13《電場(chǎng)及其描述》教案5（魯科版選修3－1）

1、高中物理課堂教學(xué)教案 年 月 日課 題1.3 電場(chǎng)及其描述課 型新授課（2課時(shí)）教 學(xué) 目 標(biāo)1、知識(shí)與技能知道電荷相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的；理解電場(chǎng)強(qiáng)度的定義，并能用電場(chǎng)強(qiáng)度概念求點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度；電場(chǎng)疊加及知道疊加求合場(chǎng)強(qiáng)用平行四邊形定則。2、過(guò)程與方法能運(yùn)用已學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)幫助理解，遷移到新知識(shí)，體會(huì)類比遷移的方法和思路；通過(guò)實(shí)驗(yàn)及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察、分析，得出對(duì)有關(guān)現(xiàn)象的本質(zhì)認(rèn)識(shí)，學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，討論問(wèn)題作出假設(shè)并通過(guò)推理來(lái)總結(jié)得出相關(guān)結(jié)論。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，體驗(yàn)探究的過(guò)程與成功的喜悅。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)1 電場(chǎng)強(qiáng)度的定義2 電場(chǎng)疊加及知道疊加求合場(chǎng)強(qiáng)用

2、平行四邊形定則教 學(xué) 方 法 探究、講授、討論、練習(xí)教 學(xué) 手 段 演示、多媒體課件 教 學(xué) 活 動(dòng)（一）復(fù)習(xí)引入1、什么是點(diǎn)電荷？2、電荷相互作用有什么規(guī)律？ （二）新課學(xué)習(xí)一起回顧一下上節(jié)課的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題1 電荷間的相互作用力是怎么產(chǎn)生的呢？學(xué)生猜測(cè)，討論，回答（有同學(xué)提出是電場(chǎng)的存在）思考題：、電場(chǎng)看不見(jiàn)，又摸不著，我們?cè)鯓尤フJ(rèn)識(shí)它、研究它呢？學(xué)生討論回答，老師給以引導(dǎo)。電場(chǎng)的基本特征是能對(duì)處在其中的電荷有力的作用，我們可以從電場(chǎng)對(duì)電荷的力的效應(yīng)來(lái)研究電場(chǎng)的性質(zhì)。（與磁場(chǎng)類比）初中我們是怎么感受磁場(chǎng)的存在的呢？在磁場(chǎng)中放入小磁針我們也可在電場(chǎng)中放入一個(gè)類似于小磁針的物體，我們稱它為試探電荷，

3、而產(chǎn)生電場(chǎng)的那個(gè)電荷稱為場(chǎng)源電荷2、什么是場(chǎng)源電荷，什么是試探電荷Flash演示試探電荷在電場(chǎng)中不同位置的受力情況,引入下一個(gè)問(wèn)題,電場(chǎng)強(qiáng)弱. 我們先找到形成電場(chǎng)的場(chǎng)源電荷Q，又引入一個(gè)試探電荷q，q必須很小，可看成點(diǎn)電荷。而且q電量也少，不影響源電荷Q的電場(chǎng)。大家觀看演示，好，同一電荷q在源電荷Q附近，不同位置處，靜止時(shí)受力有何特點(diǎn)？ 大小一般不同 我們剛才實(shí)驗(yàn)看到的現(xiàn)象也說(shuō)明了這一點(diǎn).這又反映了什么呢?電場(chǎng)不同位置強(qiáng)弱不同這說(shuō)明電場(chǎng)不同位置對(duì)放入其中的點(diǎn)電荷產(chǎn)生作用力的性質(zhì)的強(qiáng)弱不同。問(wèn)題2如何表示一個(gè)電場(chǎng)不同位置的強(qiáng)弱呢？學(xué)生討論發(fā)言，鼓勵(lì)同學(xué)大膽猜想。 剛才，試探電荷q在不同位置受力不

4、同，那么是否電場(chǎng)力就可用來(lái)表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱呢？學(xué)生討論并說(shuō)明理由。老師創(chuàng)造情境學(xué)生分析。（1）如果在同一位置引入不同電量的試探電荷，電場(chǎng)力有什么特點(diǎn)。在距場(chǎng)源Q為r處，分別測(cè)試q、2q，所受電場(chǎng)力分別為F，2F，可見(jiàn)同一位置不同電荷受力卻不等。顯然不能用試探電荷受的力的大小表示電場(chǎng)。是什么使其受力不同呢？在這個(gè)模型中，唯一發(fā)生變化的是不影響電場(chǎng)的試探電荷。同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，盡管試探電荷不同，電場(chǎng)力不同，但F/q=2F/2q，對(duì)電場(chǎng)中的同一位置，比值相等，它反映了什么呢？怎么不因試探電荷q電量及受力F大小的影響？情境（2）請(qǐng)比較A,B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)弱q1 =110-16C，q2 =210-16CF1 =

5、310-4C ，F(xiàn)2 =410-4C 。學(xué)生計(jì)算比較 （類比）上學(xué)期，我們接觸過(guò)速度這個(gè)概念，要比較兩位同學(xué)誰(shuí)跑得快怎么看乙，看s/t，表示單位時(shí)間的位移,從而表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢（類比）對(duì)于電場(chǎng)中的A，B兩點(diǎn)，我們也用F/q,表示單位電荷量受到的電場(chǎng)力從而表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱。用字母E表示，即E=。單位：N/C。在物理學(xué)中，常常用比值定義物理量，用來(lái)表示研究對(duì)象的某種性質(zhì)。請(qǐng)大家課后總結(jié)一下你所學(xué)過(guò)的用比值法定義的幾個(gè)物理量。能不能說(shuō)電場(chǎng)強(qiáng)度E和試探電荷所受電場(chǎng)力成正比，與試探電荷的電量q成反比？電場(chǎng)強(qiáng)度E與試探電荷有關(guān)嗎？看一實(shí)例。+QAr=20cm例：真空中有一個(gè)場(chǎng)源電荷Q =1.010-8C，

6、在距離它20cm的A點(diǎn)先后分別放入三個(gè)試探電荷q1，q2，q3，請(qǐng)分別計(jì)算：a、若q1 =1.610-18C，則該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小是多少?b、若q2 =3.210-18C，則該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小是多少? c、若q1 = -110-17C，則該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小是多少?（幾個(gè)學(xué)習(xí)小組將計(jì)算結(jié)果作對(duì)比，得出結(jié)論）若在該點(diǎn)不放試探電荷，則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小又是多少呢?學(xué)生總結(jié)：電場(chǎng)強(qiáng)度反映的是電場(chǎng)本身的性質(zhì)，與放入的試探電荷無(wú)關(guān)，由電場(chǎng)本身決定。問(wèn)：電場(chǎng)強(qiáng)度有方向嗎？怎么確定它的方向？規(guī)定正電荷在電場(chǎng)某點(diǎn)受力方向即該點(diǎn)電場(chǎng)（強(qiáng)度）的方向，若試探電荷是負(fù)電荷，則受力方向正好是該點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度的反方向。物理意義是什

7、么呢？表示各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)弱。點(diǎn)電荷是最簡(jiǎn)單的場(chǎng)源電荷,問(wèn)題3真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度如何？利用電場(chǎng)強(qiáng)度定義及庫(kù)侖定律推導(dǎo)正點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中在r處某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度。學(xué)生推導(dǎo)后，E=這個(gè)表達(dá)式也從另一角度反映了電場(chǎng)強(qiáng)度E與試探電荷無(wú)關(guān)，只取決于場(chǎng)源電荷帶電量的多少及在距離場(chǎng)源電荷的位置。例 如果以Q為中心，r為半徑畫一個(gè)圓，則球面上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度有什么特點(diǎn)？問(wèn)題4: 如果場(chǎng)源電荷不止是一個(gè)點(diǎn)電荷，那么如何求電場(chǎng)中某點(diǎn)合場(chǎng)強(qiáng)？與力的合成類比，得出結(jié)論，電場(chǎng)疊加原理，平行四邊形定則。例：如圖所示，真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1 =+3.010-8C和Q2 = -3.010-8C，它們相距0.1m， A點(diǎn)與上述兩個(gè)

8、點(diǎn)電荷的距離r相等，且r = 0.1m 。求：a、電場(chǎng)中A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)；b、在A點(diǎn)放入電量q= -1 10-6C ，求它受的電場(chǎng)力的大小。Q1Q2A思考與討論：兩類常見(jiàn)的電場(chǎng)+q-q+q+q HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20Settingsmmstudy8桌面電場(chǎng)強(qiáng)度等量同種點(diǎn)電荷中垂線上的場(chǎng)強(qiáng)(6.14K).swf t _blank 等量同種點(diǎn)電荷中垂線的場(chǎng)強(qiáng) HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20Settingsmmstudy8桌面電場(chǎng)強(qiáng)度等量異種點(diǎn)電荷中垂線上的場(chǎng)強(qiáng)(6.71K).swf t _blank 等量異種點(diǎn)電

9、荷中垂線的場(chǎng)強(qiáng) 在中垂線上場(chǎng)強(qiáng)變化規(guī)律如何？學(xué)生思考討論。上圖中，在正電荷周圍電場(chǎng)中畫了很多場(chǎng)強(qiáng)矢量，從這個(gè)圖上我們可以很方便地了解正電荷周圍各點(diǎn)的電場(chǎng)分布情況，但它還不是最好的，因?yàn)殡妶?chǎng)中有無(wú)數(shù)個(gè)點(diǎn)，我們不能畫出無(wú)數(shù)個(gè)矢量，法拉第為我們提供了一種很好的方法，就是用電場(chǎng)線來(lái)形象地描述電場(chǎng)電場(chǎng)線在每一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小。（用計(jì)算機(jī)展示幾種典型電場(chǎng)線的分布圖，并介紹它們的特點(diǎn)）問(wèn)：根據(jù)我們所看到的幾種電場(chǎng)線，誰(shuí)能歸納一下電場(chǎng)線的方向有什么特點(diǎn)？教師歸納：電場(chǎng)線總是從正電荷出發(fā)，終止于負(fù)電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)，如果只有負(fù)電荷，則電場(chǎng)線來(lái)自無(wú)窮遠(yuǎn)，終止于負(fù)電荷。問(wèn)：任意兩條電場(chǎng)線都不會(huì)相交，這是為什么？教師歸納：如果相交，則交點(diǎn)就會(huì)有兩個(gè)切線方向，而同一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向是唯一的。實(shí)驗(yàn)?zāi)M以上幾種典型的電場(chǎng)線。歸納：大家要特別注意一個(gè)問(wèn)題：我們雖然可以用實(shí)驗(yàn)?zāi)M電場(chǎng)線的分布，但是，電場(chǎng)線并不是電場(chǎng)中真實(shí)存在的曲線，它只是我們?yōu)榱诵蜗蟮孛枋鲭妶?chǎng)而引入的。大家知道，法拉第首先提出了電場(chǎng)，并用電場(chǎng)線形象地描述電場(chǎng)的分布，這在物理學(xué)中是非常重要的。雖然法拉第當(dāng)時(shí)認(rèn)為電場(chǎng)線是真實(shí)的曲線，這是不對(duì)的，但是，法拉第的場(chǎng)線思想?yún)s是非常寶貴的。用場(chǎng)線來(lái)形象地描繪矢量場(chǎng)的分布這種方法一直被普遍地采用著。小結(jié)：（投影