高中物理《1.3 電場強(qiáng)度》教案 新人教版選修3-1_第1頁
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文檔簡介

1、安徽省合肥市32中高中物理選修3-11.3 電場強(qiáng)度教案教學(xué)三維目標(biāo)(一)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,知道電場是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài)2理解電場強(qiáng)度的概念及其定義式,會根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)的計算,知道電場強(qiáng)度是矢量,知道電場強(qiáng)度的方向是怎樣規(guī)定的3能根據(jù)庫侖定律和電場強(qiáng)度的定義式推導(dǎo)點(diǎn)電荷場強(qiáng)的計算式,并能用此公式進(jìn)行有關(guān)的計算4知道電場的疊加原理,并應(yīng)用這個原理進(jìn)行簡單的計算(二)過程與方法通過分析在電場中的不同點(diǎn),電場力F與電荷電量q的比例關(guān)系,使學(xué)生理解比值F/q反映的是電場的強(qiáng)弱,即電場強(qiáng)度的概念;知道電場疊加的一般方法。 (三)情感態(tài)度與價值觀培養(yǎng)學(xué)

2、生學(xué)會分析和處理電場問題的一般方法。重點(diǎn):電場強(qiáng)度的概念及其定義式難點(diǎn):對電場概念的理解、應(yīng)用電場的疊加原理進(jìn)行簡單的計算教學(xué)過程(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?(二)新課教學(xué)-第3節(jié) 電場 電場強(qiáng)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145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:

3、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(diǎn)電荷在電場中不同點(diǎn)處受到的電場力的大小或方向都可能不一樣.電場能使引入其中的導(dǎo)體產(chǎn)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象.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(diǎn)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(qiáng)度的概念:因為電場具有方向性以及各點(diǎn)強(qiáng)弱不同,所以靠成同一電荷q在電場中不同點(diǎn)受到的電場力的方向和大小不同,我們

4、用電場強(qiáng)度來表示電場的強(qiáng)弱和方向2、電場強(qiáng)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(qiáng)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-(詳見P12)注意:檢驗電荷是一種理想化模型,它是電量很小的點(diǎn)電荷,將其放入電場后對原電場強(qiáng)度無影響指出:雖然可用同一電荷q在電場中各點(diǎn)所受電場力F的大小來比較各點(diǎn)的電場強(qiáng)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(qiáng)弱實驗表明:在電場中的同一點(diǎn),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

5、用這個比值F/q來表示電場的強(qiáng)弱(2)電場強(qiáng)度定義:電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力F跟它的電荷量q的比值,叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度,簡稱場強(qiáng)用E表示。公式(大?。篍=F/q (適用于所有電場)單位:N/C 意義P13提出問題:電場強(qiáng)度是矢量,怎樣表示電場的方向呢?方向性:物理學(xué)中規(guī)定,電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向跟正電荷在該點(diǎn)所受的電場力的方向相同指出:負(fù)電荷在電場中某點(diǎn)所受的電場力的方向跟該點(diǎn)的場強(qiáng)方向相反帶領(lǐng)學(xué)生討論真空中點(diǎn)電荷周圍的電場,說明研究方法:將檢驗電荷放入點(diǎn)電荷周圍的電場中某點(diǎn),判斷其所受的電場力的大小和方向,從而得出該點(diǎn)場強(qiáng)唯一性和固定性電場中某一點(diǎn)處的電場強(qiáng)度E是唯一的,它的大小和方向

6、與放入該點(diǎn)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(diǎn)對應(yīng)著的電場強(qiáng)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(diǎn)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(diǎn)電荷周圍的電場、電場強(qiáng)度的疊加(1)點(diǎn)電荷周圍的電場大?。篍=kQ/r2 (只適用于點(diǎn)電荷的電場)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(參見課本圖147)說明:公式E=kQ/r2中的Q是場源電荷的電量,r是場中某點(diǎn)到場源電荷的距離從而使學(xué)生理解:空間某點(diǎn)的場強(qiáng)是由產(chǎn)生電場的場源電荷和該點(diǎn)距場源電荷的

7、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(diǎn)電荷同時存在,此時各點(diǎn)的場強(qiáng)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(qiáng)度的疊加原理:某點(diǎn)的場強(qiáng)等于該點(diǎn)周圍各個電荷單獨(dú)存在時在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和先分析方法(P13-14)后舉例:先在同一直線再不在同一直線。例如:課本圖1.3-3中P點(diǎn)的場強(qiáng),等于Q1在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)E1和Q2在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)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(diǎn)電荷組成的利用點(diǎn)電荷場強(qiáng)的計算公式及疊加原理就可以計算出其周圍各點(diǎn)場強(qiáng)【例題】(課本P9例題演變)在真空中有兩個點(diǎn)電荷Q1×10-

8、8C和Q2×10-8C,它們相距,求電場中A點(diǎn)的場強(qiáng)A點(diǎn)與兩個點(diǎn)電荷的距離相等,r=分析:點(diǎn)電荷Q1和Q2的電場在A點(diǎn)的場強(qiáng)分別為E1和E2,它們大小相等,方向如圖所示,合場強(qiáng)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°/r2×104N/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(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場相同,球外各點(diǎn)和電場強(qiáng)度一樣即:E=kQ/r2組織學(xué)生討論課本中的【說一說】,由學(xué)生討論后歸納

9、:(1)關(guān)于靜電平衡(2)靜電平衡后導(dǎo)體內(nèi)部電場的特點(diǎn):處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零(注意:這時的場強(qiáng)是合場強(qiáng),即外電場和感應(yīng)電場的疊加)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上。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(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向。(2)電場線的基本性質(zhì)電場線上每點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向.電場線的疏密反映電場強(qiáng)度的大小(疏弱密強(qiáng)).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.任意兩條電場線不會在無電荷處相交(包括相切)介紹各種點(diǎn)電荷電場線的分布情況?!狙菔尽磕M電

10、場線指出: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(qiáng)電場(1)定義:電場中各點(diǎn)場強(qiáng)的大小相等、方向相同的電場就叫勻強(qiáng)電場.(2)勻強(qiáng)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(qiáng)電場.如圖14.3-1.常見電場的電場線電場電場線圖樣簡要描述正點(diǎn)電荷發(fā)散狀負(fù)點(diǎn)電荷會聚狀等量同號電荷相斥狀等量異號電荷相吸狀勻強(qiáng)電場平行的、等間距的、同向的直線(三)【小結(jié)】對本節(jié)內(nèi)容做簡要的小結(jié)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

11、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(qiáng)度反映了電場的力的性質(zhì),因此場中某點(diǎn)的場強(qiáng)與檢驗電荷在該點(diǎn)所受的電場力成正比B電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)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(diǎn)的場強(qiáng)方向即檢驗電荷在該點(diǎn)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(qiáng)的定義式E=F/q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(qiáng)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

12、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(diǎn)電荷q1處的場強(qiáng)大小,此場對q1作用的電場力F=q1kq2/r2,同樣kq1/r2是電荷q1產(chǎn)生的電場在點(diǎn)電荷q2處的場強(qiáng)的大小,此場對q2作用的電場力F=q2kq1/r2D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(diǎn),F(xiàn)與q的比值始終不變4討論電場力與電場強(qiáng)度的區(qū)別于聯(lián)系作業(yè)復(fù)習(xí)本節(jié)課文思考課本P16問題與練習(xí)第(1)、(3)、(4)、(5)、(7)題參考題在電場中某一點(diǎn),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(diǎn)的場強(qiáng)向右,當(dāng)放入負(fù)

13、電荷時,該點(diǎn)的場強(qiáng)向左B只有在該點(diǎn)放入電荷時,該點(diǎn)才有場強(qiáng)C該點(diǎn)的場強(qiáng)方向一定向右D以上說法均不正確真空中,兩個等量異種點(diǎn)電荷電量數(shù)值均為q,相距r兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)處的電場強(qiáng)度的大小為: AB2kq/r2 C4k/r2 D8kq/r23真空中,A,B兩點(diǎn)上分別設(shè)置異種點(diǎn)電荷Q1、Q2,已知兩點(diǎn)電荷間引力為10N,Q1×10-2C,Q2×10-2C則Q2在A處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小是_N/C,方向是_;若移開Q2,則Q1在B處產(chǎn)生的場強(qiáng)的大小是_N/C,方向是_說明1電場強(qiáng)度是表示電場強(qiáng)弱的物理量,因而在引入電場強(qiáng)度的概念時,應(yīng)該使學(xué)生了解什么是電場的強(qiáng)弱,同一個電荷在電場中的不同點(diǎn)受到的電場力的大小是不同的,所受電場力大的點(diǎn),電場強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度的定義3應(yīng)當(dāng)要求學(xué)生確切地理解E=F/q

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