93電場電場強度教學(xué)設(shè)計-高二上學(xué)期物理人教版

《電場電場強度》教學(xué)設(shè)計教材及學(xué)情分析一、教材分析本節(jié)內(nèi)容是人教版（2019）高中物理必修第三冊第九章《靜電場及其應(yīng)用》的第3節(jié)《電場電場強度》。電場是電學(xué)的核心概念之一，在整個高中物理知識體系中占據(jù)著極為重要的地位。它是在學(xué)生學(xué)習(xí)了電荷、庫侖定律等知識的基礎(chǔ)上，對靜電現(xiàn)象的進一步深入研究，同時也是后續(xù)學(xué)習(xí)電勢、電容、帶電粒子在電場中的運動等內(nèi)容的關(guān)鍵基石。教材先從電荷之間的相互作用引入，引導(dǎo)學(xué)生思考電荷間作用力的傳遞方式，從而引出電場的概念，讓學(xué)生認識到電場是一種特殊的物質(zhì)。接著，為了描述電場的強弱和方向，教材引入了電場強度這一物理量，并通過探究實驗和理論推導(dǎo)，得出電場強度的定義式、點電荷電場強度的表達式等。教材內(nèi)容編排注重從現(xiàn)象到本質(zhì)、從定性到定量的思維過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和探究能力，同時也讓學(xué)生體會到物理知識之間的緊密聯(lián)系和邏輯關(guān)系。二、學(xué)情分析從知識儲備來看，學(xué)生在之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了力學(xué)中的力的概念、牛頓運動定律等知識，對力的基本性質(zhì)和作用效果有了一定的理解，并且學(xué)習(xí)了電荷、庫侖定律等電學(xué)基礎(chǔ)知識，這為學(xué)習(xí)電場和電場強度提供了一定的知識基礎(chǔ)。然而，電場是一種看不見、摸不著的特殊物質(zhì)，電場強度的概念較為抽象，對于學(xué)生來說理解起來具有一定的難度。學(xué)生在理解電場的物質(zhì)性以及如何通過電場強度來定量描述電場的性質(zhì)方面，可能會存在認知障礙。同時，在將電場強度的概念應(yīng)用到實際問題的分析和解決中，學(xué)生也需要一定的引導(dǎo)和訓(xùn)練。教學(xué)目標(biāo)1.

學(xué)生能夠準(zhǔn)確闡述電場的概念，理解電場是一種客觀存在的特殊物質(zhì)，知道電場的基本性質(zhì)是對放入其中的電荷有力的作用。2.

深入理解電場強度的定義、定義式、單位，會根據(jù)電場強度的定義式進行簡單的計算。掌握點電荷電場強度的表達式，并能運用其分析相關(guān)問題。理解電場強度的矢量性，會根據(jù)電場強度的疊加原理計算多個點電荷產(chǎn)生的電場的合場強。3.

通過探究實驗，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動手能力和邏輯思維能力。能夠運用電場強度的知識解決簡單的實際問題，如分析帶電粒子在電場中的受力情況等，提高學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力。教學(xué)重點1.

電場強度的概念、定義式及點電荷電場強度的表達式。電場強度是描述電場性質(zhì)的重要物理量，理解其概念和相關(guān)表達式是掌握電場知識的關(guān)鍵，學(xué)生需要清晰地理解各個表達式的物理意義、適用條件等。2.

電場強度的矢量性和電場強度的疊加原理。電場強度不僅有大小，還有方向，其矢量性是學(xué)生理解的難點之一。電場強度的疊加原理涉及到多個電場的合成，對于學(xué)生的空間想象能力和數(shù)學(xué)運算能力有一定的要求，需要通過實例和練習(xí)幫助學(xué)生掌握。教學(xué)難點1.

對電場概念的理解，電場作為一種特殊的物質(zhì)，看不見、摸不著，學(xué)生難以直觀感受，需要引導(dǎo)學(xué)生通過類比、推理等方法建立對電場的正確認識。2.

理解電場強度的定義方法及比值定義法的含義。電場強度的定義式是通過比值定義法得出的，學(xué)生對于這種定義物理量的方法可能不太熟悉，理解起來存在一定難度，需要深入講解其定義的科學(xué)性和合理性。教學(xué)過程教學(xué)模塊活動設(shè)計設(shè)計意圖一、情境導(dǎo)入展示實驗：用絲綢摩擦過的玻璃棒靠近碎紙屑，觀察到碎紙屑被玻璃棒吸引。引導(dǎo)學(xué)生思考：玻璃棒并沒有直接接觸碎紙屑，為什么碎紙屑會被吸引呢？是不是存在一種看不見的“東西”在起作用呢？進一步展示實驗：在兩個帶異種電荷的小球之間放一些碎頭發(fā)屑，觀察頭發(fā)屑的分布情況。提問學(xué)生：從這些現(xiàn)象中能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律，這種現(xiàn)象背后可能隱藏著什么物理原理呢？通過展示有趣的靜電實驗現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，讓學(xué)生從熟悉的生活場景和實驗現(xiàn)象入手，自然地引出本節(jié)課的主題——電場。引導(dǎo)學(xué)生觀察和思考，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和提出問題的能力，同時讓學(xué)生意識到物理知識與生活實際緊密相連，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。二、新課教學(xué)講解電場的概念：在學(xué)生思考和討論后，給出電場的定義：電荷周圍存在著一種特殊的物質(zhì)，這種物質(zhì)叫做電場。電場是客觀存在的，雖然我們看不見、摸不著它，但可以通過它對放入其中的電荷有力的作用這一性質(zhì)來感知它的存在。舉例說明：以兩個帶異種電荷的小球為例，當(dāng)一個小球靜止在另一個小球產(chǎn)生的電場中時，它會受到電場力的作用。就像地球周圍存在著引力場，物體在引力場中會受到重力一樣，電荷在電場中會受到電場力。通過這樣的類比，讓學(xué)生更好地理解電場的物質(zhì)性。通過具體的例子和類比，讓學(xué)生對電場的概念有更直觀的認識，理解電場是一種特殊的物質(zhì)，以及電場對電荷有力的作用這一基本性質(zhì)，為后續(xù)學(xué)習(xí)電場強度奠定基礎(chǔ)。三、深入探究電場強度提出問題：電場對電荷有力的作用，那么不同位置的電場對電荷的作用力大小和方向是否相同呢？如何描述電場的強弱和方向呢？引導(dǎo)學(xué)生大膽猜想，可能的猜想有：電場的強弱與電荷的電量有關(guān)、與電荷之間的距離有關(guān)等。實驗設(shè)計：展示實驗器材，包括帶正電的小球（作為場源電荷）、檢驗電荷（帶電量較小的小球）、絕緣支架等。介紹實驗裝置，將帶正電的場源電荷固定在某一位置，把檢驗電荷放在不同位置，觀察檢驗電荷的受力情況。進行實驗：1.

保持檢驗電荷的電量不變，改變檢驗電荷在場源電荷周圍的位置，觀察檢驗電荷所受電場力的大小和方向的變化。發(fā)現(xiàn)離場源電荷越近，檢驗電荷所受電場力越大；離場源電荷越遠，檢驗電荷所受電場力越小，且電場力的方向會隨著位置的變化而變化。2.

保持檢驗電荷的位置不變，改變檢驗電荷的電量，觀察電場力的變化。發(fā)現(xiàn)電場力的大小與檢驗電荷的電量成正比。分析數(shù)據(jù)與得出結(jié)論：組織學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象進行分析討論，引導(dǎo)學(xué)生得出：電場中某點的電場強弱與檢驗電荷的電量無關(guān)，而與場源電荷以及該點在場源電荷周圍的位置有關(guān)。為了描述電場的強弱和方向，引入電場強度這一物理量。電場強度的定義為：放入電場中某點的電荷所受的電場力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點的電場強度，用E表示，定義式為E=F/q。電場強度的單位是牛每庫，符號是N/C。強調(diào)電場強度是矢量，其方向與正電荷在該點所受電場力的方向相同，與負電荷在該點所受電場力的方向相反。通過實驗探究，讓學(xué)生親身體驗科學(xué)研究的過程，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動手能力、分析問題和解決問題的能力。在實驗過程中，學(xué)生通過自己的操作和思考得出電場強度的定義，能夠更深刻地理解電場強度的概念，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究精神和實事求是的科學(xué)態(tài)度。四、點電荷的電場強度理論推導(dǎo)：對于一個點電荷Q產(chǎn)生的電場，根據(jù)庫侖定律F=kQq/r2，將其代入電場強度的定義式E=F/q中，可得點電荷Q在距離它r處的電場強度表達式為E=kQ/r2，其中k是靜電力常量。分析表達式：引導(dǎo)學(xué)生分析點電荷電場強度表達式的物理意義和適用條件。讓學(xué)生明白該表達式表明點電荷電場強度的大小與點電荷的電量成正比，與距離點電荷的距離的平方成反比。同時強調(diào)該表達式只適用于真空中點電荷產(chǎn)生的電場。通過理論推導(dǎo)，讓學(xué)生了解點電荷電場強度表達式的由來，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。深入分析表達式，幫助學(xué)生理解點電荷電場強度的特點和適用范圍，加深學(xué)生對電場強度概念的理解。五、電場強度的疊加提出問題：如果空間中存在多個點電荷，那么某點的電場強度如何確定呢？引導(dǎo)學(xué)生思考多個電場同時存在時的情況。實驗演示：在水平桌面上放置兩個帶正電的小球A和B，在它們中間某位置放一個檢驗電荷。觀察檢驗電荷的受力情況，發(fā)現(xiàn)檢驗電荷所受電場力是A、B兩個點電荷產(chǎn)生的電場對它作用力的合力。講解疊加原理：電場強度是矢量，當(dāng)空間中存在多個點電荷時，某點的電場強度等于各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和，這就是電場強度的疊加原理。舉例計算：假設(shè)有兩個點電荷Q1和Q2，分別在某點產(chǎn)生的電場強度大小為E1和E2，方向相互垂直。根據(jù)平行四邊形定則，計算該點的合場強大小為E=√(E12+E22)，方向根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系確定。通過實驗演示和舉例計算，讓學(xué)生直觀地理解電場強度的疊加原理，掌握多個點電荷產(chǎn)生電場時合場強的計算方法。培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和運用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力。六、知識應(yīng)用例題講解：已知在電場中某點放入一個電荷量為3×10??C的正電荷，它受到的電場力為6×10??N，求該點的電場強度大小和方向。如果在該點放入一個電荷量為2×10??C的負電荷，它受到的電場力為多大，方向如何？引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)電場強度的定義式進行計算，先求出電場強度大小E=F/q=6×10??N/3×10??C=200N/C，方向與正電荷所受電場力方向相同。再根據(jù)F=Eq計算負電荷所受電場力大小為F=200N/C×2×10??C=4×10??N，方向與電場強度方向相反。生活實例分析：讓學(xué)生列舉生活中與電場強度相關(guān)的例子，如靜電除塵、靜電復(fù)印等。以靜電除塵為例，分析在靜電除塵器中，電場強度的分布情況以及帶電塵埃在電場中的受力和運動情況，從而達到除塵的目的。然后共同分析這些例子中電場強度的知識是如何體現(xiàn)的。通過例題講解和生活實例分析，讓學(xué)生學(xué)會運用電場強度的知識解決實際問題，加深對知識的理解和掌握。同時，讓學(xué)生感受到物理知識在生活中的廣泛應(yīng)用，提高學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的意識。七、總結(jié)歸納引導(dǎo)回顧：引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)的主要內(nèi)容，包括電場的概念、電場強度的定義、定義式、單位、點電荷電場強度的表達式、電場強度的矢量性、電場強度的疊加原理等。強調(diào)重點：重點強調(diào)電場強度的概念和相關(guān)表達式，以及電場強度的矢量性和疊加原理。提醒學(xué)生注意電場強度的定義式和點電荷電場強度表達式的適用條件。學(xué)生總結(jié)：請幾位學(xué)生站起來總結(jié)本節(jié)課的收獲，教師進行補充和完善。通過課堂小結(jié)，幫助學(xué)生梳理知識脈絡(luò)，鞏固所學(xué)知識，強化重點內(nèi)容。讓學(xué)生自己總結(jié)收獲，能夠培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)能力和語言表達能力，同時也能讓教師了解學(xué)生對知識的掌握情況。八、當(dāng)堂檢測選擇題：下列關(guān)于電場強度的說法正確的是（）A.電場強度與檢驗電荷所受電場力成正比，與檢驗電荷的電荷量成反比B.電場強度的方向與正電荷所受電場力的方向相同C.點電荷產(chǎn)生的電場強度與點電荷的電量無關(guān)D.電場強度是標(biāo)量，只有大小沒有方向填空題：在真空中，一個點電荷的電量為Q=2×10??C，在距離它r=0.1m處的電場強度大小為______N/C（k=9×10?N·m2/C2）。簡答題：空間中有兩個點電荷A和B，電荷量分別為+3×10??C和2×10??C，它們相距0.2m。求在它們連線的中點處的電場強度大小和方向。通過當(dāng)堂檢測，及時了解學(xué)生對本節(jié)課知識的掌握程度，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中存在的問題和不足，以便教師在后續(xù)教學(xué)中進行有針對性的輔導(dǎo)和強化訓(xùn)練。同時，也能讓學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)情況有一個清晰的認識，明確自己的努力方向。【板書設(shè)計】電場電場強度1.

電場（1）定義：電荷周圍存在的特殊物質(zhì)（2