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9.3 第2课时 电场线 匀强电场
【教材分析】
本节课所采用的教材是2019版人教版高中物理必修3第9章第3节的内容，本节我们共分为二课时完成，第一课时我们已经讲了“电场”“电场强度”“点电荷的电场电场强度的叠加”这部分内容。第二课时我们主要讲“电场线”“匀强电场”这部分内容。
通过电场线的学习，应使学生感悟到科学家是如何用虚拟的图线来描述抽象的物理概念的。它能使物理概念具体化、形象化，这充分体现了科学研究中一种十分重要的思想方法。
学习电场线需要明确以下几个问题：
①用电场线可以表示电场的方向与强弱（强调：电场线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向，并且这些电场线都是空间分布的）；
②电场线是从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；
③在同一电场中电场线不可相交表示了电场中电场强度的唯一性；
④在同一幅图中，可以用电场线的疏密来表示电场强度的相对大小；
⑤电场中实际上并不存在电场线，但电场线是形象描述电场的有效工具；
对于匀强电场，应该让学生掌握匀强电场的特点。
【教学目标】
1.通过电场线的学习，能读懂一些典型电场的电场线分布图；
2.会用电场线来描述有关的电场，即会用电场线描述电场强度的大小和方向；
3.知道常见的几种电场线的特点。
【教学重难点】
掌握电场线、匀强电场的内容与特征；
运用电场线判断场强的变化。
【教学过程】
导入新课、讲授新课、课堂小结、
一、导入新课
知识回顾：计算电场强度的公式有哪些？
定义式，适用于一切电场： ；适用于点电荷的电场： 。
除了用数学公式描述电场外，形象地了解和描述电场中各点电场强度的大小和方向也很重要。法拉第采用了一个简洁的方法来描述电场，那就是画电场线。
今天我们就来了解电场线的有关知识。
二、讲授新课
1、电场线
问：什么是电场线 电场强度方向在电场线上是怎么表示的
答：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方向。
问：电场线有什么特点
答：（1）电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷。
（2）同一电场的电场线在电场中不相交。
问：任意两条电场线都不会相交，这是为什么
答：如果相交，则交点就会有两个切线方向，而同一点电场强度的大小和方向是唯一的。
问：电场线的疏密与电场强度的大小有什么关系
答：电场线的疏密表示电场强度的相对大小，在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密。
[案例分析]
（1）为了形象地描述电场，法拉第引入了电场线的概念。电场线是真实存在的吗
（2）电场线是如何表示电场方向和强弱的
请同学们思考并查阅教材和手头资料后分小组讨论归纳得出答案。
答：（1）电场线实际上不存在。
（2）在电场中，电场线某点的切线方向表示该点的电场强度方向；电场线的疏密表示电场强度的相对大小，在同一电场中，电场强度较大的地方电场线较密，反之较疏。
[归纳总结]
大家要特别注意一个问题：我们虽然可以用实验模拟电场线的分布，但是，电场线并不是电场中真实存在的曲线，它只是我们为了形象地描述电场而引入的。大家知道，法拉第首先提出了电场，并用电场线形象地描述电场的分布，这在物理学中是非常重要的。虽然法拉第当时认为电场线是真实的曲线，这是不对的，但是，法拉第的场线思想却是非常宝贵的。用场线来形象地描绘矢量场的分布这种方法一直被普遍地采用着。
2、几种典型电场的电场线
介绍几种典型的电场线：正、负点电荷的电场线；等量异种点电荷的电场线；等量同种点电荷的电场线；相距很近的一对带等量异种电荷的平行金属板间的电场线。
（1）正、负点电荷的电场线
特点：①离点电荷越近，电场线越密，场强越大；
②以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。
（2）等量异种点电荷的电场线
特点：①电荷之间的连线上，场强先变小后变大；
②点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且总与中垂面（中垂线）垂直。
（3）等量同种点电荷的电场线
特点：①点电荷连线中点O处场强为0；
②点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为0；
③垂线上，两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏。
（3）带等量异种电荷平行金属板间的电场线
相距很近的一对带等量异种电荷的平行金属板，它们之间的电场除边缘外，可以看作匀强电场。
3、匀强电场
问：那么什么是匀强电场
答：如果电场中各点的电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫作匀强电场。
问：匀强电场的电场线有什么特点
答：（1）电场强度方向处处相同，电场线是平行直线。
（2）电场强度大小处处相等，电场线疏密程度相同，即电场线间隔相等。
【课堂小结】
1.电场线
（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方向，电场线不是实际存在的线，而是为了形象描述电场而假想的线。
（3）电场线的特点：
①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；
②同一电场的电场线在电场中不相交；
③在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏。
2.几种常见的电场线及其特点
3.匀强电场
（1）匀强电场定义：如果电场中各点的电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫作匀强电场。
（2）特点：①电场强度方向处处相同，电场线是平行直线；
②电场强度大小处处相等，电场线间隔相等。
【巩固练习】
1.下列关于电场线的几种说法中，正确的是（ ）
A.沿电场线的方向，电场强度必定越来越小
B.在多个电荷产生的电场中，电场线是可以相交的
C.点电荷在电场中的运动轨迹一定跟电场线是重合的
D.电场线越密的地方，同一试探电荷所受的静电力越大
【答案】D
【解析】电场线的疏密表示电场强度的相对大小，沿电场线方向，电场线不一定越来越疏，故电场强度也不一定越来越小，A错误；根据电场的唯一性的原则，多个电荷在某一点产生的电场强度应是每一个电荷在该点产生的电场强度的矢量和，只能有唯一的电场强度，电场线不相交，B错误；运动的轨迹和电场线不一定重合，C错误；根据电场线的物理意义，电场线密的区域电场强度大，同样，试探电荷受到的静电力越大，D正确。
2.如图为等量异种点电荷周围的电场线分布情况，现将一个带负电的点电荷C（图中没有画出）以一定初速度从A点释放，初速度的方向沿电荷连线由A指向B，则关于C在A、B之间的运动，下列分析正确的是（ ）
A.加速度先减小后增大
B.加速度先增大后减小
C.速度先增大后减小
D.速度先减小后增大
【答案】A
【解析】等异种电荷连线上的电场方向是相同的，由正点电荷指向负点电荷，将一个带负电的点电荷C以一定初速度从A点释放，点电荷C受到向右的电场力作用，根据电场线的疏密可知，电场力先减小后增大，所以加速度先减小后增大，电场力对C一直做正功，动能一直增大，速度一直增大，故BCD错误，A正确。
【板书设计】
1.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方向。
特点：①假想的，不是电荷的运动轨迹；
②不闭合：电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；
③不中断：在无电荷的区域内不会中断。
2.几种常见电场中电场线的分布
3.匀强电场
特点：①匀强电场各点电场强弱相同，电场线密疏程度一样。
②匀强电场各点电场方向相同。
【教学反思】
1.对于电场线的理解存在一个误区就是，它与物体的运动轨迹的问题，以后要加强这方面的讲解。
2.共点力的平衡，在电学的应用，也许会比较陌生，但是电场力没有什么特殊的地方，只是受力分析多了个力而已。

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