高中物理人教必修三第9章第3節(jié)電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度教學(xué)設(shè)計(jì)（第1課時(shí)）

1、教版高中物理必修3 HYPERLINK /6/163107/ 電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度教學(xué)設(shè)計(jì)課題 電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度(第1課時(shí))單元9學(xué)科物理年級(jí)高二教材分析本節(jié)課所采用的教材是人教版高中物理必修3第9章第3節(jié)的內(nèi)容, 教科書從電荷在電場(chǎng)中受力入手，引入了電場(chǎng)強(qiáng)度的概念，明確它是表示電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。本節(jié)主要由“電場(chǎng)”“電場(chǎng)強(qiáng)度”“點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng) 度的疊加”“電場(chǎng)線”“勻強(qiáng)電場(chǎng)”幾部分內(nèi)容組成。本節(jié)我們共分為二課時(shí)完成，第一課時(shí)我們主要講 “電場(chǎng)”“電場(chǎng)強(qiáng)度”“點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng) 度的疊加”這部分內(nèi)容。教書定義電場(chǎng)強(qiáng)度的設(shè)計(jì)思路是:在一個(gè)電荷附近的任何一點(diǎn)，檢驗(yàn)電荷會(huì)受到靜電力的作用，靜電力與檢驗(yàn)電荷

2、的電荷量的比值與該檢驗(yàn)電荷的電荷量無關(guān)，說明比值反映了空間的某種性質(zhì)，于是就定義了電場(chǎng)強(qiáng)度。從某種意義上說，電場(chǎng)強(qiáng)度概念引入的同時(shí)也定義了電場(chǎng)。教學(xué)中可以提出電場(chǎng)的物質(zhì)性，但不必過分強(qiáng)調(diào)，原因是學(xué)生對(duì)電場(chǎng)的存在還缺乏感性認(rèn)識(shí)，他們必須通過一段時(shí)間的學(xué)習(xí)后，才能逐步認(rèn)識(shí)。這里只要求學(xué)生通過電場(chǎng)對(duì)電荷的作用來檢驗(yàn)其存在，了解電場(chǎng)是物質(zhì)存在的形式之一，知道電場(chǎng)具有確定的性質(zhì)，它對(duì)位于電場(chǎng)中的電荷施加作用力。其他方面不要求做進(jìn)一步的拓展。另外，對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的理解需要明確的還有:它不依賴于電場(chǎng)中是否有檢驗(yàn)電荷，也不依賴于檢驗(yàn)電荷的性質(zhì)。學(xué)生應(yīng)該知道電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，理解其矢量性和疊加性，并會(huì)用電場(chǎng)線描述電

3、場(chǎng)。教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)一、教學(xué)目標(biāo)1、知道電場(chǎng)的概念，理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及定義，知道電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量以及場(chǎng)強(qiáng)方向的規(guī)定。2、掌握點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)及電場(chǎng)的疊加。3.知道電荷間的相互作用是通過電場(chǎng)發(fā)生的，電場(chǎng)是客觀存在的。4.能根據(jù)庫侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義推導(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。5.知道場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理，并能應(yīng)用這一原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。二、核心素養(yǎng)物理觀念：在電場(chǎng)強(qiáng)度概念建立的過程中，比較的是相同電荷量的試探電荷受靜電力的大小，采用的是用物理量之比定義新物理量的方法，讓學(xué)生體會(huì)比值定義包含“比較”的思想這一物理觀念。科學(xué)思維：領(lǐng)略通過電荷在電場(chǎng)中所受靜電力研究電場(chǎng)、理想模型法、

4、比值法、類比法等物理學(xué)研究方法。科學(xué)探究：經(jīng)歷“探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量”的過程，獲得探究活動(dòng)的體驗(yàn)?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：使學(xué)生初步認(rèn)識(shí)場(chǎng)是一種客觀存在的物質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)觀。發(fā)展對(duì)物理學(xué)的好奇心與求知欲，樂于探究自然界的奧秘，樹立科學(xué)的價(jià)值觀。重點(diǎn)1.探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。2.理解電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度的概念，并會(huì)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。難點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的理解與應(yīng)用。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了庫侖定律，請(qǐng)回憶庫侖定律的內(nèi)容是什么？真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用

5、力的方向在它們的連線上。這個(gè)規(guī)律叫作庫侖定律。思考討論：在真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷它們又沒有直接接觸，這種相互作用是如何產(chǎn)生的呢？通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)相信同學(xué)們對(duì)庫侖定律將有一個(gè)更深層的認(rèn)識(shí)?；貞泿靵龆傻膬?nèi)容，并思考討論 為本節(jié)的學(xué)習(xí)埋下伏筆，引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣講授新課一、電場(chǎng)出示圖片:法拉第19 世紀(jì)30年代，英國(guó)科學(xué)家法拉第提出一種觀點(diǎn)，認(rèn)為在電荷的周圍存在著由它產(chǎn)生的電場(chǎng)。電荷之間通過電場(chǎng)相互作用。1.電場(chǎng)在電荷的周圍存在著一種特殊物質(zhì)，這種物質(zhì)看不見、摸不著，我們把這種物質(zhì)叫作電場(chǎng)。注意：電場(chǎng)以及磁場(chǎng)已被證明是一種客觀存在的物質(zhì)，場(chǎng)像分子、原子等實(shí)物粒子一樣具有能量，因而場(chǎng)也是物質(zhì)存在的一種

6、形式。不過只有在研究運(yùn)動(dòng)的電荷，特別是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)迅速變化的電荷時(shí)，上述場(chǎng)的物質(zhì)性才突顯出來。本章只討論靜止電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)。2.電場(chǎng)的基本性質(zhì)電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用，電荷之間的相互作用就是通過電場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)的。電荷之間通過電場(chǎng)相互作用3.電場(chǎng)力電場(chǎng)對(duì)電荷有力的作用叫電場(chǎng)力。二、電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)是在與電荷的相互作用中表現(xiàn)出自己的特性的。因此，在研究電場(chǎng)的性質(zhì)時(shí)，應(yīng)該將電荷放入電場(chǎng)中，從電荷所受的靜電力入手。1.試探電荷電荷量和體積都很小的點(diǎn)電荷，這樣的電荷常常叫作試探電荷。電荷量很小，是為了使它放入后原來要研究的電場(chǎng)。體積很小，是為了便于用它來研究.答案：不影響；電場(chǎng)各點(diǎn)的性質(zhì)。2.場(chǎng)源電荷激發(fā)電場(chǎng)

7、的帶電體所帶的電荷叫作場(chǎng)源電荷，或源電荷。注意：試探電荷是為了研究源電荷電場(chǎng)的性質(zhì)而引入的，它的引入不改變?cè)措姾傻碾妶?chǎng)。思考討論1：我們能不能直接用試探電荷所受的靜電力來表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱呢？我們不能直接用試探電荷所受的靜電力來表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱。試探電荷q2q3q靜電力 F12F13F1思考討論2：那么，用什么物理量能夠描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱呢？由上面的表格我們推測(cè)試探電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的靜電力F 與試探電荷的電荷量q 成正比?；蛘哒f，試探電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的靜電力F與試探電荷的電荷量q 之比是一個(gè)常量。所以可以用F/q這個(gè)物理量來描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱。思考討論3：你認(rèn)為這樣的推測(cè)是否正確？怎樣來驗(yàn)證呢？如圖

8、，在點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中的P點(diǎn)，放一個(gè)試探電荷q1 ，它在電場(chǎng)中受到的靜電力是F1 ，根據(jù)庫侖定律：(1)同理，如果把試探電荷換成q2 ，它在電場(chǎng)中受到的靜電力是 F2 ，有(2)由（1）（2）兩式可以看出結(jié)論：比值 F/q 由電荷q在電場(chǎng)中的位置決定，與電荷q的電荷量大小無關(guān)，而與產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)源電荷的電荷量Q及P點(diǎn)與場(chǎng)源電荷之間的距離r有關(guān)它才是反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量。3.電場(chǎng)強(qiáng)度（1）定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的電場(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。（2）定義式：（3）電場(chǎng)強(qiáng)度的單位：牛每庫，符號(hào)： N/C。如果1 C的電荷在電場(chǎng)中的某點(diǎn)受到的靜電力是1 N，

9、那么該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度就是1N/C，即:（4）矢量性：物理學(xué)中規(guī)定，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同，跟負(fù)電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向相反。注意：電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向由電場(chǎng)本身決定，與放入的電荷無關(guān) 。（5）物理意義：電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量，與試探電荷受到的靜電力大小無關(guān)。例題：在真空中A點(diǎn)有一正電荷Q=2.010-4C，把檢驗(yàn)電荷q=2.010-6C的負(fù)電荷置于B點(diǎn)，他們相距離r=2m，如圖所示。求：q所在點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度；解：方法一：根據(jù)庫侖定律得：q受到的電場(chǎng)力根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義得：q所在點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方法二：答：q所在點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為

10、4.5105N/C兩個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度公式的比較適用范圍式中電荷的意義定義式，適用于一切電場(chǎng)q是試探電荷的電荷量，但E與q無關(guān)僅適用于點(diǎn)電荷在真空中的電場(chǎng)Q是場(chǎng)源電荷的電荷量，E與Q成正比特別提醒可以由及來推導(dǎo)，而E僅由電場(chǎng)本身因素決定，與F、q無關(guān)。三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加1.點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 思考：點(diǎn)電荷是最簡(jiǎn)單的場(chǎng)源電荷，一個(gè)電荷量為Q的點(diǎn)電荷，在與之相距r處的電場(chǎng)強(qiáng)度怎樣表示？電場(chǎng)強(qiáng)度 根據(jù)上式可知，如果以電荷量為Q的點(diǎn)電荷為中心作一個(gè)球面，則球面上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等。（1）正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)當(dāng)Q為正電荷時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向沿半徑向外。（2）負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)當(dāng)Q為負(fù)電荷時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向沿

11、半徑向內(nèi)。2.電場(chǎng)的疊加原理 （1）電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。這種關(guān)系叫做電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理。電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加（2）一個(gè)半徑為R的均勻帶電球體（或球殼） 在球的外部產(chǎn)生的電場(chǎng)，與一個(gè)位于球心、電荷量相等的點(diǎn)電荷在同一點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)相同，即球形帶電體與點(diǎn)電荷的等效式中的r是球心到該點(diǎn)的距離（r R） ，Q為整個(gè)球體所帶的電荷量。針對(duì)練習(xí)：關(guān)于場(chǎng)強(qiáng)公式E=F/q 和公式E=kq/r2 下列說法正確的是( )A式中的E不是電荷q所產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)，式中的場(chǎng)強(qiáng)E是電荷q所產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng) 。B式中的F是放入某電場(chǎng)中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生這個(gè)電場(chǎng)的電荷 。C式中的場(chǎng)強(qiáng)E

12、是某電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)，q是放入此電場(chǎng)中的電荷 D兩式都只對(duì)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)才成立。答案： A課堂練習(xí)1關(guān)于電場(chǎng)，下列說法中正確的是（）A電場(chǎng)是電荷周圍空間假想的特殊物質(zhì) B電場(chǎng)是為了便于研究電荷的運(yùn)動(dòng)而引入的理想模型 C場(chǎng)源電荷必須是點(diǎn)電荷D電荷間的相互作用是通過電場(chǎng)產(chǎn)生的答案：D2.關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度,下列說法正確的是( )A.E=F/q，若q減半，則該處的場(chǎng)強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?倍。B.E=kQ/r2中，E與Q成正比，而與r2成反比C. 由E=F/q知，電場(chǎng)強(qiáng)度E跟電場(chǎng)力F成正比，跟放入電場(chǎng)中的電荷的電量q成反比D.電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向就是該點(diǎn)所放電荷受到的電場(chǎng)力的方向答案：B3.A為已知電場(chǎng)中的一固定點(diǎn)，在

13、A點(diǎn)放一電量為q的電荷，所受電場(chǎng)力為F，A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為E，則（）A若在A點(diǎn)換上-q，A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向發(fā)生改變 B若在A點(diǎn)換上電量為2q的電荷，A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)將變?yōu)?E CA點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小、方向與q的大小、方向、有無均無關(guān) D若在A點(diǎn)移去電荷q，A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)變?yōu)榱愦鸢福篊4.關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的說法中，正確的是（）A根據(jù)定義式E=F/q ，說明E與放在該點(diǎn)的點(diǎn)電荷q有關(guān) B電場(chǎng)強(qiáng)度方向總是跟電荷所受到電場(chǎng)力方向一致 C如果電量為q的負(fù)電荷，在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小為F，則該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小等于F/q，但場(chǎng)強(qiáng)方向與F和方向相反 D如果取走放在電場(chǎng)中某點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷，則該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)也相應(yīng)變?yōu)榱?。答案：C5.在電場(chǎng)中的A、B

14、兩處分別引入不同的試探電荷q，得到試探電荷所受的電場(chǎng)力隨電荷量變化的關(guān)系如圖所示，則（）AEAEB BEAEB CEA=EB D不能判定EA、EB的大小 答案：A拓展提高1.如圖甲所示，直線AB是某點(diǎn)電荷電場(chǎng)中過點(diǎn)電荷的一條直線。圖乙是放在該直線上a、b兩點(diǎn)的電荷所受靜電力大小與電荷量間的函數(shù)圖像。由此可以判定()A.場(chǎng)源可能是正電荷，位置在點(diǎn)A左側(cè)B.場(chǎng)源可能是正電荷，位置在點(diǎn)B右側(cè)C.場(chǎng)源可能是負(fù)電荷，位置在點(diǎn)A左側(cè)D.場(chǎng)源可能是負(fù)電荷，位置在點(diǎn)B右側(cè)答案：AC2.點(diǎn)電荷A和B，分別帶正電和負(fù)電，電荷量分別為4Q和Q，在A、B連線上,如圖所示，電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方在()A.B的左側(cè)B.A的右

15、側(cè)C.A和B之間D.A的右側(cè)及B的左側(cè)答案：A3.在如圖所示的負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，A、B兩點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離相等，則（）AA點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向?yàn)閳D中E1方向 BA點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向?yàn)閳D中E2方向 CA、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同 DA、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等 閱讀課文了解電場(chǎng)的概念、基本性質(zhì)并聽老師講解閱讀課文了解試探電荷和場(chǎng)源電荷學(xué)生思考討論我們能不能直接用試探電荷所受的靜電力來表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱呢？那么，用什么物理量能夠描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱呢？閱讀課文，在老師的引導(dǎo)下推導(dǎo)決定比值 F/q的物理量閱讀課文記憶電場(chǎng)強(qiáng)度定義、公式以及物理意義學(xué)生閱讀例題并按照老師要求用兩種方法解答閱讀課文掌握正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)和負(fù)點(diǎn)電荷的電

16、場(chǎng)閱讀課文了解電場(chǎng)的疊加原理學(xué)生練習(xí)讓學(xué)生掌握電場(chǎng)是真實(shí)存在的一種看不見、摸不著的一種特殊物質(zhì)鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力讓學(xué)生對(duì)試探電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的靜電力F與試探電荷的電荷量q 之比是一個(gè)常量有一個(gè)初步認(rèn)識(shí)。鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和邏輯思維能力為下面的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)拓展學(xué)生的思路了解場(chǎng)強(qiáng)的公式鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力了解電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和鞏固本節(jié)知識(shí)課堂小結(jié)1.電場(chǎng)的基本性質(zhì):對(duì)放入其中的電荷有力的作用。2.試探電荷：電荷量和體積都很小的點(diǎn)電荷。3.場(chǎng)源電荷：激發(fā)電場(chǎng)的帶電體所帶的電荷叫作場(chǎng)源電荷，或源電荷。4.電場(chǎng)強(qiáng)度:定義式點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度：Q:場(chǎng)源電荷5.電場(chǎng)的疊加原理：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電