高二物理教案 電場和電場強(qiáng)度教案

1、8/8高二物理教案 電場和電場強(qiáng)度教案一、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo):(1)通過本節(jié)課的復(fù)習(xí),進(jìn)一步加深對(duì)電場概念的理解,使學(xué)生明確場的特點(diǎn),描寫場的方法,并能在頭腦中建立起場的模型和圖象。(2)加深理解場電荷、檢驗(yàn)電荷的概念,深刻理解和掌握電場強(qiáng)度的概念。(3)能夠運(yùn)用點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度公式進(jìn)行簡單運(yùn)算。(4)進(jìn)一步理解和掌握電場的疊加原理,會(huì)計(jì)算簡單的點(diǎn)電荷組產(chǎn)生的電場。2.能力目標(biāo):能夠運(yùn)用所學(xué)概念、公式進(jìn)行簡單運(yùn)算,形成一定的解題能力。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)1.進(jìn)一步深刻理解電場和電場強(qiáng)度的概念是本節(jié)課的重點(diǎn)。2.熟練應(yīng)用電場強(qiáng)度的概念、場的疊加原理解決有關(guān)問題是本節(jié)的難點(diǎn)。三、教學(xué)方法:講練結(jié)合

2、,啟發(fā)式教學(xué)四、教 具:幻燈片,上節(jié)課所用的課件五、教學(xué)過程:(一)復(fù)習(xí)提問1.什么是電場?電場最根本的特性是什么?2.用什么物理量來描述電場的強(qiáng)弱?是怎樣定義的?是矢量還是標(biāo)量?3.電場強(qiáng)度的方向是怎樣規(guī)定的?計(jì)算公式你知道有幾個(gè)?應(yīng)用時(shí)需要注意什么?4.什么是電場的疊加原理?引導(dǎo)學(xué)生答復(fù):1.電場的概念:(1)電場是存在于電荷周圍空間里的一種特殊物質(zhì)。只要有電荷存在,電荷周圍就存在著電場。(2)電場的根本性質(zhì):電場對(duì)放在其中的電荷有力的作用。(這種力叫電場力)2.電場強(qiáng)度:(1)用電場強(qiáng)度來描述。定義:物理學(xué)中把放入電場中某一點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷受到的電場力與它的電量的比值叫做這一點(diǎn)的電場強(qiáng)度。簡

3、稱場強(qiáng)。(2)定義式:(適用于任何電場)(3)E的方向:E和力F一樣,也是矢量。我們規(guī)定電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向與正電荷在該點(diǎn)所受電場力的方向相同,那么負(fù)電荷所受電場力的方向與電場強(qiáng)度方向相反。(4)E的單位:在國際單位制中E的單位: 牛/庫(N/C)(5)E的物理意義:描述某點(diǎn)電場的強(qiáng)弱和方向,是描述電場力的性質(zhì)的物理量,是矢量。某點(diǎn)的場強(qiáng)E的大小和方向取決于電場,與檢驗(yàn)電荷的正負(fù)、電量及受到的電場力F無關(guān)。 只能用來量度電場強(qiáng)弱,而不能決定電場強(qiáng)弱。 為定義式,適用于一切電場3.點(diǎn)電荷電場的場強(qiáng):a、表達(dá)式: (此式為決定式,只適用于真空中點(diǎn)電荷的電場)b、方向:假設(shè)Q為正電荷,E的方向背離Q

4、,假設(shè)Q為負(fù)電荷,E的方向指向Q。c、幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在的空間的電場疊加(場的疊加原理)如果一個(gè)電場由n個(gè)點(diǎn)電荷共同激發(fā)時(shí),那么電場中任一點(diǎn)的總場強(qiáng)將等于n個(gè)點(diǎn)電荷在該點(diǎn)各自產(chǎn)生場強(qiáng)的矢量和。(應(yīng)用平行四邊形法那么)4、電場力F:(1)概念:電場力是電荷在電場中受到電場的作用力。(2)關(guān)系:電荷在電場中某點(diǎn)所受到的電場力F由電荷所帶電量q與電場在該點(diǎn)的電場強(qiáng)度E兩因素決定。即:大小:F=qE(電場力的決定式,F和q、E都有關(guān))方向:正電荷受電場力方向與E相同,負(fù)電荷受電場力方向與E相反。5、電場強(qiáng)度E和電場力F是兩個(gè)不同概念注意點(diǎn):1、對(duì)象不同2、決定因素不同3、方向不一定相同4、單位不同(二

5、)進(jìn)行新課1.作業(yè)講評(píng)根據(jù)上節(jié)課學(xué)生作業(yè)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行適當(dāng)評(píng)析。2.例題精講【例1】帶電小球A、C相距30cm,均帶正電.當(dāng)一個(gè)帶有負(fù)電的小球B放在A、C間連線的直線上,且B、C相距20cm時(shí),可使C恰受電場力平衡.A、B、C均可看成點(diǎn)電荷.A、B所帶電量應(yīng)滿足什么關(guān)系?如果要求A、B、C三球所受電場力同時(shí)平衡,它們的電量應(yīng)滿足什么關(guān)系?學(xué)生讀題、思考,找學(xué)生說出解決方法.通過對(duì)此題的分析和求解,可以加深對(duì)場強(qiáng)概念和場強(qiáng)疊加的理解.學(xué)生一般從受力平衡的角度進(jìn)行分析,利用庫侖定律求解.在學(xué)生解題的根底上做以下分析.分析與解:C處于平衡狀態(tài),實(shí)際上是要求C處在A、B形成的電場中的電場強(qiáng)度為零的地

6、方.既然C所在處的合場強(qiáng)為零,那么,C所帶電量的正或負(fù)、電量的多或少均對(duì)其平衡無影響.再以A或B帶電小球?yàn)檠芯繉?duì)象,利用上面的方法分析和解決.答案:qAqB=94,qAqBqC=9436.【例2】如下圖,半經(jīng)為r的硬橡膠圓環(huán)上帶有均勻分布的正電荷,其單位長度上的帶電量為q,現(xiàn)截去環(huán)上一小段AB,AB長為 ( ),那么剩余局部在圓環(huán)中心處O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)多大?方向如何?學(xué)生思考、討論,可以請(qǐng)學(xué)生談他們的認(rèn)識(shí)與理解.通過此題的求解,使學(xué)生加強(qiáng)對(duì)電場場強(qiáng)疊加的應(yīng)用能力和加深對(duì)疊加的理解.分析與解:解法之一,利用圓環(huán)的對(duì)稱性,可以得出這樣的結(jié)果,即圓環(huán)上的任意一小段在圓心處所產(chǎn)生的電場場強(qiáng),都與相對(duì)應(yīng)的

7、一小段產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等,方向相反,相互疊加后為零.由于AB段被截掉,所以,本來與AB相對(duì)稱的那一小段所產(chǎn)生的場強(qiáng)就成為了整個(gè)圓環(huán)產(chǎn)生的電場的合場強(qiáng)。因題目中有條件 ,所以這一小段可以當(dāng)成點(diǎn)電荷,利用點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式可求出答案.解法之二,將AB段看成是一小段帶正電和一小段帶負(fù)電的圓環(huán)疊放,這樣仍與題目的條件相符.而帶正電的小段將圓環(huán)補(bǔ)齊,整個(gè)帶電圓環(huán)在圓心處產(chǎn)生的電場的場強(qiáng)為零;帶負(fù)電的一小段在圓心處產(chǎn)生的場強(qiáng)可利用點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式求出,這就是題目所要求的答案.答案: ,方向指向AB練習(xí):如下圖,等邊三角形ABC的邊長為a,在它的頂點(diǎn)B、C上各有電量為Q(0)的點(diǎn)電荷.試求三角形中心處場強(qiáng)E的

8、大小和方向.學(xué)生自己練習(xí)求解,以穩(wěn)固概念.通過此題的求解,進(jìn)一步穩(wěn)固對(duì)場強(qiáng)矢量性的認(rèn)識(shí)和場強(qiáng)疊加理解.3.課堂練習(xí)(1)以下說法中正確的選項(xiàng)是A.只要有電荷存在,電荷周圍就一定存在著電場。B.電場是一種物質(zhì),它與其他物質(zhì)一樣,是不依賴于我們的感覺而客觀存在的。C.電荷間的相互作用是通過電場而產(chǎn)生的。D.電場最根本的性質(zhì)是對(duì)處在它里面的電荷有力的作用。(2)以下說法中正確的選項(xiàng)是A.電場強(qiáng)度反映了電場的力的性質(zhì),因此場中某點(diǎn)的場強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受的電場力成正比。B.場中某點(diǎn)的場強(qiáng)等于 ,但與檢驗(yàn)電荷的受力及帶電量無關(guān)。C.場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向即檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)的受力方向。D.公式 和 對(duì)于任何靜

9、電場都是適用的(3)以下說法中正確的選項(xiàng)是A.場強(qiáng)的定義式 中,F是放入電場中的電荷所受的力,q是放入電場中的電荷的電量。B.場強(qiáng)的定義式 中,F是放入電場中的電荷所受的力,q是產(chǎn)生電場的電荷的電量。C.在庫侖定律的表達(dá)式 中, 是點(diǎn)電荷Q2產(chǎn)生的電場在Q1處的場強(qiáng)的大小。D.無論定義式中的q值如何變化,在電場中的同一點(diǎn),F與q的比值始終不變。(4)討論電場力與電場強(qiáng)度的區(qū)別。物理量比擬內(nèi)容電場力電場強(qiáng)度區(qū) 別物理意義電荷在電場中所受的力反映電場的力的屬性決定因素由電荷和電場共同決定僅由電場自身決定大小F=qEE=F/q方向正電荷受力與E同向負(fù)電荷受力與E同向規(guī)定E的方向?yàn)檎姾稍谠擖c(diǎn)的受力方

10、向單位NN/C或V/m聯(lián)系F=qE(普遍適用)(三)小結(jié)與反應(yīng)練習(xí):(1) 不能說成E正比于F,或E正比于1/q。(2)檢驗(yàn)電荷q在周圍是否產(chǎn)生電場?該電場對(duì)電源電荷Q有無作用?假設(shè)有,作用力大小為多大?該點(diǎn)的場強(qiáng)又為多大?(3)在求電場強(qiáng)度時(shí),不但要計(jì)算E的大小,還需強(qiáng)調(diào)E的方向。(四)作業(yè)布置:1.為了確定電場中P點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小,用細(xì)絲線懸掛一個(gè)帶負(fù)電荷的小球去探測。當(dāng)球在P點(diǎn)靜止后,測出懸線與豎直方向夾角為37。P點(diǎn)場強(qiáng)方向在水平方向上,小球重力為4.010-3N。所帶電量為0.01C,取Sin37=0.6,那么P點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小是多少?2.真空中,A、B兩點(diǎn)上分別放置異種點(diǎn)電荷Q1、

11、Q2,兩點(diǎn)電荷間引力為1N,Q1=110-5C,Q2=-110-6C。移開Q1,那么Q2在A處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小是_N/C,方向是_;假設(shè)移開Q2,那么Q1在B處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小是_N/C,方向是_3.在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷,一個(gè)帶正電Q1,一個(gè)帶負(fù)電-Q2,且Q1=2Q2.用E1和E2分別表示兩個(gè)電荷所產(chǎn)生的場強(qiáng)的大小,那么在X軸上 A.E1=E2之點(diǎn)只有一處,該處合場強(qiáng)為0B.E1=E2之點(diǎn)共有兩處:一處合場強(qiáng)為0,另一處合場強(qiáng)為2E2C.E1=E2之點(diǎn)共有三處:其中兩處合場強(qiáng)為0,另一處合場強(qiáng)為2E2D.E1=E2之點(diǎn)共有三處:其中一處合場強(qiáng)為0,另兩處合場強(qiáng)為2E2說明:學(xué)習(xí)本節(jié)課需要注意的問題1.場強(qiáng)是表示電場強(qiáng)弱的物理量,因