廣東省東莞市高中物理 第一章 電場(chǎng) 1.3 電場(chǎng)強(qiáng)度教案 粵教版選修3-1

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精1。3 電場(chǎng)強(qiáng)度教學(xué)三維目標(biāo)（一)知識(shí)與技能1知道電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的，知道電場(chǎng)是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài)2理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及其定義式,會(huì)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算，知道電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，知道電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是怎樣規(guī)定的3能根據(jù)庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式推導(dǎo)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式,并能用此公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算4知道電場(chǎng)的疊加原理，并應(yīng)用這個(gè)原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算（二）過(guò)程與方法通過(guò)分析在電場(chǎng)中的不同點(diǎn)，電場(chǎng)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(chǎng)的強(qiáng)弱,即電場(chǎng)強(qiáng)度的概念；知道電場(chǎng)疊加的一般方法。 （三)情感態(tài)度與價(jià)值觀培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)分析和處

2、理電場(chǎng)問(wèn)題的一般方法。重點(diǎn)：電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及其定義式難點(diǎn):對(duì)電場(chǎng)概念的理解、應(yīng)用電場(chǎng)的疊加原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算教學(xué)過(guò)程（一）引入新課問(wèn)題引入：電荷間的相互作用力是怎樣產(chǎn)生的？（二）新課教1、電場(chǎng): 啟發(fā)學(xué)生從哲學(xué)角度認(rèn)識(shí)電場(chǎng)，理解電場(chǎng)的客觀存在性，不以人的意識(shí)為轉(zhuǎn)移，但能為人的意識(shí)所認(rèn)識(shí)的物質(zhì)屬性利用課本圖145說(shuō)明：電荷a和b是怎樣通過(guò)電場(chǎng)與其他電荷發(fā)生作用電荷a對(duì)電荷b的作用,實(shí)際上是電荷a的電場(chǎng)對(duì)電荷b的作用；電荷b對(duì)電荷a的作用，實(shí)際上是電荷b的電場(chǎng)對(duì)電荷a的作用（1）電荷之間的相互作用是通過(guò)特殊形式的物質(zhì)電場(chǎng)發(fā)生的，電荷的周圍都存在電場(chǎng)。特殊性:不同于生活中常見(jiàn)的物質(zhì)，看不見(jiàn)，摸不著，

3、無(wú)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(chǎng)中的任何帶電體都將受到電場(chǎng)力的作用，且同一點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中不同點(diǎn)處受到的電場(chǎng)力的大小或方向都可能不一樣.電場(chǎng)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(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力將對(duì)帶電體做功，這表示電場(chǎng)具有能量.可見(jiàn),電場(chǎng)具有力和能的特征提出問(wèn)題：同一電荷q在電場(chǎng)中不同點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的方向和大小一般不同,這是什么因素造成的?引出電場(chǎng)強(qiáng)度的概念：因?yàn)殡妶?chǎng)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(chǎng)中不同點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的方向和大小不同，我們用電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向2、電

4、場(chǎng)強(qiáng)度（e）:由圖1。2-1可知帶電金屬球周圍存在電場(chǎng)。且從小球受力情況可知，電場(chǎng)的強(qiáng)弱與小球帶電和位置有關(guān)。引出試探電荷和場(chǎng)源電荷-（1） 關(guān)于試探電荷和場(chǎng)源電荷-（2） 注意：檢驗(yàn)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(chǎng)后對(duì)原電場(chǎng)強(qiáng)度無(wú)影響指出：雖然可用同一電荷q在電場(chǎng)中各點(diǎn)所受電場(chǎng)力f的大小來(lái)比較各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)弱，但是電場(chǎng)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(chǎng)力的大小表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱實(shí)驗(yàn)表明:在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)，電場(chǎng)力f與電荷電量q成正比,比值f/q由電荷q在電場(chǎng)中的位置所決定，跟電荷電量無(wú)關(guān)，是反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量，所以我們用這個(gè)比值f/q來(lái)表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱(2）電

5、場(chǎng)強(qiáng)度定義:電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力f跟它的電荷量q的比值，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng)用e表示.公式（大?。?e=f/q （適用于所有電場(chǎng))單位：n/c 意義p13提出問(wèn)題:電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，怎樣表示電場(chǎng)的方向呢？方向性：物理學(xué)中規(guī)定,電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向跟正電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向相同指出：負(fù)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向跟該點(diǎn)的場(chǎng)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(chǎng),說(shuō)明研究方法：將檢驗(yàn)電荷放入點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)中某點(diǎn),判斷其所受的電場(chǎng)力的大小和方向，從而得出該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)唯一性和固定性電場(chǎng)中某一點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度e是唯一的，它的大小和方向與放入該點(diǎn)電荷q無(wú)關(guān),它決定于電場(chǎng)的源電

6、荷及空間位置，電場(chǎng)中每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)著的電場(chǎng)強(qiáng)度與是否放入電荷無(wú)關(guān).帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)出真空中點(diǎn)電荷周圍電場(chǎng)的大小和方向在此過(guò)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(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加(1)點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)大小:e=kq/r2 (只適用于點(diǎn)電荷的電場(chǎng)）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(jiàn)課本圖147)說(shuō)明：公式e=kq/r2中的q是場(chǎng)源電荷的電量，r是場(chǎng)中某點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離從而使學(xué)生理解：空間某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是由產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)源電荷和該點(diǎn)距場(chǎng)源電荷的距離決定的,與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)提出問(wèn)題：如果

7、空間中有幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在，此時(shí)各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是怎樣的呢？帶領(lǐng)學(xué)生由檢驗(yàn)電荷所受電場(chǎng)力具有的疊加性，分析出電場(chǎng)的疊加原理（2）電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理：某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于該點(diǎn)周圍各個(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)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1.3-3中p點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，等于q1在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)e1和q2在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算公式及疊加原理就可以計(jì)算出其周圍各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)【例題】（課本p9例題演變）在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷q1=3。0108c和q2=3.0108c，它們相距0.1m，求電場(chǎng)中a點(diǎn)的場(chǎng)

8、強(qiáng)a點(diǎn)與兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離相等，r=0.1m分析：點(diǎn)電荷q1和q2的電場(chǎng)在a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)分別為e1和e2，它們大小相等，方向如圖所示，合場(chǎng)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=e1cos60e2cos60=2e1cos60=2kq1cos60/r2代入數(shù)值得 e=2.7104n/c可以證明：一個(gè)半徑為r的均勻球體（或球殼）在外部產(chǎn)生的電場(chǎng)，與一個(gè)位于球心的、電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)相同，球外各點(diǎn)和電場(chǎng)強(qiáng)度一樣即：e=kq/r24、電場(chǎng)線（1）電場(chǎng)線:電場(chǎng)線是畫(huà)在電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度的方向.(2）電場(chǎng)線的基本性質(zhì)電場(chǎng)線

9、上每點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。電場(chǎng)線的疏密反映電場(chǎng)強(qiáng)度的大小(疏弱密強(qiáng)).靜電場(chǎng)中電場(chǎng)線始于正電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)，止于負(fù)電荷或無(wú)窮遠(yuǎn).它不封閉，也不在無(wú)電荷處中斷。任意兩條電場(chǎng)線不會(huì)在無(wú)電荷處相交(包括相切）介紹各種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線的分布情況.【演示】模擬電場(chǎng)線指出:電場(chǎng)線是為了形象描述電場(chǎng)而引入的，電場(chǎng)線不是實(shí)際存在的線。5、勻強(qiáng)電場(chǎng)（1）定義:電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小相等、方向相同的電場(chǎng)就叫勻強(qiáng)電場(chǎng)。（2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)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(duì)且?guī)У攘慨惙N電荷的平行金屬板間的電場(chǎng)中,除邊緣附近外，就是勻強(qiáng)電場(chǎng).如圖14。31。常見(jiàn)電場(chǎng)的電場(chǎng)線電場(chǎng)電場(chǎng)線圖樣

10、簡(jiǎn)要描述正點(diǎn)電荷發(fā)散狀負(fù)點(diǎn)電荷會(huì)聚狀等量同號(hào)電荷相斥狀等量異號(hào)電荷相吸狀勻強(qiáng)電場(chǎng)平行的、等間距的、同向的直線(三）【小結(jié)】對(duì)本節(jié)內(nèi)容做簡(jiǎn)要的小結(jié)鞏固練習(xí)1下列說(shuō)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(chǎng)b電場(chǎng)是一種物質(zhì)，它與其他物質(zhì)一樣,是不依賴我們的感覺(jué)而客觀存在的東西c電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)而產(chǎn)生的，電場(chǎng)最基本的性質(zhì)是對(duì)處在它里面的電荷有力的作用2下列說(shuō)法中正確的是：bc a電場(chǎng)強(qiáng)度反映了電場(chǎng)的力的性質(zhì)，因此場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力成正比b電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于f/q，但與檢驗(yàn)電荷的受力大小及帶電量無(wú)關(guān)c電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向即檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)的受力方

11、向d公式e=f/q和e=kq/r2對(duì)于任何靜電場(chǎng)都是適用的3下列說(shuō)法中正確的是：acd a場(chǎng)強(qiáng)的定義式e=f/q中,f是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力，q是放入電場(chǎng)中的電荷的電量b場(chǎng)強(qiáng)的定義式e=f/q中，f是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力,q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電量c在庫(kù)侖定律的表達(dá)式f=kq1q2/r2中kq2/r2是電荷q2產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q1處的場(chǎng)強(qiáng)大小，此場(chǎng)對(duì)q1作用的電場(chǎng)力f=q1kq2/r2，同樣kq1/r2是電荷q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q2處的場(chǎng)強(qiáng)的大小，此場(chǎng)對(duì)q2作用的電場(chǎng)力f=q2kq1/r2d無(wú)論定義式e=f/q中的q值(不為零)如何變化，在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)，f與q的比值始終不變4討論電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度的區(qū)別于聯(lián)系說(shuō)明1電場(chǎng)強(qiáng)度是表示電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，因而在引入電場(chǎng)強(qiáng)度的概念時(shí)，應(yīng)該使學(xué)生了解什么是電場(chǎng)的強(qiáng)弱，同一個(gè)電荷在電場(chǎng)中的不同點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的大小是不同的，所受電場(chǎng)力大的點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)2應(yīng)當(dāng)使學(xué)生理解為什么可以用比值f/q來(lái)表示電場(chǎng)強(qiáng)度，知道這個(gè)比值與電荷q無(wú)關(guān)，是反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量用比值定義一個(gè)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(guò)的類似的定義方法，讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)電場(chǎng)強(qiáng)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(gè)公式的含義,以及它們的區(qū)別和