资源简介

学校 课题 9.3 电场 电场强度
年级 高二 学科 物理
教材分析 《电场 电场强度》是物理必修第三册第九章第3节。本节的主要内容是电场强度，即描述电场的力学属性，是学习电磁学部分的基础内容。教材承接上一节的内容，提出电荷间的相互作用是通过电场发生的，并指出了电场是客观存在的物质特殊存在形式；教材在引入了试探电荷和场源电荷的概念后，结合库仑定律对同一位置不同电荷量的试探电荷所受电场力进行分析，找出不变量，从而引入了电场强度的概念，并特别分析了点电荷形成的电场的特点；针对电场强度的矢量性，教材分析了电场强度叠加所遵循的规律；接下来，教材介绍了电场线的概念及常见电场的电场线分布，并引入了匀强电场的概念。 在教学中，教师要着重让学生理解引入电场强度的理由和方法，并根据电场强度的矢量性对各种电场中各点的电场强度加以分析。
学情分析 在初中物理课的学习中，学生简单学习过磁场、磁感线，但没有对磁场有过定量的描述。在本节课引入电场，要引入一个对电场进行定量描述的物理量的过程中，学生遇到的最大困难即怎样描述电场的强弱？为何不直接用电场力的大小反应电场的强弱？为何要用比值定义法引入电场强度的概念？为此，教师要创设情境，引导学生认识到电场力的大小与试探电荷的电荷量、位置有关，不能客观描述电场的强弱。 另一方面，通过上一节的学习，学生已初步掌握了库仑力的计算方法。在引入电场强度概念后，学生要综合运用电场强度的定义式和库仑定律，对点电荷的电场等进行简单的计算。这需要学生具备初步的运用知识点的能力和一定的观察、分析能力。
教学目标 1.物理观念：通过类比与实验模拟的方法建立电场概念，知道电荷间的相互作用是通过电场实现的，知道场是物质存在的形式之一。 2.科学思维：通过电场强度概念的建立过程，进一步体会用物理量之比定义新物理量的方法。理解电场强度的定义式、单位和方向。 3.科学探究：知道点电荷形成的电场的电场强度的表达式。会计算多个点电荷形成的电场的电场强度。 4.科学态度与责任：会用电场线描述电场。了解几种典型场的电场线，体会用虚拟的图线描述抽象物理概念的思想方法。
教学重难点 教学重点：
电场强度概念的建立。 教学难点： 电场强度概念的建立。
教学准备 自制教学课件
教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 智慧课堂应用及分析 1.功能选择 2.应用价值 3.评价体现 时长
导入 提问 【播放视频】 ①日光灯发光【提问】 ①相隔一定距离的电荷间可以发生力的作用。电荷间的相互作用是通过什么发生的？ ②日光灯在没有通电的情况下会发光，为什么会出现这种现象？ 通过观看个人平板 屏幕推送 通过视频激发学生 的探究兴趣。 第一个问题采用上 一节中的探究实验 情景，承接库仑定 律的知识，引发学 生进一步思考。 第二个问题由视频中产生，与第一个问题一脉相承，引发学生对生活现象的思考。 5min
提问讨论 【提问】如图，带正电的带电体C置于铁架台旁，把系在丝线上带正电的小球先后挂在P1 、P2 、P3等位 回顾上 一节课 的知识 承接上一节的知识点，引出本节的内容。 5min
置。带电体C与小球间的作用力会随距离的不同怎样改变呢？ （1）在同一位置增大或减小小球所带的电荷量，作用力又会怎样变化？ （2）电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？ 点并作 答： 两带电 体之间 的作用 力随距 离的减 小而增 大，随 两带电 体所带 电荷量 的增大 而增大 。 即，电 荷之间 作用力 的大小 与带电 体所带 电荷量 的大小 及带电 体之间 的距离 有关。 在解答“新课导入 ”环节的第一个问题的同时，引出本节课的研究对象 讨论功能
【讲述】19世纪30年代，英国科学家法拉第提出：在电荷的周围存在着由它产生的电场（electric field) 。 →处在电场中的其他电荷受到的作 结合“ 新课导 入”环 节的第 一个问 在前面简单分析的基础上给出电场的定义。 由观察到实验现象 10min
用力就是这个电场给予的。 【讲述】电场对场中的其它电荷产生力的作用。 【讲述】 电场的定义：电场存在于电荷周围 ,是能传递电荷间相互作用力的一种特殊物质。 电场的基本性质：对放入其中的电荷有力的作用，即电场力。 静电场：静止电荷产生的电场。 说明： （1）只要是带电体，周围都能产生电场。电场对于电荷的作用实际是电场与电场的相互作用。 （2）电场以及磁场已被证明是一种客观存在。场具有能量，也是物质存在的一种形式。 【提问】电场对电荷有力的作用，怎样描述这种作用呢？ 题，思 考电荷 间发生 力的作 用的途 径。 结合牛 顿第三 定律， 体会电 荷通过 电场发 生相互 作用。 从带电 体通过 电场施 加相互 作用力 感受电 场的物 质性。 通过电 场的基 得出电场的基本性 质，便于学生接受 和理解。 对电场的基本性质 进行介绍。 用问题引出对电场强度概念的讨论。
本性质 初步感 受电场 的力学 属性。 进一步 认识电 场的性 质。 在对电 场概念 有了初 步认识 的基础 上进行 思考。
电场像风一样看不见摸不着，如何描述电场呢？我们可以观察风吹树叶，通过树叶的状态，来判断风的强弱和方向。电场对放入的电荷有力的作用，我们可以通过这个力入手来研究电场。 【提问】研究某一个力时，涉及的物体有施力物体和受力物体。对某一个电场而言，其中的电荷是否也有类似的区分呢？ 【讲述】 试探电荷：用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷，叫试探 回顾力学部分的知识，对比并思考。 体会试探电荷、场源电荷不同的作用及其特点。 10min
电荷。 试探电荷的特点：体积足够小；电荷量足够小。试探电荷的引入不改变源电荷的电场。 场源电荷：激发电场的带电体所带的电荷叫场源电荷，或源电荷。 【提问】如图，连接小球的细绳与竖直方向的夹角不同，离电荷Q越远，夹角越小，这说明了什么问题 电场的强弱与哪些因素有关呢？ 【提问】类似的，我们已经知道，在电场中的同一位置，由于小球所带电荷量不同，所受的电场力不同 。这又说明了什么？ 【提问】电场对电荷的作用力与电荷的位置、所带的电荷量有关。那么，能否用电场力来反映电场的性质呢？ 结合上一节的知识 ,思考并作答： 同一试探电荷在电 场中不同位置受力 不同。 → 电场对电荷的作 用力与电荷的位置 有关。 继续思考作答： 不同试探电荷受到 的电场力与试探电 荷的电量有关。 根据试探电荷的特 点分析作答： 试探电荷与原电场 无关，但试探电荷 所受电场力与其位 置、电荷量有关。 所以，不能用电场 力来反映电场的性 质。 思考。
电场像风一样看不见摸不着，如何描述电场呢？我们可以观察风吹树叶，通过树叶的状态，来判断风的强弱和方向。电场对放入的电荷有力的作用，我们可以通过这个力入手来研究电场。 【提问】研究某一个力时，涉及的物体有施力物体和受力物体。对某一个电场而言，其中的电荷是否也有类似的区分呢？ 【讲述】 试探电荷：用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷，叫试探电荷。 试探电荷的特点：体积足够小；电荷量足够小。试探电荷的引入不改变源电荷的电场。 场源电荷：激发电场的带电体所带的电荷叫场源电荷，或源电荷。 【提问】如图，连接小球的细绳与竖直方向的夹角不同，离电荷Q越远，夹角越小，这说明了什么问题 电场的强弱与哪些因素有关呢？ 结合库 仑定律 的知识 分析作 答： 在电场 中的同 一位置 ,当试 探电荷 的电荷 量变为 原来的2 倍、3倍 时，其 所受电 场力也 变为原 来的2倍 、3倍。 进一步 思考并 作答： 对于电 场中的 同一点 ,试探 电荷受 到的电 场力与 其电荷 量的比 结合上一节所学的内容与本节课学习的电场强度的概念 ,分析点电荷电场的分布规律。一方面便于学生全面掌握知识点，能更顺畅地处理相关问题 ；另一方面，也能使学生对电场的概念有更加深入的了解，能更加熟练地运用库仑定律解决问题。 10min
【提问】类似的，我们已经知道，在电场中的同一位置，由于小球所带电荷量不同，所受的电场力不同 。这又说明了什么？ 【提问】电场对电荷的作用力与电荷的位置、所带的电荷量有关。那么，能否用电场力来反映电场的性质呢？ 【提问】怎样寻找一个只与电场自身有关的不变的量来反映电场的强弱？ 【提问】在下列情况中，电场力是怎样随试探电荷的变化而变化的？ 【提问】由此，我们能不能发现一个去除试探电荷影响的方法？或者 值是一 定的。 理解电 场强度 的定义 。 根据定 义，分 析作答 : 定义式 ：E = 单位： 牛每库（N/C） 思考并 作答： 比值定 义法定 义的物 理量E， 与电场 力和电 荷量均 无关， 只等于 它们的 比值。 体会电
说，引入一个与试探电荷无关的不变量来反映电场的强弱？ 【讲述】电场强度的定义：放入电场中某点的试探电荷所受的电场力F与它的电荷量q的比值。符号：E 。 【提问】根据定义，电场强度的定义式和单位各是什么？ 【提问】能否根据E = ，说电场强度与电场力成正比，与电荷量成反比？ 【讲述】电场强度的物理意义：反映电场强弱的物理量，某点的电场强度数值上等于单位正电荷在该点所受的电场力。 【提问】在下图中，不同电性的试探电荷在同一电场中所受电场力的方向有何区别？ 【提问】电场强度的方向怎样定义呢？ 【讲述】物理学中规定，电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电 场强度 的物理 意义。 根据“ 同种电 荷相互 排斥， 异种电 荷相互 吸引” 判断电 场力的 方向。 对比电 流方向 的定义 方法思 考并理 解。 结合定 义电场 强度的 方法理 解电场
力的方向相同。 →负电荷在电场中某点受到的电场力的方向跟该点的电场强度方向相反。 【讲述】电场强度的两个性质： 1.唯一性：电场中某点的电场强度E是唯一的，是由电场本身的特性（形成电场的电荷及空间位置）决定的，与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关 。电场中不同的地方，电场强度一般是不同的。 2.矢量性：电场强度也描述电场的方向，是矢量，其方向与在该点的正电荷所受电场力的方向相同，与在该点的负电荷所受电场力的方向相反。 强度的唯一性 。
【提问】点电荷是最简单的场源电荷，它激发的电场有什么特点呢？ 1、点电荷电场的大小怎样计算？ 提示：这既要用到电场的概念，也要用到上一节学习的库仑定律。 E = k中各个物理量的含义是什么？ 2、点电荷电场的方向是怎样的？ 结合库 仑定律 、电场 强度的 概念分 析、作 答： 结合电 场方向 的定义 分析作 答： 正点电 荷形成 的电场 抢答，答题卡
【提问】关于场强的两个公式，有何区别？ 中，各 点电场 强度的 方向都 是沿半 径向外 的。 负点电 荷形成 的电场 中，各 点电场 强度的 方向都 是沿半 径向内 的。
板书设计 §9.3电场 电场强度 1、电场： ①定义： ②基本性质：对放入其中的电荷有力的作用，即电场力。 ③电场是客观存在的。 2、电场强度： ①试探电荷：体积足够小；电荷量足够小，不改变源电荷的电场 ②场源电荷 ③电场强度（E） ④定义式：E = ⑤单位：牛每库（N/C） ⑥物理意义：反映电场强弱的物理量 ⑦方向：电场强度的方向跟正电
荷在该点所受的静电力的方向相同。 ⑧性质：唯一性，矢量性 3、点电荷的电场： ①大小：E = k ②方向：
教学反思 本节课主要由电场、电场强度、点电荷的电场、电场强度的叠加、电场线、匀强电场等内容组成。电场强度概念的建立是本节课的重点也是难点。说它是重点的原因是：第一，电场强度既是高中电学的重要概念，又是学生接触场并对场具有初步定量认识的首个概念。建立电场强度的概念时采用的是用物理量之比来定义其概念，这是一种重要的科学方法，可以迁移到电势、电容、磁感应强度等概念的建立。第二，构建概念的过程蕴含了"猜想和假设""基于证据得出结论"等科学探究过程。说它是难点的原因是 ：电场强度的概念很抽象，尽管学生已经接触过密度、速度等用物理量之比来定义的物理量，但是学生常常从数学的角度去认识这个比例式，初学时容易把电场强度跟静电力混同起来。研究电场的强弱是通过引入试探电荷的方法来实现的，但定义后的物理量却跟试探电荷无关。电场强度是用来描述"场"的性质的物理量，与试探电荷的有无并无关系，这是学生以往没有接触的一种思维方式，因此，成为一个难点。在教学中，应让学生经历概念的完整建立过程，体会猜想与假设 、实验验证与理论推导的环节，从而加深对概念的深入理解。本节课的另一个难点是电场的物质性与电场线的理解。一方面，电场与电场线的概念很抽象；另一方面，学生先前对可见物质的认识，会干扰他们对场的物质性的理解。在教学中 ,可采取类比、实验模拟、空间想象等思维方法来突破这一难点。

展开更多......

收起↑