《電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)線》教學(xué)設(shè)計(jì)

時(shí)間：2024-08-21 02:41:50

《電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)線》教學(xué)設(shè)計(jì)

《電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)線》教學(xué)設(shè)計(jì)

　　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。

　　情感態(tài)度與價(jià)值觀：

　　培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)分析和處理電場(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

　　能力目標(biāo)：

　　1、能運(yùn)用已學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)幫助理解，理解電荷作用靠電場(chǎng)傳遞。

　　2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察、分析，得出對(duì)有關(guān)現(xiàn)象的本質(zhì)認(rèn)識(shí)

　　教學(xué)方法：

　　1、復(fù)習(xí)導(dǎo)入新課，提出新課題；

　　2、設(shè)問(wèn)激疑，通過(guò)引導(dǎo)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極思考，體現(xiàn)學(xué)生主體地位；

　　3、類比釋疑，由已知的相類似知識(shí)，通過(guò)類比、分析，使得抽象概念能夠較順利地建立；

　　4、實(shí)驗(yàn)分析，定性與定量相互結(jié)合，使具體現(xiàn)象直觀表達(dá)抽象概念，并充分運(yùn)用多媒體輔助，動(dòng)畫模擬擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)成效。

　　教具：

　　幻燈片，計(jì)算機(jī)，銅絲，塑料筆。

　　【教學(xué)過(guò)程】

　　一、復(fù)習(xí)提問(wèn)：

　　師：上一節(jié)，我們認(rèn)識(shí)了電現(xiàn)象中的電荷，包括點(diǎn)電荷，元電荷及電荷之間存在的相互作用。什么是點(diǎn)電荷？電荷相互作用有什么規(guī)律？哪位同學(xué)來(lái)幫我們回顧一下？

　　電荷之間有相互作用，我們把這個(gè)作用的電力叫庫(kù)侖力或靜電力。電荷之間的作用力是怎樣發(fā)生的呢？今天我們就來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。

　　二、新課學(xué)習(xí)：

　　踢足球時(shí)，腳要直接接觸球（看圖片），

　　實(shí)驗(yàn)演示：兩個(gè)帶電小球靠近，生答：帶電小球受到原電荷的作用力。

　　電荷間的作用沒(méi)有“接觸”，難道電荷作用是“超距作用”？

　　生答：不接觸

　　類比重力的產(chǎn)生，可總結(jié)出是場(chǎng)的作用，叫做電場(chǎng)。

　　1、電場(chǎng)：.

　　(1)任何帶電體周圍產(chǎn)生的一種特殊物質(zhì)。電場(chǎng)看不見(jiàn)，又摸不著，怎樣去認(rèn)識(shí)它、研究它？

　　動(dòng)手實(shí)驗(yàn)：利用手中的塑料筆使其摩擦帶電，并讓其靠近懸掛的銅絲。

　　現(xiàn)象：塑料筆吸引銅絲，銅絲偏角可達(dá)到60度。

　　（2）基本性質(zhì)：電場(chǎng)能對(duì)處在其中的電荷有力的作用，

　　提示學(xué)生：電場(chǎng)分布強(qiáng)弱不同。進(jìn)一步研究電場(chǎng)分布。

　　引入形成電場(chǎng)的場(chǎng)源電荷Q，又引入一個(gè)試探電荷q，q必須很小，可看成點(diǎn)電荷。而且q電量也少，不影響源電荷Q的電場(chǎng)。

　　大家觀看演示，同一電荷q在源電荷Q附近，不同位置處，靜止時(shí)受力有何特點(diǎn)？受力大小不等，那說(shuō)明了什么？

　　電場(chǎng)不同位置，會(huì)有強(qiáng)弱不同。這使我們想到，如何表示一個(gè)電場(chǎng)不同位置的強(qiáng)弱呢？用什么表達(dá)更確切？剛才，試探電荷q在不同位置受力不同，那么是否電場(chǎng)力就可用來(lái)表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱呢？為什么不能用電場(chǎng)力表示電場(chǎng)強(qiáng)弱？演示電場(chǎng)中同一點(diǎn)，放不同的試探電荷，

　　結(jié)果：同一位置不同電荷受力卻不等。顯然不能用試探電荷受的力的大小表示電場(chǎng)。是什么使其受力不等呢？顯然，不是電場(chǎng)本身變化了，而是不影響電場(chǎng)的試探電荷。比值在電場(chǎng)中同一點(diǎn)是不變的。比值反映了什么呢？是電場(chǎng)的強(qiáng)弱分布。

　　2．電場(chǎng)強(qiáng)度：

　　（1）試探電荷：

　　（2）定義：物理學(xué)中把放入電場(chǎng)中某一點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷受到的電場(chǎng)力與它的電量的比值叫做這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng)。

　　①定義式：（適用于任何電場(chǎng)）

　　②比值定義法：=/v v=s/t

　　提示分析與，v的關(guān)系，總結(jié)出:電場(chǎng)中某一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與場(chǎng)源電荷的帶電量有關(guān)，與場(chǎng)中的位置有關(guān)，而與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)。

　　③物理意義：描述某點(diǎn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，

　　④單位：牛/庫(kù)（N/C）

　　⑤矢量性：我們規(guī)定電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向相同，那么負(fù)電荷所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反。(做圖演示)

　　知道某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度，有何用途呢？比如F=E·q說(shuō)明了什么？已知E，馬上可確定點(diǎn)電荷受力了。

　　下面我們一起來(lái)試試，利用電場(chǎng)強(qiáng)度定義及庫(kù)侖定律，設(shè)法推導(dǎo)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度。

　　（3）真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度：

　　（設(shè)場(chǎng)源電荷+Q，試探q，在r處，由庫(kù)侖定律F= ∵E= ）

　　①表達(dá)式：E=

　　畫圖，該A處，正試探電荷q受力背離連線向外，（再舉例-q的試探電荷）總結(jié)得出：

　　②方向：正點(diǎn)電荷在各點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度方向都是背離場(chǎng)源電荷向外。么所有物體都是很緊密的物質(zhì)，但事實(shí)不是這樣）（負(fù)電荷給學(xué)生討論總結(jié)出來(lái)。）

　　③ 大小與Q和r有關(guān)。

　　說(shuō)明：公式E=Q/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．

　　（4）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（P13-14）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)．

　　當(dāng)堂練習(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)的受力方向

　　D．公式E=F/q和E=Q/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(xiàn)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(xiàn)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=q1q2/r2中q2/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=q1×q2/r2，同樣q1/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=q2×q1/r2

　　D．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(xiàn)與q的比值始終不變

　　3.電場(chǎng)線

　　電場(chǎng)線在每一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小。

　　（用計(jì)算機(jī)展示幾種典型電場(chǎng)線的分布圖，并介紹它們的特點(diǎn)）

　　問(wèn)：根據(jù)我們所看到的幾種電場(chǎng)線，誰(shuí)能歸納一下電場(chǎng)線的方向有什么特點(diǎn)？

　　教師歸納：電場(chǎng)線總是從正電荷出發(fā)，終止于負(fù)電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)，如果只有負(fù)電荷，則電場(chǎng)線來(lái)自無(wú)窮遠(yuǎn)，終止于負(fù)電荷。

　　問(wèn)：任意兩條電場(chǎng)線都不會(huì)相交，這是為什么？

　　教師歸納：如果相交，則交點(diǎn)就會(huì)有兩個(gè)切線方向，而同一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向是唯一的。

　　實(shí)驗(yàn)?zāi)M以上幾種典型的電場(chǎng)線。

　　【作業(yè)布置】P15 1.2.3

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