【#实用文# #电场电场强度教案#】作为一名优秀的人民教师,我们常常需要撰写说课稿,以提升教学能力。下面是我整理的一份高中物理《电场强度》的说课稿范文,供大家参考和借鉴,希望能对需要的朋友有所帮助。
一、教学目标
1.知识目标:
(1)通过本节课的复习,进一步加深对电场概念的理解,使学生明确场的特点,描写场的方法,并能在头脑中建立起场的模型和图象。
(2)加深理解场电荷、检验电荷的概念,深刻理解和掌握电场强度的概念。
(3)能够运用点电荷的电场强度公式进行简单运算。
(4)进一步理解和掌握电场的叠加原理,会计算简单的点电荷组产生的电场。
2.能力目标:
能够运用所学概念、公式进行简单运算,形成一定的解题能力。
二、教学重点、难点
1.进一步深刻理解电场和电场强度的概念是本节课的重点。
2.熟练应用电场强度的概念、场的叠加原理解决有关问题是本节的难点。
三、教学方法:
讲练结合,启发式教学
四、教 具:
幻灯片,上节课所用的课件
五、教学过程:
(一)复习提问
1.什么是电场?电场最基本的特性是什么?
2.用什么物理量来描述电场的强弱?是怎样定义的?是矢量还是标量?
3.电场强度的方向是怎样规定的?计算公式你知道有几个?应用时需要注意什么?
4.什么是电场的叠加原理?
引导学生回答:
1.电场的概念:
(1)电场是存在于电荷周围空间里的一种特殊物质。
只要有电荷存在,电荷周围就存在着电场。
(2)电场的基本性质:电场对放在其中的电荷有力的作用。
(这种力叫电场力)
2.电场强度:
(1)用电场强度来描述。定义:物理学中把放入电场中某一点的检验电荷受到的电场力与它的电量的比值叫做这一点的电场强度。简称场强。
(2)定义式:
(适用于任何电场)
(3)E的方向:
E和力F一样,也是矢量。我们规定电场中某点的场强方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同,那么负电荷所受电场力的方向与电场强度方向相反。
(4)E的单位:在国际单位制中E的单位: 牛/库(N/C)
(5)E的物理意义:
①描述某点电场的强弱和方向,是描述电场力的性质的物理量,是矢量。
②某点的场强E的大小和方向取决于电场,与检验电荷的正负、电量及受到的电场力F无关。
③ 只能用来量度电场强弱,而不能决定电场强弱。
④ 为定义式,适用于一切电场
3.点电荷电场的场强:
a、表达式: (此式为决定式,只适用于真空中点电荷的电场)
b、方向:若Q为正电荷,E的方向背离Q,若Q为负电荷,E的方向指向Q。
c、几个点电荷同时存在的空间的电场叠加(场的叠加原理)
如果一个电场由n个点电荷共同激发时,那么电场中任一点的总场强将等于n个点电荷在该点各自产生场强的矢量和。
(应用平行四边形法则)
4、电场力F:
(1)概念:电场力是电荷在电场中受到电场的作用力。
(2)关系:电荷在电场中某点所受到的电场力F由电荷所带电量q与电场在该点的电场强度E两因素决定。即:
①大小:F=qE(电场力的决定式,F和q、E都有关)
②方向:正电荷受电场力方向与E相同,负电荷受电场力方向与E相反。
5、电场强度E和电场力F是两个不同概念
注意点:
1、对象不同
2、决定因素不同
3、方向不一定相同
4、单位不同
(二)进行新课
1.作业讲评
根据上节课学生作业中出现的问题进行适当评析。
2.例题精讲
【例1】带电小球A、C相距30cm,均带正电.当一个带有负电的小球B放在A、C间连线的直线上,且B、C相距20cm时,可使C恰受电场力平衡.A、B、C均可看成点电荷.
①A、B所带电量应满足什么关系?
②如果要求A、B、C三球所受电场力同时平衡,它们的电量应满足什么关系?
学生读题、思考,找学生说出解决方法.
通过对此题的分析和求解,可以加深对场强概念和场强叠加的理解.学生一般从受力平衡的角度进行分析,利用库仑定律求解.在学生解题的基础上做以下分析.
分析与解:
①C处于平衡状态,实际上是要求C处在A、B形成的电场中的电场强度为零的地方.
既然C所在处的合场强为零,那么,C所带电量的正或负、电量的多或少均对其平衡无影响.
②再以A或B带电小球为研究对象,利用上面的方法分析和解决.
答案:①qA∶qB=9∶4,②qA∶qB∶qC=9∶4∶36.
【例2】如图所示,半经为r的硬橡胶圆环上带有均匀分布的正电荷,其单位长度上的带电量为q,现截去环上一小段AB,AB长为 ( ),则剩余部分在圆环中心处O点产生的场强多大?方向如何?
学生思考、讨论,可以请学生谈他们的认识与理解.
通过本题的求解,使学生加强对电场场强叠加的应用能力和加深对叠加的理解.
分析与解:
解法之一,利用圆环的对称性,可以得出这样的结果,即圆环上的任意一小段在圆心处所产生的电场场强,都与相对应的一小段产生的场强大小相等,方向相反,相互叠加后为零.由于AB段被截掉,所以,本来与AB相对称的那一小段所产生的场强就成为了整个圆环产生的电场的合场强。因题目中有条件 ,所以这一小段可以当成点电荷,利用点电荷的场强公式可求出答案.
解法之二,将AB段看成是一小段带正电和一小段带负电的圆环叠放,这样仍与题目的条件相符.而带正电的小段将圆环补齐,整个带电圆环在圆心处产生的电场的场强为零;带负电的一小段在圆心处产生的场强可利用点电荷的场强公式求出,这就是题目所要求的答案.
答案: ,方向指向AB
练习:如图所示,等边三角形ABC的边长为a,在它的顶点B、C上各有电量为Q(0)的点电荷.试求三角形中心处场强E的大小和方向.
学生自己练习求解,以巩固概念.
通过此题的求解,进一步巩固对场强矢量性的认识和场强叠加理解.
3.课堂练习
(1)下列说法中正确的是
A.只要有电荷存在,电荷周围就一定存在着电场。
B.电场是一种物质,它与其他物质一样,是不依赖于我们的感觉而客观存在的。
C.电荷间的相互作用是通过电场而产生的。
D.电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用。
(2)下列说法中正确的是
A.电场强度反映了电场的力的`性质,因此场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比。
B.场中某点的场强等于 ,但与检验电荷的受力及带电量无关。
C.场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向。
D.公式 和 对于任何静电场都是适用的
(3)下列说法中正确的是
A.场强的定义式 中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是放入电场中的电荷的电量。
B.场强的定义式 中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是产生电场的电荷的电量。
C.在库仑定律的表达式 中, 是点电荷Q2产生的电场在Q1处的场强的大小。
D.无论定义式
中的q值如何变化,在电场中的同一点,F与q的比值始终不变。
(4)讨论电场力与电场强度的区别。
物理量
比较内容电场力电场强度
区 别物理意义电荷在电场中所受的力反映电场的力的属性
决定因素由电荷和电场共同决定仅由电场自身决定
大小F=qEE=F/q
方向正电荷受力与E同向
负电荷受力与E同向规定E的方向为正电荷在该点的受力方向
单位NN/C或V/m
联系F=qE(普遍适用)
(三)小结与反馈练习:
(1) 不能说成E正比于F,或E正比于1/q。
(2)检验电荷q在周围是否产生电场?该电场对电源电荷Q有无作用?若有,作用力大小为多大?该点的场强又为多大?
(3)在求电场强度时,不但要计算E的大小,还需强调E的方向。
(四)作业布置:
1.为了确定电场中P点的电场强度大小,用细丝线悬挂一个带负电荷的小球去探测。当球在P点静止后,测出悬线与竖直方向夹角为37。已知P点场强方向在水平方向上,小球重力为4.010-3N。所带电量为0.01C,取Sin37=0.6,则P点的电场强度大小是多少?
2.真空中,A、B两点上分别放置异种点电荷Q1、Q2,已知两点电荷间引力为1N,Q1=110-5C,Q2=-110-6C。移开Q1,则Q2在A处产生的场强大小是___________N/C,方向是___________;若移开Q2,则Q1在B处产生的场强大小是____________N/C,方向是___________
3.在x轴上有两个点电荷,一个带正电Q1,一个带负电-Q2,且Q1=2Q2.用E1和E2分别表示两个电荷所产生的场强的大小,则在X轴上 [ ]
A.E1=E2之点只有一处,该处合场强为0
B.E1=E2之点共有两处:一处合场强为0,另一处合场强为2E2
C.E1=E2之点共有三处:其中两处合场强为0,另一处合场强为2E2
D.E1=E2之点共有三处:其中一处合场强为0,另两处合场强为2E2
说明:学习本节课需要注意的问题
1.场强是表示电场强弱的物理量,因而在引入电场强度的概念时,应该使学生了解什么是电场的强弱,同一个电荷在电场中的不同点受到的电场力的大小是不同的,所受电场力大的点,电场强。
2.应当使学生理解为什么可以用比值F/q来表示电场强度,知道这个比值与电荷q无关,是反映电场性质的物理量。
比值定义一个新的物理量是物理学中常用的方法,应结合学生前面学过的类似的定义方法,让学生领会电场强度的定义
教学目标
(一)知识与技能
1、知道电荷间的相互作用是通过电场发生的,知道电场是客观存在的一种特殊物质形态、
2、理解电场强度的概念及其定义式,会根据电场强度的定义式进行有关的计算,知道电场强度是矢量,知道电场强度的方向是怎样规定的、
3、能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式,并能用此公式进行有关的计算、
4、知道电场的叠加原理,并应用这个原理进行简单的计算、
(二)过程与方法
通过分析在电场中的不同点,电场力F与电荷电量q的比例关系,使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱,即电场强度的概念;知道电场叠加的一般方法。
(三)情感态度与价值观
培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。
重点:
电场强度的概念及其定义式
难点:
对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算
教学过程
(一)引入新课
问题引入:电荷间的相互作用力是怎样产生的?
(二)新课教学-----第3节 电场 电场强度
启发学生
从哲学角度认识电场,理解电场的客观存在性,不以人的意识为转移,但能为人的意识所认识的物质属性、利用课本图14-5说明:电荷A和B是怎样通过电场与其他电荷发生作用、电荷A对电荷B的作用,实际上是电荷A的电场对电荷B的作用;电荷B对电荷A的作用,实际上是电荷B的电场对电荷A的作用、
(1)电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质——电场发生的,电荷的周围都存在电场.
特殊性:不同于生活中常见的物质,看不见,摸不着,无法称量,可以叠加. 物质性:是客观存在的,具有物质的基本属性——质量和能量.
(2)基本性质:主要表现在以下几方面
①引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用,且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样.
②电场能使引入其中的导体产生静电感应现象.
③当带电体在电场中移动时,电场力将对带电体做功,这表示电场具有能量. 可见,电场具有力和能的特征
提出问题:同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小一般不同,这是什么因素造成的?引出电场强度的概念:因为电场具有方向性以及各点强弱不同,所以靠成同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小不同,我们用电场强度来表示电场的强弱和方向、
由图1.2-1可知带电金属球周围存在电场。且从小球受力情况可知,电场的强弱与小球带电和位置有关。引出试探电荷和场源电荷----
(1)关于试探电荷和场源电荷-(详见P12)
注意:检验电荷是一种理想化模型,它是电量很小的点电荷,将其放入电场后对原电场强度无影响
指出:虽然可用同一电荷q在电场中各点所受电场力F的大小来比较各点的电场强弱,
但是电场力F的大小还和电荷q的电量有关,所以不能直接用电场力的大小表示电场的强弱、实验表明:在电场中的同一点,电场力F与电荷电量q成正比,比值F/q由电荷q在电场中的位置所决定,跟电荷电量无关,是反映电场性质的物理量,所以我们用这个比值F/q来表示电场的强弱、
(2)电场强度
①定义:电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值,叫做该点的电场强度,简称场强、用E表示。
公式(大小):E=F/q(适用于所有电场)
单位:N/C意义P13
提出问题:电场强度是矢量,怎样表示电场的方向呢?
②方向性:物理学中规定,电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同、
指出:负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点的场强方向相反、
带领学生讨论真空中点电荷周围的电场,说明研究方法:将检验电荷放入点电荷周围的电场中某点,判断其所受的电场力的大小和方向,从而得出该点场强、
◎唯一性和固定性
电场中某一点处的电场强度E是唯一的,它的大小和方向与放入该点电荷q无关,它决定于电场的源电荷及空间位置,电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷无关.
带领学生总结出真空中点电荷周围电场的大小和方向、在此过程中注意引导学生总结公式E=F/q和E=kQ/r2的区别及联系、
3、(真空中)点电荷周围的电场、电场强度的叠加
(1)点电荷周围的电场
①大小:E=kQ/r2 (只适用于点电荷的电场)
②方向:如果是正电荷,E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q;如果是负电荷:E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q、(参见课本图14-7)
说明:公式E=kQ/r2中的'Q是场源电荷的电量,r是场中某点到场源电荷的距离、从而使学生理解:空间某点的场强是由产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离决定的,与检验电荷无关、
提出问题:如果空间中有几个点电荷同时存在,此时各点的场强是怎样的呢?带领学生由检验电荷所受电场力具有的叠加性,分析出电场的叠加原理、
(2)电场强度的叠加原理:某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和、
先分析方法(P13-14)后举例:先在同一直线再不在同一直线。
例如:课本图1.3-3中P点的场强,等于+Q1在该点产生的场强E1和Q2在该点产生的场强E2的矢量和、从而使学生进一步理解到,任何带电体都可以看做是有许多点电荷组成的、利用点电荷场强的计算公式及叠加原理就可以计算出其周围各点场强、
【例题】(课本P例题演变)在真空中有两个点电荷Q=+3.0×10-8C和Q=-3.0×912
10-8C,它们相距0.1m,求电场中A点的场强、A点与两个点电荷的距离相等,r=0.1m
分析:点电荷Q1和Q2的电场在A点的场强分别为E1和E2,它们大小相等,方向如图所示,合场强E在E1和E2的夹角的平分线上,此平分线跟Q1和Q2的连线平行、
解:E=E1cos60°+E2cos60°=2E1cos60°=2kQ1cos60°/r2代入数值得 E=2.7×104N/C 可以证明:一个半径为R的均匀球体(或球壳)在外部产生的电场,与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同,球外各点和电场强度一样
即:E=kQ/r2
◎组织学生讨论课本中的【说一说】,由学生讨论后归纳:
(1)关于静电平衡
(2)静电平衡后导体内部电场的特点:
①处于静电平衡状态的导体,内部的场强处处为零(注意:这时的场强是合场强,即外电场和感应电场的叠加)
②处于静电平衡状态的导体,电荷只分布在导体的外表面上。
(1)电场线:电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度的方向。
(2)电场线的基本性质
①电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向.
②电场线的疏密反映电场强度的大小(疏弱密强).
③静电场中电场线始于正电荷或无穷远,止于负电荷或无穷远.它不封闭,也不在无电荷处中断.
④任意两条电场线不会在无电荷处相交(包括相切) 介绍各种点电荷电场线的分布情况。
【演示】模拟电场线
指出:电场线是为了形象描述电场而引入的,电场线不是实际存在的线。
5、匀强电场
(1)定义:电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场.
(2)匀强电场的电场线:是一组疏密程度相同(等间距)的平行直线.例如,两等大、正对且带等量异种电荷的平行金属板间的电场中,除边缘附近外,就是匀强电场.如图14.3-1.
(三)【小结】对本节内容做简要的小结
◎巩固练习
1、下列说法中正确的是:[ABC ]
A、只要有电荷存在,电荷周围就一定存在着电场
B、电场是一种物质,它与其他物质一样,是不依赖我们的感觉而客观存在的东西
C、电荷间的相互作用是通过电场而产生的,电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用
2、下列说法中正确的是:[BC ]
A、电场强度反映了电场的力的性质,因此场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比
B、电场中某点的场强等于F/q,但与检验电荷的受力大小及带电量无关
C、电场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向
D、公式E=F/q和E=kQ/r2对于任何静电场都是适用的
3、下列说法中正确的是:[ACD ]
A、场强的定义式E=F/q中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是放入电场中的电荷的电量
B、场强的定义式E=F/q中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是产生电场的电荷的电量
C、在库仑定律的表达式F=kq1q2/r2中kq2/r2是电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小,此场对q1作用的电场力F=q1×kq2/r2,同样kq1/r2是电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强的大小,此场对q2作用的电场力F=q2×kq1/r2
D、无论定义式E=F/q中的q值(不为零)如何变化,在电场中的同一点,F与q的比值始终不变
4、讨论电场力与电场强度的区别于联系
●作业
复习本节课文
1、思考课本P16问题与练习第(1)、(3)、(4)、(5)、(7)题、
2、作业纸、
参考题
在电场中某一点,当放入正电荷时受到的电场力向右,当放入负电荷时受到电场力向 左,下列说法正确的是:[ ]
A、当放入正电荷时,该点的场强向右,当放入负电荷时,该点的场强向左
B、只有在该点放入电荷时,该点才有场强
C、该点的场强方向一定向右
D、以上说法均不正确
真空中,两个等量异种点电荷电量数值均为q,相距r、两点电荷连线中点处
的电场强度的大小为:[ ]
A、B、2kq/r2 C、4k/r2 D、8kq/r2
3、真空中,A,B两点上分别设置异种点电荷Q1、Q2,已知两点电荷间引力为10N,Q=1.0×10-2C,Q=2.0×10-2C、则Q在A处产生的场强大小是________N/C,方向是122
________;若移开Q2,则Q1在B处产生的场强的大小是________N/C,方向是________、
说明
1、电场强度是表示电场强弱的物理量,因而在引入电场强度的概念时,应该使学生了解什么是电场的强弱,同一个电荷在电场中的不同点受到的电场力的大小是不同的,所受电场力大的点,电场强、
2、应当使学生理解为什么可以用比值F/q来表示电场强度,知道这个比值与电荷q无关,是反映电场性质的物理量、
用比值定义一个新的物理量是物理学中常用的方法,应结合学生前面学过的类似的定义方法,让学生领会电场强度的定义、
3、应当要求学生确切地理解E=F/q和E=kQ/r2这两个公式的含义,以及它们的区别和联系、
4、应用电场的叠加原理进行计算时不应过于复杂,一般只限于两个电场叠加的情形、通过这种计算,使学生理解场强的矢量性
5、电场线是为了形象描述电场而引入的,电场线不是实际存在的线。 教后记:
1、 对于两个公式的理解以及电场强度的定义还存在问题,要通过题目去强化。
2、 对于几种典型问题,学生死记答案,要让他们养成分析题目的习惯。 学生对于计算题过于依赖计算器,要让他们养成手算习惯。
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