1、高中物理电场电场强度优质课教案教学设计高中物理选修 3-1 教学设计一课题：电场强度二教材：选修 3-1 三课时： 1 课时四教材分析教科书从电荷在电场中受力入手，引入了电场强度的概念，明确它是表示电场强弱的物理量。本节主要由“电场强度”“点电荷的电场 电场强度的叠加”“匀强电场”几部分内容组成。五学情分析本节内容对于学生来说是一陌生的内容，且比较抽象，学生学起来有一定的困难，教师应进行适当启发引导六教学方法以“电荷间相互作用如何发生”、“如何描述电场的强弱”两大问题为主线展开，具体操作思路是：1学生自学电场，培养学生阅读、汲取信息的能力。2. 通过实验模拟和定量分析的方法探究描述电场强弱的物
2、理量。3. 通过练习巩固加深对电场强度概念的理解，探讨点电荷的电场及场强叠加原理。七教学目标（1） 知识与技能1. 知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态2. 理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的3. 能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算（2） 过程与方法1. 经历“探究描述电场强弱的物理量”的过程，获得探究活动的体验。2. 领略通过电荷在电场中所受静电力研究电场、理想模型法、比值法、类比法等物理学研究方法。（3） 情感态度与价值观
3、1. 体验探究物理规律的艰辛与喜悦。2. 学习科学家严谨科学的态度。八教学重难点（一）教学重点1. 探究描述电场强弱的物理量。2. 理解电场、电场强度的概念，并会根据电场强度的定义进行有关的计算。（二）教学难点探究描述电场强弱的物理量。九教学过程教学过程 复习教师活动1教师：上一节课我们学习了库仑定律， 请同学们回忆一下：库仑定律的内容是什 么、表达式、适用条件？学生活动学生回答：真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力， 与它们的电荷量的乘积成正比， 与它们的距离的二次方成反比，设计意图，复习旧提 2.教师：我们不免会产生这样的疑问：问 脚踢球，脚对球的力直接作用在球上；狗拉雪橇，绳子提供拉力
4、，媒介物是绳子；作用力的方向在它们的连线上，知，通过提同名电荷相斥，异名电荷相吸。问的方式，真空中的点引 物体受重力作用，媒介物是重力场；指南针受磁力作用，媒介物是磁场。入 投影展示问题 1：真空中？它们之间相隔新 一定的距离这种相互作用是如何产生的呢？课 难道能够不需介质超越空间？投影展示“探究影响电荷间相互作用力的因素”图片（121）。3.教师：这幅图大家不陌生，那么相同的小球在不同的位置所受作用力不一样，说明了什么？教师：其本质原因又是什么呢？（投影展示问题 2）教师：带着这两个疑问，本节课我们一齐来学习第三节电场强度。（板书课题）电荷学生回答：库仑力的大小与距离有关。问引发学生思考，激
5、发学习兴趣。新课教学教师引入： 1风存在吗？怎样来说明风力的大小这说明了什么？（一）电场教师：请同学们先看一下课本中“电场”部分，然后 思考下面两个问题。（1） 电荷间的相互作用是如何发生的？（2） 电场有什么特性？教师：法拉第是英国物理学家、化学家，对事物的本质有着非常敏锐的洞察力，在电学上有着突出的贡献依据法拉第的观点，我们如何描述电荷A、B 之间的作用力。电 电 电荷 场 荷A B电场教师启发引导：场都是“物质”它和分子、原子组成的实物一样，虽然我们看不见、摸不着，但它们都具有能量、质量和动量，物体受到的万有引力是靠重力场来完成的，电视机、收音机信号的发射与接受就是靠电场来实现的。教师板
6、书：电场是存在于电荷周围的一种特殊的物质，场与实物是物质存在的两种不同形式。教师：通过前面的分析我们知道电场具有怎样的特性呢？教师：这种力的作用与电场的强弱有关吗？引导学生科学探究。（二）电场强度教师：下面我们来探讨三个问题。相同的小球在不同的位置所受作用力不一样， 其本质原因是什么呢？那么如何来描述电场的强弱呢？教师启发：像速度、密度等寻找一个物理量来表示如何来研究电场？。教师引导：电场的本领是对场中的其他电荷具有作用力，这也是电场的最明显、最基本的特征之一。因此在研究电场的性质时，我们可以从静电力入手。对于像电场这样，看不见，摸不到，但又客观存在的物质，可以根据它表现出来的性质来研究它，这
7、是物理学中常用的研究方法。学生： 看不见的东西不一定不存在。学生： 不接触也可以有力的作用学生思考。以大家感兴趣的例子， 引起大家的兴趣，生动直观的比喻有助于更好地理解电场用对比的方式让学生更好地理解和记忆。教师：怎样让它表现出来呢？教师：对放入的电荷有要求吗？教师：什么样的电荷是试探电荷？ 师生共析对试探电荷的要求。教师：下面请同学们仔细观察模拟实验的动画演示，并描述你看到的现象说明了什么。多媒体动画模拟：不同位置偏角不同增加试探电荷带电量偏角均增加教师：下面我们再通过表格定量地来看一看：将表格填完整，并分析、比较表格中的数据有什么特点和规律，看你能否得出如何来描述电场的强弱。多媒体展示表格
8、，学生回答后依次填入： F1、F2、F3 及 F1课 F2F3； 2F1、3F1、4F1、nF1 等。教学 表一：（P1 位置）表二：（P2 位置）试探电荷 q 2q 3q 4q学生回答： 对放入其中的电荷有静电力的作用。学生回答： 电场强弱不同。学生思考学生回答： 在电场中放入电荷。学生回答： 试探电 荷 （ 检 验 电荷）学生回答： 带电量非常小的点电荷。学生回答： 不同位置受力不同； 同一位置试探电荷带电量增加， 受力增大。（1）不同的电荷， 即使在电场中的同一点，让学生猜想讨论，培养学生独立思考，合作交流的能力。创设情景，启发思考。层层深入浸透物理学研究问题的静电力 F22F23F24
9、F2nqnF2也不 方法：表三：（P3 位置）同， 因而不能直接用试探电荷所受的静电力来表试探电 q荷静电力 F32q2F33q3F34q4F3示电场的强弱；nqnF3是恒定的， 与试（学生思考并交流讨论）探电荷的电荷量新课教学师生共同小结：比值由电荷 q 在电场中的位置决定，与电荷 q 的电荷量大小无关，它才是反映电场性质的物理量。教师：在物理学中我们定义放入电场中某点的电荷所受的静电力 F 跟它的电荷量 q 的比值，叫做该点的电场强度。并板书。1. 定义：在物理学中我们定义放入电场中某点的电荷所受的静电力 F 跟它的电荷量 q 的比值，叫做该点的电场强度。2. 定义式：E=F/q教师：从它
10、的定义式可以看出电场强度的单位吗？无关； （ 同一张表格）（3）在电场中不同位置比值 F/q 不同。（三张表格比较）提出问题设计实验进行实验数据分析总结结论，学以致用，教师介绍另一种单位并板书。3单位：N/C 或V/m，1N/C1V/m教师结合板画：在电场中不同位置，同种电荷受力方向不同，说明场强是矢量还是标量？学生回答： 可以N/C教师结合板画：电场中同一点放入正电荷和负电荷受力方向不同，如何确定场强的方向呢？学生回答：矢量教师：在物理学中作出了这样的规定。教师板书4方向：电场中某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受静电力的方向相同。【典例】在电场中某点放一试探电荷，其电荷量为 q，试探电荷受
11、到的电场力为 F，则该点电场强度为 E=F/q， 那么下列说法中不正确的是（ ）A、若移去试探电荷 q，该点的电场强度就为零B、若在该点放一个电荷量为 2q 的试探电荷，该点的场强就变为 E/2C、若在该点放一个电荷量为-2q 的试探电荷，则该点的场强大小仍为E，但电场强度的方向变为原来相反的方向（三） 真空中点电荷的电场强度教师：问题（1）：一正点电荷的电荷量为Q，在学生回答： 与负电荷在电场中某点所受静电力的方向相反师生共同归纳总结：1. 点电荷电场的场强大小与方向。2. 电场强度是描述电场（ 力的） 性质的物理量， 在静电场中它不随时间改变。距此点电荷 r 处的A 点的电场强度是多少？方
12、向如何？ 问题(2)：在点电荷形成的电场中,某点的场强大小由哪些因素决定?提示：利用场强的定义式和库仑定律推导大小： E =K Qr 2场强方向：正点电荷电场方向背离电荷负点电荷电场方向指向电荷学生互动：请画出这四点的场强 E：问题 3.如果空间中有几个点电荷同时存在,那么该如何确定某点的电场强度?它遵循什么原则?（四）场强的叠加教师：根据场强的叠加原理对于一个比较大的不能看成点电荷的带电物体产生电场的场强如何确定？学生思考后回答：无限等分成若干个点电荷。教师：根据以上方法，同学们设想一下一个半径为 R 的均匀带电球体（或球壳）外部产生电场的场强， 如何求解？电场中某点的场强完全由电场本身决定
13、， 与是否放入电荷， 放入电荷的电荷量、电性无关。学生黑板上推导师生： 真空中点电荷的场强是由产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离决定的， 与检验电荷无关学生亲身体会通过图像的对应说明， 让学生更好地理解电场强度的性质及时巩固， 强化理论概：念的理解。联系实际， 进行计算， 课堂练习起到反馈的作用。学生思考后回答：等效成电荷量集中于球心的点电荷。注意： 辨析 E = F 和 E =K Q 的关系， 强调q r 2E =K Q 的适用条件。r 2（达标训练）1.一个试探电荷 q 在电场中某点受到的静电力为 F,该点的电场强度为 E,下面四幅图中能正确反映 q、E、F 三者关系的是( )2.如
14、图所示，真空中有两个点电荷 Q1+3010-8C 和Q2 3 010-8C ， 它们相距1.1 m，A 点与两个点电荷的距离 r 相等，r01m。求：（1） 电场中 A 点的场强；（2） ） 在 A 点放入电量 q 110-6C，求它受的电场力。得出答案师生共同探究等量同种点电荷在某点的场强师生共同探究体 现 学生主体地位调动学生探究学习积极性图 片 更加形象直接加深学生对电场强度方向的理解小 组 讨论，多媒体投影仪展示内 容 抽象，难理解动画展示通过达标训练，检验学习掌握程度教学反思探究描述电场强弱的物理量是本节课的重难点内容之一应给学生充分的思考时间，并让学生相互交流讨论，教师还可进行适当启发引导。另外，探究时间很难控制， 在内容处理上应做到详略得当，发挥学生的主动性，如对电场及练习题的处理，尽可能由学生完成。，板书设计一、电场 客观存在的一种特殊的物质形态二、电场强度1定义：EF/q 2单位： 3方向：跟正电荷在该点所受静电力的方向相同三、点电荷的电场 1推导：2大小：3方向：四、电场强度的叠加
