高中物理教案
發(fā)表時(shí)間:2021-12-11高三物理教案:《電場強(qiáng)度 電場線》教學(xué)設(shè)計(jì)。
經(jīng)驗(yàn)告訴我們,成功是留給有準(zhǔn)備的人。作為教師就要精心準(zhǔn)備好合適的教案。教案可以讓學(xué)生更好的吸收課堂上所講的知識點(diǎn),幫助教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。優(yōu)秀有創(chuàng)意的教案要怎樣寫呢?下面是小編為大家整理的“高三物理教案:《電場強(qiáng)度 電場線》教學(xué)設(shè)計(jì)”,相信您能找到對自己有用的內(nèi)容。
教學(xué)目標(biāo):
(一)知識目標(biāo)
1.知道電荷間的作用是通過電場發(fā)生的,知道電場是客觀存在的一種特殊的物質(zhì)形態(tài)。
2.理解電場強(qiáng)度的概念及其定義,會根據(jù)電場強(qiáng)度的定義及其變形公式的進(jìn)行簡單的計(jì)算,
3.知道電場強(qiáng)度是矢量,知道電場強(qiáng)度的方向是怎樣規(guī)定的。
4、知道什么是勻強(qiáng)電場中電場線的分布
5、知道兩塊互相靠近,帶等量異種電荷的平行金屬板之間的電場是勻強(qiáng)電場
(二)能力目標(biāo)
通過觀察演示實(shí)驗(yàn),理解建立電場線的思想過程,并通過概括出典型電場的電場線特點(diǎn)的過程,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和概括能力;
(三)德育目標(biāo)
通過對有關(guān)問題的生生討論學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和發(fā)散性思維;
重點(diǎn):電場強(qiáng)度
難點(diǎn):電場強(qiáng)度概念的建立
教具:
教學(xué)過程:
〔復(fù)習(xí)引入〕
問:庫侖定律的內(nèi)容、表達(dá)式、適用條件?
電荷之間存在相互作用力,這種相互作用是怎么發(fā)生的呢?人們對這個(gè)問題的認(rèn)識在歷史上曾有過兩種不同的觀點(diǎn)。在法拉第之前,人們認(rèn)為兩個(gè)電荷之間的相互作用力是一種超距作用,也就是一個(gè)電荷對另一個(gè)電荷的作用是隔著一定空間直接給予的,不需要中間有什么媒介做傳遞,這種方式可表示為:
在19世紀(jì)30年代法拉第提出一種觀點(diǎn),認(rèn)為電荷的周圍存在著由它產(chǎn)生的電場,另外一個(gè)電荷受到這個(gè)電荷的作用力就是通過這個(gè)電場給予的,這種作用方式可以表示為:
近代物理學(xué)的理論和實(shí)踐已經(jīng)完全證明了場的觀點(diǎn)的正確性。電場以及將要學(xué)習(xí)的磁場已被證明是一種客觀存在的物質(zhì)形態(tài),電視臺和無線廣播電臺就是靠激發(fā)電磁場的方式發(fā)送各種節(jié)目信號的。雖然電磁場“看不見”、“摸不著”,但是我們卻可以在遠(yuǎn)離發(fā)射塔的地方,用電視機(jī)和收音機(jī)接受它們發(fā)送的節(jié)目信號,這就是電磁場客觀存在的很好的例證。這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)描述電場的重要概念。
〔新課教學(xué)〕
一、電場
1.存在于電荷周圍,能傳遞電荷間相互作用力的一種特殊物質(zhì)。
2.基本性質(zhì):
力的性質(zhì):對放入其中的電荷有力的作用,這種電場對電荷的靜電力稱為電場力。
能的性質(zhì):使放入其中的電荷具有能。
質(zhì)疑:同一電荷q在電場中不同點(diǎn)受到電場力的方向和大小一般不同,這是什么因素造成的?因?yàn)殡妶鼍哂蟹较蛐?,而且各個(gè)點(diǎn)強(qiáng)弱不同,所以同一電荷q在電場中不同點(diǎn)受到的電場力的方向和大小不同,我們用電場強(qiáng)度來表示電場的強(qiáng)弱和方向。
二、電場強(qiáng)度(E)
指出:雖然可以用同一電荷q在電場各點(diǎn)所受電場力F的大小來比較各點(diǎn)的電場強(qiáng)弱,但是電場力F的大小還和電荷q的電量有關(guān),所以不能直接用電場力的大小表示電場的強(qiáng)弱。實(shí)驗(yàn)表明:在電場中同一點(diǎn),電場力F與電荷電量q成正比,比值F/q由電荷q在電場中的位置所決定,跟電荷電量無關(guān),是反映電場性質(zhì)的物理量,所以我們用這個(gè)比值F/q來表示電場的強(qiáng)弱。
1.大??;電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力F跟它的電荷量q的比值,叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度,簡稱場強(qiáng)。
公式:E=F/q 單位:N/C 或 V/m
2.方向:物理學(xué)中規(guī)定,電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向跟正電荷在該點(diǎn)所受的電場力的方向相同。
指出:負(fù)電荷在電場中某點(diǎn)所受的電場力的方向跟該點(diǎn)的場強(qiáng)方向相反。
E的物理意義:表示電場的強(qiáng)弱和方向,反映了電場力的性質(zhì)。
思考:E由F、q決定嗎?
E表示電場本身的屬性,不由F、q決定,即E跟電場這某電有無試探電荷和試探電荷的電荷量的多少、電性如何、所受電場力均無關(guān)。但可用E=F/q來計(jì)算E。
思考:F由E、q決定嗎?(是的)
這是任何采用比值法定義的物理量的共同特點(diǎn)。
例:+Q的電場A處,放入一電荷q=-4C,受到力F=8N,則E=?(2N/C)
若q=8C,則E=?(2N/C)
若不放電荷,E=?(2N/C)
3.E由電場本身決定,與放入場中的電荷無關(guān)。
思考:E有電場本身的哪些因素決定呢?
例:電場中的某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為4.0×104N/C,電荷量為5.0×10-8 C的點(diǎn)電荷在該點(diǎn)受到的電場力是多大?
例:真空中有一個(gè)電荷量為Q的點(diǎn)電荷,求離它距離為r處的電場強(qiáng)度
思考與討論:書上的問題
三、電場線——為形象地描述電場而假想的曲線
1.在電場中畫出的一些曲線,其上每一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場強(qiáng)方向。
演示:用感應(yīng)起電機(jī)使一個(gè)靜電羽帶電,帶領(lǐng)學(xué)生觀察絲線分布情況后,給出點(diǎn)電荷周圍電場線的畫法。由點(diǎn)電荷電場的計(jì)算公式可知:距點(diǎn)電荷越遠(yuǎn)電場強(qiáng)度越小。從實(shí)驗(yàn)可看出在離場源電荷越近的地方,電場線越密,所以可以用電場線的疏密程度表示場強(qiáng)的強(qiáng)弱。
2.電場線的疏密程度反映電場的強(qiáng)弱
清楚了電場線如何描述場強(qiáng),接下來要求熟悉幾種典型的電場線的分布。
3.幾種常見電場的電場線
1) 正電荷的電場線向外發(fā)散,離電荷近處,電場線密集,電場強(qiáng)度大
2) 負(fù)電荷的電場線向里聚集,離電荷近處,電場線密集,電場強(qiáng)度大
3) 等量異種電荷
演示:用感應(yīng)起電機(jī)使兩個(gè)靜電羽帶上等量異種電荷,給出靠近等量異種電荷周圍的電場線的畫法。
4) 等量同種電荷
演示:用感應(yīng)起電機(jī)使兩個(gè)靜電羽帶上等量同種電荷,給出靠近等量同種電荷周圍的電場線的畫法。
演示:用感應(yīng)起電機(jī)使一個(gè)靜電于和一個(gè)金屬平行板帶上異種電荷,使它們靠近。給出靠近的點(diǎn)電荷和金屬平行板帶上異種電荷時(shí)周圍的電場線的畫法。
4.電場線的特性:電場線總是從正電荷出發(fā),終止于負(fù)電荷,中途不中斷
兩條電場線不閉合、不相交、不相切
說明:電場中任一點(diǎn)的E的方向是唯一的,如相交則該處出現(xiàn)兩個(gè)場強(qiáng)方向,所以不能相交;電場線的疏密表示電場的強(qiáng)弱,如相切,則在切點(diǎn)電場線密度無窮大,這種情況不可能,所以不能相切。
注意:電場線在空間上是立體分布的。
5.勻強(qiáng)電場:電場強(qiáng)度的大小、方向處處相同
演示:用感應(yīng)起電機(jī)使兩個(gè)金屬平行板帶上異種等量電荷,使它們靠近,并相互正對,給出靠近的兩個(gè)金屬平行板帶上異種電荷時(shí)周圍的電場線的畫法。
勻強(qiáng)電場的電場線:間距相等的平行線
產(chǎn)生條件:兩塊靠近的平行金屬板,大小相等,互相正對,分別帶有等量的正負(fù)電荷,它們之間的電場除邊緣附近外就是勻強(qiáng)電場。
練習(xí):
1、電場中有一點(diǎn)P,下列說法是正確的是( )
A、若放在P點(diǎn)的試探電荷的電量減半,則P點(diǎn)的場強(qiáng)減半
B、若P點(diǎn)沒有試探電荷則P點(diǎn)的場強(qiáng)為零
C、P點(diǎn)的場強(qiáng)越大,則同一電荷在P點(diǎn)受到的電場力越大
D、P點(diǎn)的場強(qiáng)方向?yàn)樵囂诫姾稍谠擖c(diǎn)的受力方向
2、下列關(guān)于電場說法中正確的是( )
A、只要有電荷存在,電荷周圍一定存在著電場
B、在電場中的同一點(diǎn),無論試探電荷q的值如何變化,F(xiàn)和q的比值始終不變
C、電場中某一點(diǎn)的場強(qiáng)為零,則放在該點(diǎn)的電荷受到的電場力一定為零
D、由電場強(qiáng)度的定義式E=F/q可知,E與F成正比,E與q成反比
4、關(guān)于電場線的說法正確的是( )
A、電場線既能描述電場的方向,也能描述電場的強(qiáng)弱
B、電場線就是帶電粒子在電場中運(yùn)動的軌跡
C、電場線是人們?yōu)榱诵蜗蠡僭O(shè)的曲線,它不是實(shí)際存在的線
D、電場線是假想出來的一組曲線,所以不能用實(shí)驗(yàn)的方法來模擬
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高三物理教案:《電場強(qiáng)度和電場力》教學(xué)設(shè)計(jì)
一名優(yōu)秀的教師在每次教學(xué)前有自己的事先計(jì)劃,作為高中教師就要早早地準(zhǔn)備好適合的教案課件。教案可以讓學(xué)生更好地進(jìn)入課堂環(huán)境中來,幫助高中教師能夠更輕松的上課教學(xué)。怎么才能讓高中教案寫的更加全面呢?小編為此仔細(xì)地整理了以下內(nèi)容《高三物理教案:《電場強(qiáng)度和電場力》教學(xué)設(shè)計(jì)》,希望能對您有所幫助,請收藏。
一、電場:
(1)電荷之間的相互作用是通過特殊形式的物質(zhì)——電場發(fā)生的,電荷的周圍都存在電場.
(2)基本性質(zhì):——電場具有力和能的特征。
①引入電場中的任何帶電體都將受到電場力的作用,且同一點(diǎn)電荷在電場中不同點(diǎn)處受到的電場力的大小或方向都可能不一樣.
②電場能使引入其中的導(dǎo)體產(chǎn)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象.
③當(dāng)帶電體在電場中移動時(shí),電場力將對帶電體做功,這表示電場具有能量.
二、電場強(qiáng)度(E):
①定義:電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力F跟它的電荷量q的比值,叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度,簡稱場強(qiáng).用E表示。
公式:E=F/q (適用于所有電場)
單位:N/C
②方向性:物理學(xué)中規(guī)定,電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向跟正電荷在該點(diǎn)所受的電場力的方向相同.
電場中某一點(diǎn)處的電場強(qiáng)度E是唯一的,它的大小和方向與放入該點(diǎn)電荷q無關(guān),它決定于電場的源電荷及空間位置,電場中每一點(diǎn)對應(yīng)著的電場強(qiáng)度與是否放入電荷無關(guān).
+Q
P
r
三、點(diǎn)電荷周圍的電場、電場強(qiáng)度的疊加
(1)點(diǎn)電荷周圍的電場
①大?。篍=kQ/r2 (只適用于真空中點(diǎn)電荷的電場)
②方向:如果是正電荷,E的方向就是沿著QP的連線并背離Q;如果是負(fù)電荷:E的方向就是沿著PQ的連線并指向Q.
(2)電場強(qiáng)度的疊加原理:某點(diǎn)的場強(qiáng)等于該點(diǎn)周圍各個(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和.
可以證明:在一個(gè)半徑為R的均勻球體(或球殼)在外部產(chǎn)生的電場,與一個(gè)位于球心的、電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場相同,即:球外各點(diǎn)的電場強(qiáng)度為E=kQ/r2
四、電場線
(1)電場線:電場線是畫在電場中的一條條有方向的曲線,曲線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向。
(2)電場線的基本性質(zhì)
①電場線上每點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向.
②電場線的疏密反映電場強(qiáng)度的大小(疏弱密強(qiáng)).
③靜電場中電場線始于正電荷或無窮遠(yuǎn),止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn),它不封閉,也不在無電荷處中斷。
④任意兩條電場線不會在無電荷處相交(包括相切)
各種點(diǎn)電荷電場線的分布情況。
五、勻強(qiáng)電場
(1)定義:電場中各點(diǎn)場強(qiáng)的大小相等、方向相同的電場就叫勻強(qiáng)電場.
(2)勻強(qiáng)電場的電場線:是一組疏密程度相同(等間距)的平行直線.例如,兩等大、正對且?guī)У攘慨惙N電荷的平行金屬板間的電場中,除邊緣附近外,就是勻強(qiáng)電場.常見電場的電場線
電場 電場強(qiáng)度
一名合格的教師要充分考慮學(xué)習(xí)的趣味性,作為高中教師就要好好準(zhǔn)備好一份教案課件。教案可以讓學(xué)生更容易聽懂所講的內(nèi)容,讓高中教師能夠快速的解決各種教學(xué)問題。那么,你知道高中教案要怎么寫呢?以下是小編為大家收集的“電場 電場強(qiáng)度”但愿對您的學(xué)習(xí)工作帶來幫助。
教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)
1、知道什么是電場;
2、理解電場強(qiáng)度的概念,掌握電場強(qiáng)度點(diǎn)的定義式、單位和電場強(qiáng)度方向的規(guī)定;
能力目標(biāo)
能夠認(rèn)識電場的物質(zhì)性,理解物理學(xué)上利用比值來定義物理量的方法;
情感目標(biāo)
電場,雖然看不到、摸不到,但是它實(shí)際存在的,可以根據(jù)它表現(xiàn)出來的性質(zhì)研究、認(rèn)識.這是物理學(xué)中常用的研究方法,學(xué)習(xí)它同時(shí)幫助建立科學(xué)的方法論.
教學(xué)建議
重點(diǎn)難點(diǎn)分析
1、重點(diǎn)是使學(xué)生理解電場強(qiáng)度的概念及掌握電場強(qiáng)度的計(jì)算方法.
2、電場強(qiáng)度是描述電場性質(zhì)的物理量之一,是本節(jié)難點(diǎn).初學(xué)者要注意不要將電場強(qiáng)度和電場力混淆.
關(guān)于電場強(qiáng)度定義的教材分析
電場強(qiáng)度雖然由檢驗(yàn)電荷所受到的電場力與電荷量的比值來定義的物理量,但與檢驗(yàn)電荷無關(guān),場強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷所受到的電場力不存在正比關(guān)系,與檢驗(yàn)電荷的電荷量之間不存在反比關(guān)系.也就是說電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度與放在該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷大小、電荷的正負(fù)、以及該點(diǎn)是否存在檢驗(yàn)電荷無關(guān),電場強(qiáng)度與產(chǎn)生電場的源電荷有關(guān),與這點(diǎn)在電場中的位置有關(guān).
關(guān)于講解電場概念的教法建議
在講解電場概念時(shí),要注意強(qiáng)調(diào)電場的物質(zhì)性,也就是說電荷之間的相互作用是通過電場這一媒介完成的,由于電場是看不見、摸不到的,但是卻客觀存在,講解時(shí)可以對比重力場進(jìn)行講解,也可以聯(lián)系現(xiàn)代科技,例如衛(wèi)星信號的傳送是通過電磁場這一媒介完成的。
關(guān)于電場強(qiáng)度講解的教法建議
電場強(qiáng)度是電學(xué)知識中最基本的概念之一.它是描述電場的力的屬性的物理量,電場強(qiáng)度的學(xué)習(xí)是本章知識的難點(diǎn)內(nèi)容.
電場強(qiáng)度是描述電場屬性的重要物理量,是教學(xué)的重點(diǎn),教材中以一個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場來講解討論的,同一個(gè)檢驗(yàn)電荷在電場中的不同位置受到的電場力的大小不同,而電場強(qiáng)度的表述是用檢驗(yàn)電荷在電場不同位置所受到的電場力的大小與檢驗(yàn)電荷的電荷量的比值來定義的.也說明電場中不同位置上電場對電荷的作用不同.在教學(xué)中可以說明:在電場中的同一點(diǎn)上,改變檢驗(yàn)電荷的電量,檢驗(yàn)電荷所受到的作用力的大小也成比例的變化,檢驗(yàn)電荷所受到的電場力與電荷量的比值是一恒量由此引出電場強(qiáng)度的概念.
注意電場強(qiáng)度與電場力的區(qū)別與聯(lián)系
項(xiàng)目
電場強(qiáng)度E
電場力F
區(qū)別
物理意義
反應(yīng)電場本身的力的性質(zhì).
指電荷在電場中所受的力.
決定因素
在電場中某一點(diǎn),E是一個(gè)恒量.用E=F/q來量度,它決定于電場本身,而與檢驗(yàn)電荷的存在與否無關(guān).
力的大小決定于放在電場力的電荷的電量q,以及電場中這一點(diǎn)的電場強(qiáng)度E的大小,即F=qE.
矢量的方向
場強(qiáng)方向與正電荷放在電場里所受電場力的方向相同.
正電荷受電場力方向與場強(qiáng)的方向相同,負(fù)電荷受電場力方向與場強(qiáng)方向相反.
單位
牛/庫或者伏/米
牛
聯(lián)系
F=Eq
電場電場強(qiáng)度
一、教學(xué)目標(biāo)
1、了解電場的概念.
2、理解電場強(qiáng)度的概念.
3、掌握電場強(qiáng)度的計(jì)算方法.
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1、重點(diǎn)是使學(xué)生理解電場強(qiáng)度的概念及掌握電場強(qiáng)度的計(jì)算方法.
2、電場強(qiáng)度是描述電場性質(zhì)的物理量之一,這是難點(diǎn).初學(xué)者容易把電場強(qiáng)度跟電場力混同起來.
三、主要教學(xué)過程
1、復(fù)習(xí)庫侖定律
在真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷的作用力跟它們的電量乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上,這就是庫侖定律.
2、新課引入
任何力的作用都離木開物質(zhì),腳踢球,腳對球的力直接作用在球上;狗拉雪橇,狗對雪橇的拉力是通過繩子作用的;地球?qū)Φ乇砀浇镔|(zhì)的作用力是通過重力場——物質(zhì),作用的;地球與月亮間有萬有引力作用力也是因有萬有引力場——物質(zhì);兩電荷間相互作用時(shí)不直接接觸,它們之間的相互作用也是通過別的物質(zhì)作用的,這就是電場.
3、教學(xué)過程設(shè)計(jì)
(1)電場
a、電荷周圍存在一種特殊物質(zhì)
提問:既然場是物質(zhì),為什么我們看不到呢?
答:物質(zhì)形式
例如可見光波長由,但還有很多波長的光線我們看不到,但不等于它們不存在.不能以人類感官為標(biāo)準(zhǔn)判定存在與否.場客觀存在的證明是它有力、能的特性.例如重力場對有質(zhì)量的物體有力的作用,且可對物體做功,說明其能量.電場對放入其中的電荷Q也有力的作用,可對Q做功,說明其有能量.
b、電場的基本性質(zhì):電場對放入其中的電荷有力的作用,此力稱電場力.
c、靜電場:靜止電荷的電場.
場有能和力的特性,我們先看電場中力的性質(zhì),它是本章的重要內(nèi)容,先以點(diǎn)電荷為例.
如圖1所示,在+Q電場中A點(diǎn)分別放入電荷、、則它們分別受電場力為:
看看上式,我們可發(fā)現(xiàn)場電荷Q對不同的檢驗(yàn)電荷q有不同的電場力,但只要A點(diǎn)位置不變,F(xiàn)與q的比值就不變.
若換到B點(diǎn),則
從上面分析看出:Q固定則電場的空間分布固定,對于場中某固定點(diǎn),值僅與Q、r有關(guān),與檢驗(yàn)電荷無關(guān),它反映的是電場的性質(zhì),反映的是電場的強(qiáng)弱,稱場強(qiáng).
(2)電場強(qiáng)度
a、定義:放入電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力跟它的電量的比值叫該點(diǎn)的電場強(qiáng)度,簡稱場強(qiáng).
b、定義式:
F——電場力國際單位:牛(N)
q——電量國際單位:庫(C)
E——電場強(qiáng)度國際單位:牛/庫(N/C)
c、物理意義;
電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度數(shù)值上等于單位正電荷在那里所受的電場力.
d、電場強(qiáng)度是矢量,規(guī)定場強(qiáng)方向?yàn)檎姾稍谠擖c(diǎn)所受電場力方向.電場中同一點(diǎn),+q、-q受力方向不同,場強(qiáng)只能有一個(gè)方向,規(guī)定以+q的受力方向?yàn)檎?/p>
例在圖2中標(biāo)出A、B、C、D四點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向.
正點(diǎn)電荷電場中某點(diǎn)電場強(qiáng)度方向沿連線背離+Q;負(fù)點(diǎn)電荷電場中某點(diǎn)電場強(qiáng)度方向
沿連線指向-Q.
e、單位:牛/庫N/C
借助于點(diǎn)電荷場強(qiáng)推出,可適用于任意電場.
(3)一個(gè)點(diǎn)電荷電場的場強(qiáng)
a、真空中:(與檢驗(yàn)電荷q無關(guān),僅與場電荷Q及r有關(guān))
b、方向:正電荷在該點(diǎn)受電場力方向(以后還會遇到各點(diǎn)場強(qiáng)大小,方向均相同的勻強(qiáng)電場)
(4)兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場的疊加原理
如圖3所示,在正點(diǎn)電荷與負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中有一點(diǎn)A,求A點(diǎn)的電場強(qiáng)度,由電場強(qiáng)度的定義可知,在數(shù)值上為+1C點(diǎn)電荷在A點(diǎn)所受的電場力.今在A點(diǎn)放C,q將同時(shí)受到和的作用,每個(gè)作用力都能單獨(dú)用庫侖定律求出,就像另一個(gè)電荷不存在一樣,而q受的合力為各分力的矢量和,又因q是1C正電荷,所以它受的電場力在數(shù)值上等于場強(qiáng),也就是說A點(diǎn)的合場強(qiáng)為與單獨(dú)在A點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和,這就是電場強(qiáng)度的疊加原理.
用電場強(qiáng)度的疊加原理可以求得任意多個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度,任何一個(gè)帶電體不管
其電荷分布多么復(fù)雜,都可以視為由許多點(diǎn)電荷組成,因而可以用場強(qiáng)疊加原理求出它的場
強(qiáng).可以看出,真空中任意多個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度,僅由場電荷、電場中的位置兩個(gè)因
素決定,而與檢驗(yàn)電荷無關(guān).
(5)比較:和
a、是場強(qiáng)的定義式,適用于任何電場.
b、是點(diǎn)電荷電場中場強(qiáng)的計(jì)算式.
(6)電場強(qiáng)度小結(jié)
a、電場中某點(diǎn)場強(qiáng)大小和方向,均與該點(diǎn)放不放檢驗(yàn)電荷、放哪種電荷、放多大檢驗(yàn)電荷無關(guān),是電場自身的性質(zhì),與外界因素?zé)o關(guān).對確定的電場來說,在某點(diǎn)放單位正電荷時(shí),它受電場力的大小和方向是確定的.
b、場強(qiáng)
(7)例題
例1場電荷C,是正點(diǎn)電荷;檢驗(yàn)電荷C,是負(fù)電荷,它們相距m而靜止且都在真空中,如圖4所示.求:
(1)q受的電場力.
(2)q所在的B點(diǎn)的場強(qiáng).
(3)只將q換為C的正點(diǎn)電荷,再求受力及B點(diǎn)的場強(qiáng).
(4)將受力電荷拿去后再求B點(diǎn)場強(qiáng).
解(1)庫侖定律:N方向在A與B的連線上,且指向A.
(2)由電場強(qiáng)度的定義:所以N/C方向由A指向B.
(3)由庫侖定律:N方向由A指向B.N/C方向由A指向B.
(4)因E與q無關(guān),自然也不會影響E的大小與方向,所以拿走q后場強(qiáng)不變.
例2如圖5(a)所示,點(diǎn)電荷q與9q靜止于真空中,相距r,它們均為正電荷,求:
(1)連線中點(diǎn)A的場強(qiáng);
(2)求場強(qiáng)為0的點(diǎn)位置.
解(l)在A點(diǎn)放C,它受力情況如圖5(c)所示,F(xiàn)為q對的作用力,9F為
9q對的作用力,而合力為8F方向指向q,所以
(2)先分析的點(diǎn)可能的位置范圍,因在該點(diǎn)放+1C時(shí),它受力為零,所以q與9q對+1C作用力一定等大反向,因而兩力共線,由此可以斷定的點(diǎn)在q與9q的連線上,當(dāng)+1C放于q以左及9q以右的連線上時(shí),它受的兩個(gè)力都同向,因而不可能抵消,所以的點(diǎn)一定在兩點(diǎn)電荷中間的連線上.
令的點(diǎn)O距q為,如圖(b)所示,+1C電荷在O點(diǎn)受力為零,所以有
(無意義,舍去)
答:(1)方向指向q.
(2)的點(diǎn)在q與9q之間,距q為r/4.
四、說明
1、對于電場強(qiáng)度概念的理解注意:
(1)定義電場強(qiáng)度
無論放正、負(fù)檢驗(yàn)電荷,E的方向定義為+q受力方向,類似于電流方向定義為正電荷移動方向,無論是誰移動形成電流.
(2)電場強(qiáng)度為自身性質(zhì),與檢驗(yàn)電荷無關(guān).
2、我們研究的電荷均處于真空中,如處于空氣中也可近似認(rèn)為是在真空中.
高二物理教案:《電場線》教學(xué)設(shè)計(jì)
俗話說,居安思危,思則有備,有備無患。作為教師就要精心準(zhǔn)備好合適的教案。教案可以讓學(xué)生更好地進(jìn)入課堂環(huán)境中來,幫助教師緩解教學(xué)的壓力,提高教學(xué)質(zhì)量。優(yōu)秀有創(chuàng)意的教案要怎樣寫呢?下面的內(nèi)容是小編為大家整理的高二物理教案:《電場線》教學(xué)設(shè)計(jì),相信能對大家有所幫助。
高二物理教案:《電場線》教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)目標(biāo)
1、知道什么視電場線,知道用電場線可以形象地表示電場的方向和強(qiáng)弱;
2、知道一個(gè)點(diǎn)電荷、兩個(gè)等量點(diǎn)電荷、點(diǎn)電荷與帶電平行板間的電場線的分布;
3、知道什么視勻強(qiáng)電場,以及勻強(qiáng)電場的電場線的分布;
4、知道兩塊靠近的平行金屬板,大小相等,互相正對,分別帶有等量的正負(fù)電荷,他們之間的電場(除邊緣附近外)是勻強(qiáng)電場.
教學(xué)建議
教材分析
電場線的要點(diǎn):
1、電場線是假想的:
電場線是人們用來形象的描述電場的分布而畫出的一簇曲線,雖然實(shí)驗(yàn)?zāi)M了這簇曲線的形狀,但是實(shí)驗(yàn)沒有正是電場線的真是存在,電場線是假想的.
2、電場線不是閉合曲線:
在靜電場中,電場線起始于正電荷,終止于負(fù)電荷,不形成閉合曲線.
3、電場線的每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的場強(qiáng)方向一致.
4、電場線的疏密與電場強(qiáng)弱的關(guān)系:
電場線的疏密程度與場強(qiáng)大小有關(guān),電場線密處電場強(qiáng),電場線疏處電場弱.
5、電場線在空間不相交.
注意:在最后歸納相互電場線表達(dá)的意義,特別要強(qiáng)調(diào)電場線上每一點(diǎn)的切線方向,就是該電的場強(qiáng)方向,強(qiáng)調(diào)電場線的疏密與場強(qiáng)大小的關(guān)系.
重點(diǎn)難點(diǎn)
1、重點(diǎn)是電場線的定義,以及電場線的分布
2、難點(diǎn)是電場線的特點(diǎn)和勻強(qiáng)電場線的特征
關(guān)于電場線講解的教法建議
電場線是為形象描述電場中電場強(qiáng)度分布情況而假想的線,是法拉第首先提出的.
講述電場線時(shí),一定要通過實(shí)驗(yàn)將抽象的知識具體化,根據(jù)條件可用驗(yàn)電羽,或蓖麻油內(nèi)懸浮頭發(fā)屑等方法演示正負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場的電場線,和等量、異種點(diǎn)電荷、等量同種點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場的電場線,以及勻強(qiáng)電場的電場線.同時(shí)要求學(xué)生能夠畫出正負(fù)電荷、等量異種電荷、等量同種點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場和勻強(qiáng)電場的電場線.
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
電場線
一、教學(xué)目標(biāo)
1、在物理知識方面的要求:
(1)掌握用電場線表示電場強(qiáng)度的方法;
(2)掌握常見電場的電場線畫法;
(3)掌握勻強(qiáng)電場.
2、通過觀察演示實(shí)驗(yàn),概括出經(jīng)典電場的電場線特點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生的觀察概括能力.
二、教具
感應(yīng)起電機(jī)一個(gè)、驗(yàn)電羽兩個(gè),兩塊帶有驗(yàn)電羽的絕緣鋁板.
三、主要教學(xué)過程
(一)復(fù)習(xí)提問
1、電場強(qiáng)度的定義及其物理意義是什么?
2、電場強(qiáng)度的決定因素是什么?
3、 及 有什么聯(lián)系與區(qū)別?
4、簡述電場強(qiáng)度的疊加原理.
(二)引入新課
電場看不見,摸不著,想個(gè)什么樣的方法來形象地描述它呢?
在初中,同學(xué)們學(xué)過磁場,磁場也看不見摸不著;當(dāng)時(shí)用什么方法來形象地描述它呢?用磁感線.
磁感線是真實(shí)存在的呢?不存在,是假想的.用它來形象、直觀地描述磁場強(qiáng)弱和方向.
磁感線在條形磁體外部由N極指向S極,內(nèi)部由S極指向N
極,是閉合曲線,且外部稀疏內(nèi)部稠密.磁感線有走向,磁感線上
某點(diǎn)切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)磁場方向,也是該點(diǎn)所放小磁針的N極指向,
即N極受力方向.磁感線不相交(如圖1所示).
形象直觀地描述磁場用磁感線,形象直觀地描述電場呢?
(三)教學(xué)過程設(shè)計(jì)
1、電場線概念引入
英國物理學(xué)家法拉第首先引入了電場強(qiáng)度的圖象,他在電場中畫了一些線,使這些線上
每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的場強(qiáng)方向一致,并使線的疏密表示場強(qiáng)的大小.這些線稱為電場線.
2、幾種常見電場的電場線 勻強(qiáng)電場
(1)點(diǎn)電荷電場的電場線
如圖2(a)所示,在A點(diǎn)放正電荷Q,研究該電場的電場線.為此在Q的周圍B點(diǎn)放上+1C的點(diǎn)電荷q,它受到的電場力方向在A與B連線上,并且由A指向B,再在A與B連線上取任一點(diǎn)C,放+1C點(diǎn)電荷q,它受的電場力方向仍在連線上,方向由A向C,由于電場線在B與C的切線共線,所以射線AC為一條電場線.同理,由A點(diǎn)出發(fā)的所有射線都可以是電場線,但考慮到對電場線的另一要求,它的疏密應(yīng)表示
“電場強(qiáng)度”教學(xué)設(shè)計(jì)
古人云,工欲善其事,必先利其器。準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動起來,幫助教師掌握上課時(shí)的教學(xué)節(jié)奏。寫好一份優(yōu)質(zhì)的教案要怎么做呢?為了讓您在使用時(shí)更加簡單方便,下面是小編整理的““電場強(qiáng)度”教學(xué)設(shè)計(jì)”,供您參考,希望能夠幫助到大家。
“電場強(qiáng)度”教學(xué)設(shè)計(jì)
【教材】人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理選修3-1第一章第三節(jié)
【教學(xué)時(shí)間】一課時(shí)
【教學(xué)目標(biāo)】
一、知識與技能
1.粗略了解物理學(xué)史上對電荷間相互作用力的認(rèn)識過程。
2.知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的,電場是客觀存在的一種特殊的形態(tài)。
3.理解電場強(qiáng)度的概念及其定義,會根據(jù)電場強(qiáng)度的定義進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。知道電場強(qiáng)度是矢量,知道電場強(qiáng)度的方向是怎樣規(guī)定的。
4.能根據(jù)庫侖定律和電場強(qiáng)度的定義推導(dǎo)點(diǎn)電荷場強(qiáng)的計(jì)算式,并能用此公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。
5.知道場強(qiáng)的疊加原理,并能應(yīng)用這一原理進(jìn)行簡單的計(jì)算。
二、過程與方法
1.經(jīng)歷“探究描述電場強(qiáng)弱的物理量”的過程,獲得探究活動的體驗(yàn)。
2.領(lǐng)略通過電荷在電場中所受靜電力研究電場、理想模型法、比值法、類比法等物理學(xué)研究方法。
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.體驗(yàn)探究物理規(guī)律的艱辛與喜悅。
2.學(xué)習(xí)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的態(tài)度。
【教學(xué)重點(diǎn)】
1.探究描述電場強(qiáng)弱的物理量。
2.理解電場、電場強(qiáng)度的概念,并會根據(jù)電場強(qiáng)度的定義進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。
【教學(xué)難點(diǎn)】
探究描述電場強(qiáng)弱的物理量。
【教學(xué)用具】多媒體課件
【設(shè)計(jì)思路】
以“電荷間相互作用如何發(fā)生”、“如何描述電場的強(qiáng)弱”兩大問題為主線展開,具體操作思路是:
1.學(xué)生自學(xué)電場,培養(yǎng)學(xué)生閱讀、汲取信息的能力。
2.通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M和定量分析的方法探究描述電場強(qiáng)弱的物理量。
3.通過練習(xí)鞏固加深對電場強(qiáng)度概念的理解,探討點(diǎn)電荷的電場及場強(qiáng)疊加原理。
【教學(xué)設(shè)計(jì)】
一、復(fù)習(xí)提問、新課導(dǎo)入(5分鐘)
教師:上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了庫侖定律,請同學(xué)們回憶一下:庫侖定律的內(nèi)容是什么?
學(xué)生回答:略
教師:我們不免會產(chǎn)生這樣的疑問:
投影展示問題1:真空中?它們之間相隔一定的距離這種相互作用是如何產(chǎn)生的呢?難道能夠不需介質(zhì)超越空間?
投影展示“探究影響電荷間相互作用力的因素”圖片(1.2-1)。
教師:這幅圖大家不陌生,那么相同的小球在不同的位置所受作用力不一樣,說明了什么?
學(xué)生回答:庫侖力的大小與距離有關(guān)。
教師:其本質(zhì)原因又是什么呢?(投影展示問題2)
教師:帶著這兩個(gè)疑問,本節(jié)課我們一齊來學(xué)習(xí)第三節(jié)電場強(qiáng)度。(板書課題)
二、新課教學(xué)(35分鐘)
(一)電場
教師:請同學(xué)們帶著以下問題自學(xué)“電場”內(nèi)容。
(1)電荷間的相互作用是如何發(fā)生的?這一觀點(diǎn)是誰提出來的?
(2)請用自己的語言描述一下什么是電場?
(3)電場有什么本領(lǐng)?
學(xué)生自學(xué),師板書“一、電場”。
學(xué)生回答:(1)略;
教師:法拉第同學(xué)們曾記否?
學(xué)生(集體)回答:電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
教師:法拉第是英國物理學(xué)家、化學(xué)家,對事物的本質(zhì)有著非常敏銳的洞察力,在電學(xué)上有著突出的貢獻(xiàn)。依據(jù)法拉第的觀點(diǎn),我們?nèi)绾蚊枋鲭姾葾、B之間的作用力。
師生共析。
(2)略;
教師啟發(fā)引導(dǎo):場是“物質(zhì)”──它和分子、原子組成的實(shí)物一樣具有能量、質(zhì)量和動量,電視機(jī)、收音機(jī)信號的發(fā)射與接受就是電磁場在空間的傳播;“特殊”──看不見、摸不著;“存在于電荷周圍”并板書。
(電場是)存在于電荷周圍的一種特殊的物質(zhì)。
教師:場與實(shí)物是物質(zhì)存在的兩種不同形式。
(3)學(xué)生回答:對放入其中的電荷有靜電力的作用。
(二)科學(xué)探究描述電場強(qiáng)弱的方法
教師:下面我們再來探討第二個(gè)問題。
依次投影問題:①相同的小球在不同的位置所受作用力不一樣,其本質(zhì)原因是什么呢?(對照“探究影響電荷間相互作用力的因素”圖片說明)
學(xué)生回答:電場強(qiáng)弱不同。
②那么如何來描述電場的強(qiáng)弱呢?
教師啟發(fā):像速度、密度等尋找一個(gè)物理量來表示。
③如何來研究電場?
(學(xué)生思考)
教師啟發(fā)引導(dǎo):電場的本領(lǐng)是對場中的其他電荷具有作用力,這也是電場的最明顯、最基本的特征之一。因此在研究電場的性質(zhì)時(shí),我們可以從靜電力入手。(板書研究方法)
教師:對于像電場這樣,看不見,摸不到,但又客觀存在的物質(zhì),可以根據(jù)它表現(xiàn)出來的性質(zhì)來研究它,這是物理學(xué)中常用的研究方法。
教師:還需要什么?
學(xué)生回答:電場及放入其中的電荷。
多媒體依次展示,教師簡述:①“探究影響電荷間相互作用力的因素”中的試探電荷;②場源電荷。
師生共析對試探電荷的要求。
教師:下面請同學(xué)們仔細(xì)觀察模擬實(shí)驗(yàn)的動畫演示,并描述你看到的現(xiàn)象說明了什么。多媒體動畫模擬:①不同位置偏角不同;②增加試探電荷帶電量偏角均增加。
學(xué)生回答:不同位置受力不同;同一位置試探電荷帶電量增加,受力增大,但不同位置受力大小關(guān)系不變。
教師:下面我們再通過表格定量地來看一看:
將表格填完整,并分析、比較表格中的數(shù)據(jù)有什么特點(diǎn)和規(guī)律,看你能否得出如何來描述電場的強(qiáng)弱。多媒體展示表格,學(xué)生回答后依次填入:①F1、F2、F3及F1<F2<F3;②2F1、3F1、4F1、nF1等。
表一:(P1位置)
試探電荷q2q3q4qnq
靜電力F12F13F14F1nF1
表二:(P2位置)
試探電荷q2q3q4qnq
靜電力F22F23F24F2nF2
表三:(P3位置)
試探電荷q2q3q4qnq
靜電力F32F33F34F3nF3
(學(xué)生思考并交流討論)
學(xué)生回答:
(1)不同的電荷,即使在電場中的同一點(diǎn),所受靜電力也不同,因而不能直接用試探電荷所受的靜電力來表示電場的強(qiáng)弱;
(2)電場中同一點(diǎn),比值F/q是恒定的,與試探電荷的電荷量無關(guān);(同一張表格)
(3)在電場中不同位置比值F/q不同。(三張表格比較)
師生共同小結(jié):比值由電荷q在電場中的位置決定,與電荷q的電荷量大小無關(guān),它才是反映電場性質(zhì)的物理量。
教師:在物理學(xué)中我們定義放入電場中某點(diǎn)的電荷所受的靜電力F跟它的電荷量q的比值,叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度。并板書。
(三)電場強(qiáng)度
1.定義:
教師:以前我們還學(xué)過哪些物理量是用比值法來定義的?
學(xué)生回答:略。
教師:從它的定義,電場強(qiáng)度的單位是什么?
學(xué)生回答:N/C
教師介紹另一種單位并板書。
2.單位:N/C或V/m,1N/C=1V/m
教師結(jié)合板畫:在電場中不同位置,同種電荷受力方向不同,說明場強(qiáng)是矢量還是標(biāo)量?
學(xué)生(集體)回答:矢量
教師結(jié)合板畫:電場中同一點(diǎn)放入正電荷和負(fù)電荷受力方向不同,如何確定場強(qiáng)的方向呢?
教師:在物理學(xué)中作出了這樣的規(guī)定。(板書)
3.方向:電場中某點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向跟正電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向相同。
教師:按照這個(gè)規(guī)定,如果放入電場中的是負(fù)電荷呢?
學(xué)生回答:與負(fù)電荷在電場中某點(diǎn)所受靜電力的方向相反。
投影練習(xí):
練習(xí)1(加深對場強(qiáng)的理解,探討點(diǎn)電荷的場強(qiáng)大小與方向)
點(diǎn)電荷是最簡單的場源電荷。設(shè)一個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量為+Q,與之相距為r的A點(diǎn)放一試探電荷,所帶電荷量為+q。
(1)試用所學(xué)的知識推導(dǎo)A點(diǎn)的場強(qiáng)的大小,并確定場強(qiáng)的方向;
(2)若所放試探電荷為-2q,結(jié)果如何?
(3)如果移走所放的試探電荷呢?
(請兩位同學(xué)板演前兩問后,共同完成第三問)
師生共同歸納總結(jié):
1.點(diǎn)電荷電場的場強(qiáng)大小與方向。(多媒體動畫演示方向的確定方法)
2.電場強(qiáng)度是描述電場(力的)性質(zhì)的物理量,在靜電場中,它不隨時(shí)間改變。電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)完全由電場本身決定,與是否放入電荷,放入電荷的電荷量、電性無關(guān)!
辨析和的關(guān)系,強(qiáng)調(diào)的適用條件。
練習(xí)2(探討場強(qiáng)的疊加,鞏固對場強(qiáng)的理解及公式的靈活運(yùn)用,加強(qiáng)計(jì)算能力培養(yǎng))
如圖所示,真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1=+3.0×10-8C和Q2=-3.0×10-8C,它們相距0.1m,A點(diǎn)與兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離r相等,r=0.1m。求:
(1)電場中A點(diǎn)的場強(qiáng);
(2)在A點(diǎn)放入電量q=-1×10-6C,求它受的電場力。
教師:題中場源電荷不止一個(gè),如何來確定電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)?
學(xué)生:平行四邊形定則
(請兩位同學(xué)板演)
教師:根據(jù)場強(qiáng)的疊加原理對于一個(gè)比較大的不能看成點(diǎn)電荷的帶電物體產(chǎn)生電場的場強(qiáng)如何確定?
學(xué)生思考后回答:無限等分成若干個(gè)點(diǎn)電荷。
教師:根據(jù)以上方法,同學(xué)們設(shè)想一下一個(gè)半徑為R的均勻帶電球體(或球殼)外部產(chǎn)生電場的場強(qiáng),如何求解?
學(xué)生思考后回答:等效成電荷量集中于球心的點(diǎn)電荷。
三、小結(jié)(多媒體依次投影,并簡述)
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),我們知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的,電場是存在于電荷周圍的一種特殊的物質(zhì),它最基本的特征是對放入其中的電荷具有力的作用。正是利用電場的這一特性,我們通過研究試探電荷的所受靜電力特點(diǎn),引入了描述電場強(qiáng)弱的物理量──電場強(qiáng)度。電場強(qiáng)度是用比值法定義的,它是矢量,有方向。
電場、電場強(qiáng)度的概念是電學(xué)中最重要的概念之一,它的研究方法和定義方法也是物理學(xué)中比較常見的方法。
四、板書設(shè)計(jì)
一、電場
客觀存在的一種特殊的物質(zhì)形態(tài)
二、電場強(qiáng)度
1.定義:E=F/q
2.單位:
3.方向:跟正電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向相同
三、點(diǎn)電荷的電場
1.推導(dǎo):
2.大?。?br>
3.方向:
四、電場強(qiáng)度的疊加
五、布置作業(yè)
教材P16-171、2、7
思考題:
完成課本P173,比較電場強(qiáng)度E=F/q與重力加速度g=G/m有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)
六、教學(xué)反思
探究描述電場強(qiáng)弱的物理量是本節(jié)課的重難點(diǎn)內(nèi)容之一,應(yīng)給學(xué)生充分的思考時(shí)間,并讓學(xué)生相互交流討論,教師還可進(jìn)行適當(dāng)啟發(fā)引導(dǎo)。另外,探究時(shí)間很難控制,在內(nèi)容處理上應(yīng)做到詳略得當(dāng),發(fā)揮學(xué)生的主動性,如對電場及練習(xí)題的處理,盡可能由學(xué)生完成。