《電場強度》教學(xué)設(shè)計

1、電場強度教學(xué)設(shè)計亳州二中 陳紅軍【教材分析】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

2、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?！緦W(xué)情分析】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。【設(shè)計思路】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)M和定量分析的方法探究描述電場強弱的物理量。3通過練

3、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。【教學(xué)目標(biāo)】一、知識與技能1了解物理學(xué)史上對電荷間相互作用力的認(rèn)識過程。2知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的，電場是客觀存在的一種特殊的形態(tài)。3理解電場強度的概念及其定義，會根據(jù)電場強度的定義進行有關(guān)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(guī)定的。4能根據(jù)庫侖定律和電場強度的定義推導(dǎo)點電荷場強的計算式，并能用此公式進行有關(guān)的計算。5知道場強的疊加原理，并能應(yīng)用這一原理進行簡單的計算。二、過程與方法1經(jīng)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(lǐng)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

4、、類比法等物理 學(xué)研究方法。三、情感態(tài)度與價值觀1體驗探究物理規(guī)律的艱辛與喜悅。2學(xué)習(xí)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的態(tài)度?！窘虒W(xué)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(jù)電場強度的定義進行有關(guān)的計算。【教學(xué)難點】探究描述電場強弱的物理量。【教學(xué)時間】1課時【教學(xué)用具】多媒體課件【教學(xué)設(shè)計】教師活動學(xué)生活動設(shè)計思想達到目標(biāo)提問回顧引入展示課件問題引入課題：1兩個點電荷間產(chǎn)生作用力，需要直接接觸嗎？2兩個點電荷間的作用力，是如何產(chǎn)生的？（電荷間的作用力是通過什么物質(zhì)傳遞的？是超距離作用嗎？）3教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀教：材科學(xué)漫步“法拉第和場的概念”1 學(xué)生思考問題并進行解答。答：電荷間產(chǎn)生

5、作用力，不需要直接接觸。2明確所要研究的任務(wù)。通過閱讀培養(yǎng)學(xué)生閱讀、汲取信息的能力；初步了解場的概念。3電荷間的作用力是通過電場傳遞的。1通過問題置引導(dǎo)學(xué)生思考：電荷間產(chǎn)生作用力，不需要直接接觸。引入課題。2激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望和好奇心。培養(yǎng)學(xué)生閱讀和獨立思考問題的能力3通過對物理學(xué)史的了解，體會科學(xué)家科學(xué)研究的艱辛及成功的喜悅。認(rèn)識電場一認(rèn)識電場1 教師啟發(fā)引導(dǎo)：電場是什么？2 教師：場是一種“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”概念：電場是存在于電荷周圍的一種特殊的物質(zhì)。教師：

6、場與實物是物質(zhì)存在的兩種不同形式。3 課件展示：電荷之間通過電場相互作用教師：任何物體間力的作用都要通過物質(zhì)傳遞1學(xué)生閱讀思考，并進行解答。答：電場是一種“物質(zhì)”2進一步明確理解電場的概念。體會“電場”與通常物質(zhì)的相同與不同之處。3理解電場是傳遞電荷之間相互作用的物質(zhì)。1培養(yǎng)學(xué)生從閱讀中獲取知識， 并進行深入分析歸納的能力。2通過理解場與實物是物質(zhì)存在的兩種不同形式，使同學(xué)們認(rèn)識到隨著科學(xué)的不斷進步，人類對物質(zhì)形態(tài)的認(rèn)識也在不斷深入。3體會任何物體間力的作用都要通過物質(zhì)傳遞。教師活動學(xué)生活動設(shè)計思想達到目標(biāo)尋找探究電場的工具：試探電荷二電場強度（1）試探電荷和場源電荷1教師提問：若你看不見帶電

7、體，你如何知道空間是否存在電場呢？ 教師：對！把電荷放入電場中，通過研究電荷所受力的情況，才有可能了解電場的性質(zhì)。 總結(jié)：電場對放入其中的其他電荷具有力的作用。在研究電場的性質(zhì)時，可從靜電力入手。教師：上圖中的帶電小球是用來檢驗電場是否存在及強弱分布情況的，稱為試探電荷，或檢驗電荷； 被檢驗的電場是帶電金屬球O所激發(fā)的，金屬球O所帶的電荷稱為場源電荷，或源電荷。2 討論： 試探電荷帶電太多，或體積太大好不好？教師總結(jié)明確答案。1 學(xué)生思考回答。答：用帶電小球放在空間，觀察它是否受力的作用而偏轉(zhuǎn)。學(xué)生思考，體會試探電荷，場源電荷的概念。明確研究電場的方法利用試探電荷所受的力來研究電場的性質(zhì)2學(xué)生

8、思考回答。答：體積太大無法研究電場中某點的性質(zhì)。試探電荷帶電太多，會影響場源電荷的電場。1使學(xué)生認(rèn)識到用帶電小球可檢驗電場是否存在。激發(fā)學(xué)生探究電場的熱情為引入試探電荷的概念作鋪墊。2.通過設(shè)疑使學(xué)生明確研究電場的方法：利用試探電荷所受的力F來研究電場的性質(zhì)探究電場的強弱與哪些因素有關(guān)（2）探究電場的強弱可能與哪些因素有關(guān)1 教師設(shè)疑：把電荷放入電場中不同的地方，所受力一般不同，說明什么問題？2教師:電場的強弱與哪些因素有關(guān)呢？如何描述電場的強弱呢？ 請同學(xué)們展開討論。教師歸納學(xué)生猜想及設(shè)計的方案：探究方案：采用控制變量法，把試探電荷放入電場中，逐一改變場源電荷的電荷量，試探電荷放入電場中的位

9、置，試探電荷的電荷量，觀察試探電荷所受的力是否改變3.利用課件模擬探究過程：課件展示：模擬實驗的動畫演示 試探電荷放在同一位置逐漸增加場源電荷的電量觀察試探電荷所受的力（通過小球的偏轉(zhuǎn)反映）。觀察現(xiàn)象，能的到什么結(jié)論？把同一試探電荷放在不同位置觀察試探電荷所受的力大小及方向。觀察現(xiàn)象，能的到什么結(jié)論？教師總結(jié)：電場中某點的強弱與場源電荷的電荷量及離源電荷的距離有關(guān)。把電荷量不同的試探電荷放在同一位置（A）觀察所受的力，教師展示圖片（1）教師:上述實驗?zāi)芊裾f明放入的試探電荷電量越大,則A處的電場越強?教師:這里用試探電荷所受的力F并不能反映電場的強弱.1學(xué)生思考回答： 說明電場中不同的地方電場的

10、強弱不同。2.同學(xué)們思考討論猜想，設(shè)計探究方案。答：電場的強弱可能與場源電荷，各點的位置，及試探電荷都有關(guān)?？偨Y(jié)探究方案明確探究的步驟3.學(xué)生通過觀察實驗現(xiàn)象，思考歸納總結(jié)實驗結(jié)論。學(xué)生回答：與源電荷的電荷量有關(guān),源電荷的電荷量增加,同一位置的電場變強.學(xué)生回答: 電場中不同位置電場強弱不同。學(xué)生回答: 把電荷量不同的試探電荷放在同一位置所受的力不同.學(xué)生回答：不能因為同一位置的電場應(yīng)該是不同的.體會力并不是反映電場強弱的物理量.1學(xué)習(xí)擬定簡單的科學(xué)研究的計劃和實驗方案，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗，探究實驗的能力，獨立思考與集體協(xié)作相結(jié)合。激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣，加深對電場強度的理解。2討論電場的強弱與哪些

11、因素有關(guān)，使學(xué)生對電場強弱有一個感性認(rèn)識。培養(yǎng)學(xué)生的分析問題的能力。3.通過實驗的探究結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生的觀察，歸納實驗結(jié)論的能力。培養(yǎng)學(xué)生從物理現(xiàn)象和實驗探究中發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律的習(xí)慣，使學(xué)生認(rèn)識到實驗、分析，論證在科學(xué)探究中的重要性。能從實驗現(xiàn)象中歸納出實驗結(jié)論.體會電場強弱與源電荷的電荷量離源電荷的距離有關(guān)。.通過實驗使同學(xué)們意識到試探電荷所受的力F并不能反映電場的強弱.為后面的探究打下基礎(chǔ).探究描述電場強弱的物理量（3）探究描述電場強弱的物理量1.討論：我們用什么物理量來表示電場的強弱呢？教師提示:這個物理量是來表示電場的強弱的,與試探電荷無關(guān).師生共同分析: 把放在A處的試探電荷+q,換成2+

12、q,3+q,則試探電荷所受的力由F1變成2F1,3F1.但F/q 的比值不變,恰與試探電荷無關(guān).教師展示圖片（2）2.我們把上述實驗通過表格定量地分析：（多媒體展示表格）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。學(xué)生回答后依次填入：F1、F2、F3及F1F2F3；2F1、3F1、等。表一：（A位置）根據(jù)圖片（1）填寫試探電荷q2q3q靜電力F12F13F1表二：（B位置）根據(jù)圖片（2）填寫試探電荷q2q3q靜電力F22F23F2教師：分析表1或表2 你能地出什么結(jié)論？ 對比表1和表2 你又能地出什么結(jié)論？教師：回答很好!師生共同小結(jié)：F/q比值由

13、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)中我們把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。1.學(xué)生思考:用什么物理量來表示電場的強弱.學(xué)生思考;F/q 的比值不變,恰與試探電荷無關(guān).能否反映電場的強弱.（學(xué)生思考并交流討論）初步了解同一位置F/q比值相同,不同位置F/q比值不同.2.學(xué)生觀察實驗分析數(shù)據(jù)，總結(jié)結(jié)論，回答問題。答: 根據(jù)表一 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）根據(jù)表一和表二 在電場中不同位置比值F/q一般不同。1.明確探究目的，使學(xué)生有意識的尋找一個試探電

14、荷無關(guān)且能表示電場的強弱的物理量.通過實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生具有透過現(xiàn)象抓住事物本質(zhì)的能力。2.通過表格定量地分析,探討F/q比值,能否描述電場的強弱；從而讓學(xué)生親歷探究的過程,培養(yǎng)學(xué)生,處理數(shù)據(jù)歸納實驗結(jié)論的能力.通過適當(dāng)激勵評價使學(xué)生體驗成就感，達成情感價值標(biāo)使學(xué)生明白：F /q才是反映電場 性質(zhì)的物理量。電場強度（4）電場強度（課件）1定義：在物理學(xué)中我們把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公式： 教師：電場強度是描述電場的物理量，大小只與源電荷和位置有關(guān)，與試探電荷無關(guān)。教師：從它的定義，電場強度的單位是什么？單位：N/C或V/m，1N/C1V/m

15、3比值定義法教師：在物理學(xué)中，常常用比值定義物理新的量，用來表示研究象的某種性質(zhì)。 以前我們還學(xué)過哪些物理量是用比值法來定義的？4電場強度的方向教師課件：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(biāo)量？教師：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？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？5.練習(xí):標(biāo)出A,B兩點的電場方向.1初步理解電場強度的概念，知道它是描述電場的物理量。2。明白公式中每個物理量的含義及單位。3.學(xué)生回答：密度，速度等概念都是通過兩個物理量的比值引入的。3 學(xué)生

16、閱讀教材電場方向的規(guī)定。學(xué)生回答：矢量學(xué)生回答：與負電荷在電場中某點所受靜電力的方向相反。5.完成練習(xí),能確定電場的方向.1通過探究過程，使學(xué)生明白：電場強度與試探電荷無關(guān)。2對公式的理解，不能純粹從數(shù)學(xué)角度理解。3使學(xué)生初步體會比值定義法在物理學(xué)習(xí)中的重要應(yīng)用.4能根據(jù)試探電荷所受的力確定電場強度的方向。5通過練習(xí)使學(xué)生能熟練確定，電場中某點的方向，為后面電場線的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。點電荷電場的場強大小與方向三。點電荷的電場強度點電荷是最簡單的場源電荷。設(shè)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. 點電荷的電場思考：試用所學(xué)的知識推導(dǎo)A點的場強的大小，并確定場

17、強的方向.教師可適當(dāng)提示：先計算F，再計算E。（多媒體動畫演示公式的推導(dǎo)及方向的確定方法）教師：電場強度與產(chǎn)生它的場源電荷有什么關(guān)系呢？場員源電荷的電荷量為Q，與之相距r的試探電荷量為q，根據(jù)庫侖定律，試探電荷所受的力為F=kQq/r2如下圖：依據(jù) 可得 2兩公式的適用條件。辨析和的關(guān)系，強調(diào)的適用條件。3.電場疊加原理 教師：若場源電荷不止一個，如何來確定電場中某點的場強？（請兩位同學(xué)板演）4.教師：根據(jù)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(chǎn)生電場的場強如何確定？教師：根據(jù)以上方法，同學(xué)們設(shè)想一下一個半徑為R的均勻帶電球體（或球殼）外部產(chǎn)生電場的場強，如何求解？教師總結(jié)：等

18、效成電荷量集中于球心的點電荷。師生共同總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容。作業(yè)：課本14頁第123題。1學(xué)生回答：學(xué)生自己推導(dǎo)點電荷的電場強度的計算式。2. 通過對公式的推導(dǎo)過程,體會它的適用范圍,僅適用與點電荷.3.學(xué)生回答：先求Q1和Q2分別在C處產(chǎn)生的電場E1，E1。再利用平行四邊形定則求合電場。（同學(xué)板演）4.學(xué)生思考后回答：無限等分成若干個點電荷。總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容1. 先讓學(xué)生自己推導(dǎo)點電荷的電場強度的計算式， 以師生互動的方式培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)生計算及推理能力。并能加深對公式的理解.2讓學(xué)生自己推導(dǎo)點電荷電場的計算公式，不僅使學(xué)生記憶深刻，而且使學(xué)生能夠體會成功的喜悅。充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。3使學(xué)生進一步理解矢量疊加原理的應(yīng)用。4把復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化為簡單的物理模型，是物理學(xué)中常用的解決問題的辦法。歸納總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，使知識點明確。板書設(shè)計 一、認(rèn)識電場客觀存在的一種特殊的物質(zhì)。二、電場強度1定義：