资源简介

新教材2019
必修三
10.3
电场
电场强度
教案
教学目标
了解电场的概念，并能建立场的模型和图案
理解场源电荷、试探电荷的概念，理解和掌握电场强度的概念
掌握点电荷的电场强度的公式
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。
教学重难点
1.“场”是物理学中的重要概念，“场”的概念比较抽象，在中学物理中，本章又是初次比较深入地研究“场”，所以“场”概念的引入，“场”观念的建立，既是本节的重点也是本节的重点和难点。
2.电场强度的概念，场的叠加原理也是本节的重点和难点。
教学过程
情景导入
情景一：用手推桌子。。。
师：手和桌子之间有作用力，这是由于手和桌子接触、形变产生的。
情景二：两个同种点电荷放置一定远的距离。。。
师：它们之间有没有作用力呢？
生：有的，同种电荷相互排斥。
师：它们没有接触，那么这种作用力是如何产生或者说如何传递的呢？会不会是通过空气传递的？
生：不会，因为库伦定律说“真空中两个静止的点电荷之间有库仑力”。
师：确实，它们传递这种作用的媒介不是空气，那么到底是什么呢?我们回忆一下，之前我们所学到过的相互作用中，这种没有接触就可以产生的力的作用的还有哪些？
生：重力、磁体与磁体之间的相互作用
师：对了，其实磁体我们知道，它的周围有“磁场”，磁体之间就是通过磁场相互作用的；那么重力
其实也一样，地球周围有重力场，对物体传递重力的作用。那么，类比一下，其实我们的电荷周围有“电场”，电荷之间相互作用就是由它来传递的。
电场的这个概念最早是由英国物理学家法拉第提出的：在电荷的周围存在着由它产生的电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。
师：例如：在空间中放置一个点电荷A，那么空间中就布满了由A产生的电场，再在这个空间中放置一个点电荷B，B就会受到A给它的作用力，这个作用力就是由A产生的电场给它的。A对B有作用力，那么B对A呢？请同学来描述一下。
生：B对A也有作用力，这个作用力是由B在空间中产生的电场作用到A上的。
基础梳理
板书：一.电场
定义：电荷周围存在的特殊物质
基本性质：对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫电场力。
电荷间的相互作用力通过电场发生
本章只讨论静止电荷产生的电场，叫作静电场
师：场这种东西看不见摸不着，你怎么知道它存在不存在呢？来，我们来看一个小实验
实验：将日光灯管靠近通电的辉光球
师：请同学描述一下你看到的实验现象
生：将日光灯管靠近通电的辉光球，日光灯管亮了，而移远的时候，日光灯管暗了。
师：那么日光灯管亮了，它的光能是哪里来的呢？我们看见它靠近了通电的辉光球，说明这个能量就是辉光球周围的物质给它的，这种物质就是电场。所以我们说电场是真是存在的物质，它虽然看不见摸不着，但是和原子分子堆积起来的物质一样，具有能量，是物质存在的另一种形式。
师：既然这种物质真实存在，那么它到底具有怎样的性质呢？接下来我们就来研究一下。但是这里又存在一个问题：这种物质看不见摸不着，我们怎么去研究它呢？比如：风看不见摸不着，大家是如何知道这里有没有风的？（拿一张纸，用手在旁边扇）
生：看到纸动了。。
师：那么也就是说我可以把通过纸动没动来知道这里有没有风，即我可以通过电场表现出来的我们看的见的特点去研究它，对吗？来看看我们刚刚所说的，它具有的基本特点是什么呢？
生：对放入其中的电荷有力的作用
师：所以现在我们的研究对象就变成了电场中的某一个电荷在这个电场中所受的电场力的特点了。那我们类比一下啊。空间中有一热源，散热，在它周围的的空间中大家都能感受到温暖。那么我们如何确切的知道某一点的温度呢？
生：在那一点放置一个温度计。
师：类比一下，空间中有个电荷在周围空间中产生电场，那这个电荷就类似于热源。那我们如何知道它在空间中某一点产生的场强呢？在那一点放置一个小电荷，去研究它所受的电场力。那这个小电荷的类似于温度计了。那么我们知道温度计会不会影响那一点的温度啊？比如，温度计拿走，那一点就没有温度了吗？，那一点的温度是由谁决定的？
生：不会，那一点的温度是由热源决定的。
师：所以那个小电荷会影响某一点的场强吗？
生：不会
师：那一点的场强是由谁决定的？
生：是由产生它的电荷决定的。
师：很好，所以啊我们给产生电场的电荷起一个名字叫做“场源电荷”；放进去研究它所受的电场力的电荷叫做“试探电荷”。但是这里还是有一个问题，电荷周围都有电场，所以试探电荷周围也是有电场的，那么它应该具有怎样的特点才能使它产生的电场对原电场没有影响呢？
生：试探电荷比较小，电荷量也比较小。
师：对了，这就是试探电荷所需要具有的性质。
板书：
试探电荷：尺寸充分小，电量充分小
场源电荷：产生电场的电荷
重点探究
（1）电场有强弱吗？
同一试探电荷在电场中不同位置受力不同
实验结论：电场的强弱与
位置
有关
（2）电场的强弱能用试探电荷所受的电场力来表示吗？
实验结论：不同试探电荷受到的电场力还与试探电荷的
电荷量
有关
师：因为电场是由场源电荷产生的，某一位置的场强只能与场源电荷有关，与试探电荷无关，所以电场力不能表示电场的强弱。主要是由于电场力跟试探电荷的电荷量有关。我们来看一个例题：
师：我们发现，在相同的位置，不同电荷量的试探电荷所受的电场力不同，但是电场力和这个试探电荷的比值是确定的。即用F比上q，就消除了试探电荷电荷量的影响了。所以我们就用F/q来表示电场的强弱，用大写字母E来表示，叫做电场强度，简称：场强。
板书：
二．电场强度
1.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
2.定义式：
（适用于一切电场）
3.单位：N/C
4.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那里所受的电场力。
5.电场强度的方向——矢量性：规定电场方向与正试探电荷在该点所受的电场力方向相同。
师：这个是E的定义式，适用于一切电场，但是注意E是由比值定义得出的，不能说它与电场力成正比，与试探电荷电荷量成反比。因为决定它的实际上是谁？
生：场源电荷
师：另外，场强是一个矢量，有方向的。它的方向我们规定与正电荷所受电场力方向相同，那么就与负电荷所受电场力方向相反了。
师：既然F与q决定不了E，那么到底是什么量可以决定E呢？前面我们才学了库仑定律，知道，我们将它代入电场强度的定义式中，看看能得到什么结果?
生：
师：这样我们就找到了电场强度的一个决定式，它的适用条件是什么？
生：真空中的点电荷。
师：好，那我们再来看一下方向。在正源电荷周围某点放一个正试探电荷，那么这个试探电荷所受的电场力是排斥力，方向是朝外的。所以正源电荷周围的电场方向是沿着径向朝外的。那么负电荷的，你们自己尝试一下，应该是什么样的？
生：沿着径向朝内。
那我们总结一下：就是正电荷是“光芒万丈”，负电荷是“万箭穿心。”
板书：
三．点电荷的电场
1.决定式：
（适用于真空中的点电荷）
（Q
：场源电荷，r
：电场中点到Q的距离）
2.方向：
光芒万丈
万箭穿心
师：好，我们今天学习了两个场强的公式，来比较一下它们的区别
生：
接下来来做几个练习：
例1：真空中有一电场，在电场中的P点放一电量为4×10-9C的检验电荷，它受到的电场力2
×10-5N，则P点的场强为
5×103
N/C；把检验电荷的电量减少为2
×10-9C，则检验电荷所受的电场力为
1×10-5
N。如果把这个检验电荷取走，则P点的电场强度为
5×103
N/C。
例2：下列关于电场强度的说法中，正确的是（
C
）
A、只适用于真空中点电荷产生的电场
B、由知，电场中某点的电场强度E与检验电荷在电场中该点所受的电场力成正比
C、得，
公式是点电荷Q1产生的电场在点电荷Q2处的场强大小。
D、由公式可知，在离点电荷非常近的地方（r→0），电场强度E可达无穷大
板书设计
一．电场
1.定义：电荷周围存在的特殊物质
2.基本性质：对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫电场力。
3.电荷间的相互作用力通过电场发生
本章只讨论静止电荷产生的电场，叫作静电场
二．电场强度
1.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
2.定义式：
（适用于一切电场）
3.单位：N/C
4.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那里所受的电场力。
5.电场强度的方向——矢量性：规定电场方向与正试探电荷在该点所受的电场力方向相同。
三．点电荷的电场
1.决定式：
（适用于真空中的点电荷）
（Q
：场源电荷，r
：电场中点到Q的距离）
2.方向：
光芒万丈
万箭穿心
教学反思
引入部分将“用手推桌子”改为比较磁体与磁体之间的作用力和电荷与电荷之间的作用力，请学生总结其共同点。（因为学生在初中已经学过磁体之间有相互作用）
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