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课题 第五章 电场与磁场 电磁感应 第一节 电场 电场强度 1课时
教 学 目 标 知识目标 1. 了解电场、电场线、电场强度和匀强电场的概念； 2. 知道电场线的特点； 3. 了解电场强度的实际意义。
能力目标 1. 通过对电场线的学习，能用电场线描述电场； 2. 通过对电场强度概念的学习，能用电场强度的定义式进行简单计算； 3. 通过电场线的学习，了解用图形描述电场的物理性质的方法。
情感目标 1. 通过对本节内容的学习，激发学生热爱科学的情感，培养学生科学的思维方法； 2. 通过对电场强度的了解，培养学生具体问题具体分析的思想。
重点 电场、电场线、电场强度和匀强电场的概念
难点 知道电场线的特点
教具 多媒体展示系统、电场线形状的模拟演示实验装置、电荷在电场中不同位置的受力情况演示实验装置
主要教学过程 学生活动
教 学 过 程 设 计 一、引入课题 用多媒体展示系统展示教材图5-1。 提问：同学们经常会看到如图所示的高架电线，如果仔细观察会发现，有的线架得高，有的线架得低，它们有什么区别吗？ （可能有学生回答：电压高的架得高；电压低的架得低。教师可以追问：为什么是这样做呢？学生就回答不出来了） 引入课题： 为了弄清这个问题，我们要从最根本的静电现象开始学起——第一节 电场 电场强度。 二、电场 在初中我们已经学过，经过摩擦的物体，如塑料笔杆、玻璃棒等，能够吸引轻小物体，我们就说这些摩擦过的物体带了电荷。电荷有两种，正电荷和负电荷。 提问：用丝绸摩擦过的玻璃棒带什么电荷？用毛皮摩擦过的橡胶棒带什么电荷？ （用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。） 用多媒体展示系统展示教材图5-2。 提问：请同学们观看此图并思考电的基本性质是什么？ （基本电性是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。） 电荷的多少叫作电荷量，常用Q或q表示，它的SI单位是C（库）。通常，正电荷用正数表示，负电荷用负数表示。 科学家发现，自然界中存在的最小电荷是电子和质子所带的电荷。我们把这个最小的电荷叫作元电荷，用 e 表示： C 电荷间的相互作用是怎样发生的呢？经过长期的科学研究，人们认识到：电荷之间的相互作用是通过电场发生的。电场是一种存在于电荷周围的看不见、摸不着的特殊物质。只要电荷存在，电荷的周围就存在着电场。电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫作电场力。 例如，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。 三、电场线 为了形象地描绘电场在空间的分布，英国物理学家法拉第提出了用电场线表示电场的方法。 演示实验： 把奎宁的针状结晶或头发屑悬浮在蓖麻油里，放入电场中，这些微屑就按照电场强度的方向排列成规则的曲线，模拟出电场线的分布情景。 （教师也可以给学生播放相关视频或展示教材图5-4。） 用多媒体展示系统展示教材图5-5。 因此，我们可以在电场中画出一系列带箭头的曲线，使这些曲线上每一点处跟箭头指向一致的切线方向，都和该点的电场方向相同，如教材图 5-5所示。这些曲线就叫作电场线。 用多媒体展示系统展示教材图5-6。 此图所示是单个电荷的电场线分布图。 用多媒体展示系统展示教材图5-7。 此图所示是两个等量电荷的电场线分布图。 提问：同学们通过观看这些电场线的分布图，能否归纳出电场线的特点？ （电场线始于正电荷（或无限远处），终止于负电荷（或无限远处），不闭合，不相交。电场强处电场线密，电场弱处电场线疏。）（学生肯定归纳不全，不足之处由教师补充。） 四、电场强度 在电场中的不同位置，电场的强弱程度不同。如何定量地描述电场的强弱呢？ 为了检测电场的强弱，我们引入一个电荷量非常小的电荷——检验电荷。把电荷量为q的检验电荷放在电场中的某一点，检验电荷q会受到的电场力F的作用。 演示实验 电荷在电场中不同位置的受力情况 把一个带正电的物体固定在A处，然后把一个拴在丝线下端的带正电的小球先后挂在B，C，D等位置，如教材图5-8所示。带电小球受到的电场力的大小，可以通过丝线相对于竖直方向的偏角大小显示出来。偏角越大，表示小球受到的电场力越大。实验表明，带电小球挂在B，C，D各点时受到的电场力依次减小。 我们把放入电场中某点的电荷所受到的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫作该点的电场强度，用E表示，则 电场强度的SI单位是N / C（牛/库）。 电场强度是矢量。物理学中规定，电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同。 通常情况下，空气是不导电的，但是如果电场特别强，空气分子中的正、负电荷受到方向相反的强电场力，有可能被“撕”开，这种现象叫作空气的电离。由于电离后的空气中有了可以自由移动的电荷，空气就可以导电了，这就是放电现象。燃气灶、打火机的点火装置利用的就是这一原理。 一般情况下，越靠近高压电线的地方，电场强度越大；电压越高的地方，电场强度也越大。因此，我国《电力设施保护条例》中规定，为了保证已建架空电力线路的安全运行和保障人民生活的正常供电而必须设置安全区域。各级电压导线的安全距离如下：1～10 kV——5 m；35～110 kV—— 10 m；154～330 kV——15 m；500 kV——20 m。 五、匀强电场 用多媒体展示系统展示教材图5-9。 两块面积相等、互相正对、彼此平行而又靠近的金属板，分别带上等量异种电荷，就会在两板间形成匀强电场（两板边缘附近除外，如图所示）。 用多媒体展示系统展示教材图5-10。 匀强电场的电场线是疏密均匀、互相平行的直线，如图所示。 提问：请同学们观察图中所示电场中A、B两点（由教师指定），哪一点的电场强度大？ （一样大。因为电场线的疏密程度相同。） 在电场的某一区域里，如果各点的电场强度大小和方向都相同，这个区域的电场就叫作匀强电场。匀强电场是最简单的，同时也是很重要的电场，在实验研究中经常用到。 观看图片 学生思考并回答 板书 板书 学生回答 学生观看 学生回答 教师板书 板书 板书 板书 板书 板书 学生观察 学生观看 学生观看 板书 学生观看 学生观看 学生回答 板书 学生观察 板书 板书 板书 回应本节节前言中的问题 板书 学生观看 学生观看 学生回答 板书
小 结 电场 电场强度 1．电场 电场是一种存在于电荷周围的看不见、摸不着的特殊物质。 电荷之间的相互作用是通过电场发生的。 2．电场线 在电场中画出一系列带箭头的曲线，使这些曲线上每一点处跟箭头指向一致的切线方向，都和该点的电场强度方向相同，这些曲线就叫作电场线。 电场线始于正电荷（或无限远处），终止于负电荷（或无限远处），不闭合，不相交。电场强处电场线密，电场弱处电场线疏。 3．电场强度 放入电场中某点的电荷所受到的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫作该点的电场强度。 电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同。 4．匀强电场 在电场的某一区域里，如果各点的电场强度大小和方向都相同，这个区域的电场就叫作匀强电场。 回顾本节知识；体会思考方法；感受情感态度
随 堂 练 习 练习5-1 1．答 （1）A点最强； （2）各点的电场强度的方向如下图所示； （3）把负电荷分别放在这三点，它们所受电场力的方向如下图所示。 思考并回答
课 后 作 业 练习5-1 2．解 N N 电场力的方向与电场强度方向相同； N N 电场力的方向与电场强度方向相反。 要求学生独立完成

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