhì)一樣,是不依賴于我們的感覺而客觀存在的。

C.電荷間的相互作用是通過電場而產(chǎn)生的。

D.電場最基本的性質(zhì)是對處在它里面的電荷有力的作用。

(2)下列說法中正確的是

A.電場強度反映了電場的力的性質(zhì),因此場中某點的場強與檢驗電荷在該點所受的電場力成正比。

B.場中某點的場強等于 ,但與檢驗電荷的受力及帶電量無關(guān)。

C.場中某點的場強方向即檢驗電荷在該點的受力方向。

D.公式 和 對于任何靜電場都是適用的

(3)下列說法中正確的是

A.場強的定義式 中,F是放入電場中的電荷所受的力,q是放入電場中的電荷的電量。

B.場強的定義式 中,F是放入電場中的電荷所受的力,q是產(chǎn)生電場的電荷的電量。

C.在庫侖定律的表達(dá)式 中, 是點電荷Q2產(chǎn)生的電場在Q1處的場強的大小。

D.無論定義式 中的q值如何變化,在電場中的同一點,F與q的比值始終不變。

(4)討論電場力與電場強度的區(qū)別。

物理量

比較內(nèi)容 電場力 電場強度

別 物理意義 電荷在電場中所受的力 反映電場的力的屬性

決定因素 由電荷和電場共同決定 僅由電場自身決定

大小 F=qE E=F/q

方向 正電荷受力與E同向

負(fù)電荷受力與E同向 規(guī)定E的方向為正電荷在該點的受力方向

單位 N N/C或V/m

聯(lián)系 F=qE(普遍適用)

(三)小結(jié)與反饋練習(xí):

(1) 不能說成E正比于F,或E正比于1/q。

(2)檢驗電荷q在周圍是否產(chǎn)生電場?該電場對電源電荷Q有無作用?若有,作用力大小為多大?該點的場強又為多大?

(3)在求電場強度時,不但要計算E的大小,還需強調(diào)E的方向。

(四)作業(yè)布置:

1.為了確定電場中P點的電場強度大小,用細(xì)絲線懸掛一個帶負(fù)電荷的小球去探測。當(dāng)球在P點靜止后,測出懸線與豎直方向夾角為37°。已知P點場強方向在水平方向上,小球重力為4.0×10-3N。所帶電量為0.01C,取Sin37°=0.6,則P點的電場強度大小是多少?

2.真空中,A、B兩點上分別放置異種點電荷Q1、Q2,已知兩點電荷間引力為1N,Q1=1×10-5C,Q2=-1×10-6C。移開Q1,則Q2在A處產(chǎn)生的場強大小是___________N/C,方向是___________;若移開Q2,則Q1在B處產(chǎn)生的場強大小是____________N/C,方向是___________

3.在x軸上有兩個點電荷,一個帶正電Q1,一個帶負(fù)電-Q2,且Q1=2Q2.用E1和E2分別表示兩個電荷所產(chǎn)生的場強的大小,則在X軸上 [ ]

A.E1=E2之點只有一處,該處合場強為0

B.E1=E2之點共有兩處:一處合場強為0,另一處合場強為2E2

C.E1=E2之點共有三處:其中兩處合場強為0,另一處合場強為2E2

D.E1=E2之點共有三處:其中一處合場強為0,另兩處合場強為2E2

說明:學(xué)習(xí)本節(jié)課需要注意的問題

1.場強是表示電場強弱的物理量,因而在引入電場強度的概念時,應(yīng)該使學(xué)生了解什么是電場的強弱,同一個電荷在電場中的不同點受到的電場力的大小是不同的,所受電場力大的點,電場強。

2.應(yīng)當(dāng)使學(xué)生理解為什么可以用比值F/q來表示電場強度,知道這個比值與電荷q無關(guān),是反映電場性質(zhì)的物理量。

比值定義一個新的物理量是物理學(xué)中常用的方法,應(yīng)結(jié)合學(xué)生前面學(xué)過的類似的定義方法,讓學(xué)生領(lǐng)會電場強度的定義

[高中物理電場強度教案]