電場強度說課稿

1、電場強度說課稿一、教材概述 本章是選修3系列的第一章，是高中階段電學(xué)內(nèi)容的開始，也是高中階段基礎(chǔ)的內(nèi)容之一，它既是電磁學(xué)知識的基礎(chǔ),又是光學(xué)等其他物理學(xué)知識的重要基礎(chǔ)。而本章的核心內(nèi)容就是這一節(jié)電場的概念及描述電場特性的物理量.本節(jié)電場強度是這一章的第三課，教材內(nèi)容放在庫侖定律之后，是對庫侖定律的深入理解，進一步明確了兩電荷之間作用的本質(zhì),是通過電場來實現(xiàn)的。同時又為后續(xù)課電路磁場學(xué)習(xí)的作好鋪墊因此本節(jié)課具有承前啟后的作用另外從認識論的角度講對電場的學(xué)習(xí)，能加深學(xué)生對物質(zhì)世界的認識即世界是物質(zhì)的,物質(zhì)是可以認識的. 統(tǒng)觀浙江省學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見和教材，不難發(fā)現(xiàn)本課的教學(xué)有如下的特點： 知識點多：

2、電場，電場強度，電場線，檢驗電荷，點電荷的電場，場源電荷，矢量運算等 教學(xué)內(nèi)容抽象：電場看不見模不著，學(xué)生對于場的感性認識少,電場線是一個理想的模型 學(xué)生的知識體系不完備：關(guān)于場沒有完整的知識網(wǎng)絡(luò)，在教學(xué)中必須重新構(gòu)建 (選修3-1的第一章內(nèi)容是上課量大,難度大(在教學(xué)過程中盡可能的滲透探究的思想,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力)的特點.)但是學(xué)生在初中學(xué)習(xí)過磁場，從有關(guān)媒體上可能知道電場這個概念，這些知識對本課的學(xué)習(xí)會有一定的幫助并且根據(jù)新課程的特點在這一節(jié)上要著重體現(xiàn)如何去了解電場的特性和探究“電場強度”這個物理量，這也是與老教材相比最大的一個改進。浙江省學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見是把這一節(jié)的內(nèi)容安排了二課

3、時的，我在這一節(jié)中講第一部分內(nèi)容：電場、電場強度和點電荷的電場和電場強度的疊加。電場線及各種典型電場的分布特點安排在下一節(jié)課。根據(jù)本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的特點確定本課三維目標如下：（一）知識和技能教學(xué)目標1、知道電場是電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)，知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的。2、了解試探電荷的作用，理解對試探電荷量和試探電荷的尺寸的要求。3、理解電場強度，知道它的單位和定義式及方向的規(guī)定。4、了解點電荷周圍的電場分布和電場的疊加，會用點電荷的場強公式和電場疊加進行有關(guān)計算。（二）過程和方法的教學(xué)目標1、培養(yǎng)學(xué)生在通過實驗及類比的方法、提高發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的能力及知識的遷移能

4、力。2、在理論和實驗論證、猜想環(huán)節(jié)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)論證能力和推理能力。3、通過電場強度定義式的得出，讓學(xué)生體會到用比值法定義物理量的方法和重要性。（三）情感態(tài)度和價值觀的教學(xué)目標1、通過對于“超距作用”的觀點到場的提出的物理學(xué)史的回顧，使學(xué)生認識到科學(xué)探究的協(xié)作性和繼承性，法拉弟在電磁學(xué)中的重要性。2、通過電場強度的研究，培養(yǎng)學(xué)生探究的精神以及對于自然、生活中物理現(xiàn)象的好奇性。3、通過學(xué)習(xí)電荷的電場分布，認識到對稱和科學(xué)美感。根據(jù)學(xué)生的特點和浙江省學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見我認為：這節(jié)課的重點：電場強度的概念和定義。這是本節(jié)課的核心，是本節(jié)課成敗的關(guān)鍵，是實現(xiàn)教學(xué)目標的基礎(chǔ)這節(jié)課的教學(xué)難點：如何探究和尋找

5、“電場強度”這個物理量。因為“場”這個物理量對于學(xué)生來說是比較抽象的，缺乏較多的感性認識，所以如何讓學(xué)生認識場的一些性質(zhì)及尋找描述這種性質(zhì)的物理量“電場強度”就成了這節(jié)課的難點。如何突出教學(xué)重點、突破教學(xué)難點：首先通過用“芬香劑”的類比讓學(xué)生對于抽象的“場”有一個感性的認識，并對場中抽象的問題以芬香劑了中心展開和處理，使學(xué)生對于場的這種抽象的物理概念通過類比的方法讓學(xué)生更好的接受和理解。然后引導(dǎo)學(xué)生從電場力入手去尋找能描述電場性質(zhì)的物理量，從提出假設(shè)到實驗論證到理論論證，找到電場力與電荷量成正比的表達式： ，再應(yīng)用已學(xué)的知識來論證，最后通過比值法的定義來找出能描述電場性質(zhì)的物理量：電場強度 ，

6、通過這樣的一條主線，這樣一個科學(xué)探究的過程來尋找電場強度物理量，從而來突出教學(xué)重點和突破教學(xué)難點。二、教學(xué)方法本課是新授概念的教學(xué)，對于相關(guān)的概念，學(xué)生沒有完整的知識體系，不能完成上下位概念之間的遷移，因此在教學(xué)中我通過芬香劑的類比來讓學(xué)生認識有關(guān)“場”的一些性質(zhì)，并通過類比、實驗做為工具，做到實事求是和循序漸進的教學(xué)原則。讓學(xué)生對于“場”的這種抽象的概念加以認識、理解。盡可能達到新知識點的同化和順應(yīng)因此在教學(xué)中我采用如下的教學(xué)方法：，講述，講解，演示、類比、設(shè)問、探究，討論、理論論證等方法進行教學(xué)三、教學(xué)過程（一）由實驗和已學(xué)知識并結(jié)合物理學(xué)史，引入新課兩塊磁鐵間沒有接觸，但是會發(fā)生相互的作

7、用，提出問題：那么它們間的相互作用是通過什么呢？學(xué)生應(yīng)用初中已經(jīng)學(xué)過的知識能回答“磁場”。那么天體間的萬有引力是通過什么相互作用的啊? “引力場”,那么電荷間的相互作用呢?學(xué)生會很自然的想到是”電場”.（然后向?qū)W生介紹物理學(xué)上對這個的正確認識是有一個過程的）在物理學(xué)的發(fā)展過程中科學(xué)家對于這個“場”的概念的引入是有漫長過程的，回顧物理學(xué)史：萬有引力定律的建立，是人類文明歷上的一次最大有飛越，但是科學(xué)家對于萬有引力是如何作用的，一直不能有正確的表述，就提出了“超距作用”（就如是上帝作用的）萬有引力與靜電力進行類比也認為電荷間的作用力是一種超距作用由法拉弟提出“電荷周圍存在由它產(chǎn)生的電場”,電荷間的

8、相互作用就是通過這種”場”來實現(xiàn)的,那么電荷A對電荷B的作用力就是由電荷A產(chǎn)生的電場對電荷B作用的,法拉弟引入的”場”的概念后為電磁場理論的建立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ), 使人類對客觀世界的認識和研究更上了一個層次這是對物理學(xué)發(fā)展的最大的貢獻.引入了“場”的的概念后使我們對研究電荷間的相互更加有效和方便。（讓學(xué)生領(lǐng)會科學(xué)研究的過程和物理學(xué)家探究的精神.）雖然電場不同于由原子、分子組成的物質(zhì)，但電場是一種客觀存在的特殊物質(zhì)形態(tài), 例如空中的電磁波,有些眼見為實,但是沒有看到的不一定是沒有的.這一章節(jié)我們只研究靜止的電荷產(chǎn)生的電場，為靜電場，那么電荷間的這種電場力也稱作電場力。（二）電場強度1、通過實驗現(xiàn)

9、象的分析和類比初步建立對電場強弱和方向的認識提出了電場的概念，在空間放入一個電荷，那么就會在這個電荷周圍形成電場。但是“電場”是看不到，摸不著，十分抽象，難于理解，(學(xué)生也會認為可能沒有)所以我以芬香劑做為類比來讓學(xué)生感性認識電場的真實性、物質(zhì)性。（1）電荷放入空間在其周圍會不會形成電場?。课覀兛梢酝ㄟ^什么方法去感知它的存在?。糠蚁銊┓湃肟臻g在其周圍會形成香氣嗎？會的，雖然我們看不到，也摸不著，但是芬香劑的明顯特征是對于在“香氣場”中有嗅覺的人生產(chǎn)作用。所以我們通過自己的鼻子感知它的存在。（當然也可以由其他的方法去檢驗香氣是否存在，例如儀器）那么電荷放入間也一樣會在其周圍形成電場，雖然我們看不

10、到也摸不著，但它是客觀存在的。電場的明顯的特征是對放入其中的電荷有電場力的作用，那么我們可以通過在場中放入電荷來檢驗電場是否存在。（當然也有其他的方法）引用教課書上的圖來分析。（并引入場源電荷和檢驗電荷的概念）（2）電荷O形成有電場在各處有沒有強弱和方向?。咳绻形覀兛梢酝ㄟ^什么判定?。糠蚁銊┬纬傻囊粋€香氣有沒有強弱啊？有，前排的同學(xué)聞到了，而后排的同學(xué)可能沒有聞到，所以是有聞到，也是有方向的，沿著以芬香劑為中心向外，但是我們?yōu)榱四車乐敗蚀_的研究，我們應(yīng)該是確定的一個人來鑒定各處的香氣濃度，因為不同的人鼻子的敏感度可能是不一樣的。引用課本圖1.2-1所示的實驗來分析，試探電荷應(yīng)該是同個的。也

11、就是標準要一樣，那樣的研究才會有意義。（3）那么電荷O形成的電場與檢驗電荷有關(guān)嗎？應(yīng)該是由什么來決定的?。糠蚁銊┬纬傻南銡庠诟魈幍臐舛葟娙跏遣皇怯赏瑢W(xué)們的鼻子決定的?。坎皇堑?，不管你去不去聞，還是你有沒有在這個教室中，這個香氣及各處的濃度都是確定的，這應(yīng)該由芬香劑本身及離芬香劑的距離（某一個位置）決定的。那么電荷O形成的電場的各處的強弱和方向應(yīng)該與檢驗電荷是無關(guān)的，在空間放入一個場源電荷，那么在其周圍就形成了一個電場，各處的場的強弱和方向也就確定了，與你放不放檢驗電荷是沒有關(guān)系的，你放入檢驗電荷就是去檢驗一下該處場的大小和方向的。那么空間形成的電場在各處的強弱和方向是由場源電荷及所處的位置來決

12、定的。通過以上的類比我想大家應(yīng)該比較清楚的知道了電荷放入空間在其周圍會形成電場，這個電場在各處有強弱和方向，也知道了這個與檢驗電荷是無關(guān)的，是由電場本身（場源電荷和位置）決定的。那么我們用怎樣的一個物理量來描述場的這種性質(zhì)呢？二、電場強度強度概念的建立1、我們能不能用檢驗電荷在某處受到的電場力來描述該處的電場的強度和方向？在電場中的不同的位置放入檢驗電荷q,那么它所受到的電場力F方向和大小不一樣,那么用這個檢驗電荷所受到的力F能來描述電場的這種性質(zhì)嗎?(各處的場的強弱和方向)以芬香劑來類比,某一個人在某一點聞到的香氣濃度能不能表示這個”香氣場”在該處的香氣濃度,也就是這個濃度對任何人都是適用和

13、一樣的啊?(因為我們已經(jīng)知道香氣場中某一點的香氣情況是由自身所決定的,與去鑒別的這個人是沒有關(guān)系的.)不能,因為不同的人鼻子的靈敏度是不一樣的,你可能認為這兒已經(jīng)很香了,但是換一個鼻子有病的人,他認為這兒是不香的,那么在電場中也一樣啊,在同一點放入不同電荷量的檢驗電荷,所受到的電場力是不一樣的,而對于確定的電場中某一點的電場強度和方向上確定的啊,那么這個電場力F就不能來準確的描述場的這種性質(zhì)啊.2、那么我們?nèi)绾蝸韺ふ疫@個物理量?。课乙粫r也不知道了，但是我們可以應(yīng)用我們已有的知識來研究一下這個個問題。我們對電場的研究是從電場力角度進入的，那我們在電場中的同上點上放入不同的電荷來研究一下它的受力啊

14、，在真空中的點電荷Q（因為前面所學(xué)的知識庫侖定律的適用條件）產(chǎn)生的電場中的某一點放入檢驗電荷q，那么它受到的電場力是 ，那么放入2q 2F，3q 3F。，那么大家是不是可以發(fā)現(xiàn)試探電荷在電場中某點受到的電場力F與試探電荷的帶電量q是成正比的啊， ，E是一個比例常數(shù)，與試探電荷是無關(guān)的。那么這個 對于電場中確定的一點而言是不變的，與試探電荷是無關(guān)的，那這個物理量就不是我們所尋找的啊，（有的興奮，激動）但是我們知道這個E雖然與試探電荷無關(guān)，但我們知道如果是這個物理量，那么它應(yīng)該由場源電荷及在場的位置決定的啊？我們還進一步和論證。我們再由剛才的方法，（應(yīng)用已有的知識來論證） ， ，那么它確實是與試探

15、電荷是無關(guān)的，僅與場源電荷Q和到場源電荷Q的距離r來決定的，那么這個物理量就是我們要尋找的，（引入電場強度概念的時機已經(jīng)成熟）所以有進我們在進行科學(xué)研究時要充分的應(yīng)用自己在智慧和已有知識來進行。3、電場強度的概念（1）定義：試探電荷在電場中某點所受電場力與它的電荷量的比值叫做該點的電場強度。（2）定義式： 單位：牛頓每庫侖，N/C，（伏每米，V/m）（3）電場強度的方向規(guī)定再利用圖1.2-1所示的實驗，引導(dǎo)學(xué)生討論：把同一試探電荷放到電場中的不同位置，試探電荷受到的電場力方向是否相同？經(jīng)過討論，學(xué)生會明白電場強度應(yīng)該能描述電場的強弱也能描述電場的方向，所以電場強度是矢量，那么電場的方向應(yīng)該是怎

16、樣的??？“學(xué)生提出電場中某點的電場強度方向就是該點試探電荷所受電場力的方向”對不對，讓學(xué)生討論，那么正負電荷在電場中同一點所受電場力方向相反啊，不是有兩個方向了，那么如何規(guī)定啊？規(guī)定的方法與電流方向的規(guī)定一樣：電場中某點的電場強度方向跟正電荷在該點所受電場力方向相同，與負電荷在該點所受電場力方向相反。（4）電場強度的物理意義：就是描述電場的強弱和方向的物理量。 但是電場強度E與試探電荷的帶電荷量q，及所受的力有沒有關(guān)系啊？沒有，只起到試探的作用，如果你的這一點不放入試探電荷，那么這一點的電場的強弱和方向也是確定的，就如香氣場中某點的香氣不會因為你沒有去聞，但就沒有了或改變了。那么香氣

17、場中的這種性質(zhì)應(yīng)該用什么來描述?。恳阅骋粋€人聞到的香氣和這個鼻子的靈敏度相比值來定義的，是不是。所以用比值定義物理量，用來表示研究對象的某種性質(zhì)。是物理學(xué)中非常重要的一種科學(xué)方法，前面學(xué)過的速度v，密度 。（讓學(xué)生通過對密度 來類比研究 ，說明強調(diào)E與試探電荷所受到的電場力和電荷量是無關(guān)的，只是起到了試探有作用。）能反映物體單位時間內(nèi)運動位移的多少的性質(zhì)即速度, 能反映單位體質(zhì)內(nèi)含物質(zhì)多少的性質(zhì)即密度,能反映單位電荷受到電場力的性質(zhì)即電場的強弱那么我們現(xiàn)在就來應(yīng)用一下用比值法來定義物理量的這種物理學(xué)上重要的科學(xué)方法。場是物理學(xué)中重要的概念，除了電場和磁場，還有引力場，物體間的萬有引力就是通過引

18、力場發(fā)生作用的，地球附近的引力場叫做重力場。仿照電場強度的定義，你認為應(yīng)該怎樣定義重力場強度的大小和方向啊？加強學(xué)生對所學(xué)知識的應(yīng)用能力和遷移能力，并通過這個練習(xí)加深學(xué)生對比值法定義物理量的一種思想的理解，為今后遇到這種情況有更好處理能力，使學(xué)生對所學(xué)到的知識進行升華。3、點電荷的電場 電場強度的疊加最簡單的電場是點電荷產(chǎn)生的電場,那么我們就從最簡單的電場開始來研究一下點電荷電場的特性.設(shè)一個點電荷的電量為Q,與之相距r的試探電荷的電量為q,根據(jù)庫侖定律,試探電荷受到的電場力為: , 由電場強度的定義: ,所以該點電場強度為 。那么 、 這兩個公式有什么區(qū)別?。恳粋€定義式，一個決定式，定義式中的q是試探電荷，F(xiàn)上試探電荷在該點受到的電場力，但是電場強度E與q、F是沒有關(guān)系的，只起到試探有作用。而決定式中的Q是場源電荷，r是離場源電荷距離中r，E是在這個場源電荷Q形成有電場中離場源電荷中r處這個點上的電場強度。而且這個公式只適用于真空中的點電荷。以點電荷Q為球心，以r為半徑的球面上，各點的電場強度的大小和方向有怎樣的關(guān)系？建議學(xué)生畫出場源電荷，分正、負兩種場源電荷分別畫出電場強度的方向。（為后面電場線的學(xué)習(xí)做鋪墊）關(guān)于電場強度的疊加問題，可以讓學(xué)生