第一篇:13.2 電場(chǎng)強(qiáng)度(第一課時(shí))
13.2 電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度(1)
一、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)目標(biāo):
(1)通過(guò)對(duì)電場(chǎng)概念的學(xué)習(xí),使學(xué)生明確場(chǎng)的特點(diǎn),描寫(xiě)場(chǎng)的方法,并能在頭腦中建立起場(chǎng)的模型和圖象。
(2)理解場(chǎng)電荷、檢驗(yàn)電荷的概念,理解和掌握電場(chǎng)強(qiáng)度的概念。(3)掌握點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式。
(4)理解和掌握電場(chǎng)的疊加原理,會(huì)計(jì)算簡(jiǎn)單的點(diǎn)電荷組產(chǎn)生的電場(chǎng)。2.能力目標(biāo):
用比值定義物理量、類(lèi)比方法的重要研究方法的介紹,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力。3.物理方法教育目標(biāo):
(1)樹(shù)立“場(chǎng)”在空間上有分布的觀念,并培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力。(2)通過(guò)“檢驗(yàn)電荷”的概念,使學(xué)生明確物理測(cè)量的有效性的觀念。(3)對(duì)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式的分析,使學(xué)生明確理想模型建立的條件。
二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
1.“場(chǎng)”是物理學(xué)中的重要概念,“場(chǎng)”的概念比較抽象,在中學(xué)物理中,本章又是初次較深入地研究“場(chǎng)”,所以“場(chǎng)”概念的引入,“場(chǎng)”觀念的建立,既是本節(jié)的重點(diǎn)也是本節(jié)的難點(diǎn)。
2.電場(chǎng)強(qiáng)度的概念、場(chǎng)的疊加原理也是本節(jié)的重點(diǎn)。
三、教學(xué)方法:
計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)
四、教學(xué)過(guò)程:
(一)復(fù)習(xí)提問(wèn)
兩個(gè)點(diǎn)電荷電量分別為+4Q、-Q,固定在相距為L(zhǎng)的兩點(diǎn),在何處放一個(gè)什么樣的第三點(diǎn)電荷可使第三點(diǎn)電荷保持靜止?
在兩點(diǎn)電連線延長(zhǎng)線上,-Q的一側(cè)距-Qx=L處(復(fù)習(xí)庫(kù)侖定律)。
與第三個(gè)電荷電量無(wú)關(guān)(為建立場(chǎng)強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān),及由力的合成向場(chǎng)的疊加過(guò)渡做鋪墊)。
(二)引入新課
兩個(gè)電荷間存在著相互作用力,上一節(jié)我們定量地研究了兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力的規(guī)律——庫(kù)侖定律。
提出問(wèn)題:在力學(xué)中,我們所學(xué)過(guò)的彈力、摩擦力均是接觸力,只有相互接觸的兩個(gè)物體之間才有可能產(chǎn)生彈力、摩擦力。兩個(gè)電荷之間并不接觸,它們之間的相互作用力是如何實(shí)現(xiàn)的呢?
(三)進(jìn)行新課
1.在同學(xué)回答的基礎(chǔ)上總結(jié)出:兩個(gè)電荷之間的相互作用力是通過(guò)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的。任何一個(gè)電荷在其周?chē)臻g產(chǎn)生電場(chǎng),另一個(gè)電荷處在它產(chǎn)生的電場(chǎng)中,另一個(gè)電荷受到電場(chǎng)對(duì)它的作用力——稱(chēng)為電場(chǎng)力。
(如同學(xué)提出重力、引力,順便提出重力場(chǎng)、引力場(chǎng)的概念,如無(wú)人提出暫不引入重力場(chǎng)、引力場(chǎng)。)
電荷在其周?chē)臻g產(chǎn)生電場(chǎng),靜止的電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)是靜電場(chǎng)。電場(chǎng)對(duì)處在場(chǎng)中的其他電荷有力的作用。
2.對(duì)任何事物的認(rèn)識(shí)和理解,都要從它與其他事物的相互關(guān)系(相互作用)入手,從中找出它的基本性質(zhì),對(duì)電場(chǎng)的認(rèn)識(shí)也應(yīng)如此。為了認(rèn)識(shí)電場(chǎng),找到描寫(xiě)電場(chǎng)性質(zhì)的物理量,我們先引入兩個(gè)基本概念:場(chǎng)電荷和檢驗(yàn)電荷。
場(chǎng)電荷:產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷。
提出問(wèn)題:什么樣的電荷能產(chǎn)生電場(chǎng)?什么樣的電荷不能產(chǎn)生電場(chǎng)?!為什么還要提出場(chǎng)電荷呢?
場(chǎng)中該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。
4.電場(chǎng)強(qiáng)度的定義
電場(chǎng)強(qiáng)度(簡(jiǎn)稱(chēng)場(chǎng)強(qiáng))是描寫(xiě)電場(chǎng)有關(guān)力的性質(zhì)的物理量,它是矢量。
檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受電場(chǎng)力的大小F與檢驗(yàn)電荷的電量q的比值F/q,叫做電場(chǎng)中該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,即
在國(guó)際單位制中,電場(chǎng)強(qiáng)度的單位是牛/庫(kù)。
5.請(qǐng)同學(xué)根據(jù)庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義,推導(dǎo)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式。(1)先求距場(chǎng)電荷Q為r的一定點(diǎn)P的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向。
(2)再將r看成是變量(P點(diǎn)為動(dòng)點(diǎn)),可得出點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中任意一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式。
(3)從表達(dá)式E?kQ,進(jìn)一步說(shuō)明電場(chǎng)中任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向與檢驗(yàn)電r2荷無(wú)關(guān),完全由場(chǎng)電荷Q和該點(diǎn)的位置所決定。
(4)正的點(diǎn)電荷與負(fù)的點(diǎn)電荷在空間各點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向(為以后引入電場(chǎng)線做準(zhǔn)備)。
6.研究點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度,從力的疊加(力的合成)引出場(chǎng)的疊加。
(1)兩個(gè)等值異號(hào)的點(diǎn)電荷+Q、-Q,相距為L(zhǎng),求連線中點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng);連線延長(zhǎng)線距-Qx點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng);連成的垂直平分線上距中點(diǎn)為x處點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng);當(dāng)x >>L時(shí),這兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。
(2)在正方形(邊長(zhǎng)為a)的四個(gè)頂點(diǎn)處各固定一電量為+Q的點(diǎn)電荷,在過(guò)四邊形對(duì)角線中心O垂直于平面的軸線上距O點(diǎn)x處的場(chǎng)強(qiáng)。
5令E=0的點(diǎn)O距q為x,如圖(b)所示,+1C電荷在O點(diǎn)受力為零,所以有
(2)E=0的點(diǎn)在q與9q之間,距q為r/4。說(shuō)明1.對(duì)于電場(chǎng)強(qiáng)度概念的理解注意:
無(wú)論放正、負(fù)檢驗(yàn)電荷,E的方向定義為+q受力方向,類(lèi)似于電流方向定義為正電荷移動(dòng)方向,無(wú)論是誰(shuí)移動(dòng)形成電流。
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度為自身性質(zhì),與檢驗(yàn)電荷無(wú)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。思考題:
1.場(chǎng)強(qiáng)E是描寫(xiě)電場(chǎng)有關(guān)力的性質(zhì)的物理量。為什么不直接用檢驗(yàn)電荷所受的電場(chǎng)力F來(lái)描寫(xiě),而要引入電場(chǎng)強(qiáng)度這個(gè)物理量?
目的:進(jìn)一步鞏固場(chǎng)強(qiáng)的概念,明確場(chǎng)強(qiáng)E與電場(chǎng)力F的聯(lián)系與區(qū)別。
E?k2.由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式為什么?
Qr2,能否求點(diǎn)電荷所在處(即r=0)的場(chǎng)強(qiáng)?結(jié)果如何?
第二篇:電場(chǎng)強(qiáng)度說(shuō)課稿.(范文)
《電場(chǎng)強(qiáng)度》說(shuō)課稿
一、教材概述
本章是選修3系列的第一章,是高中階段電學(xué)內(nèi)容的開(kāi)始,也是高中階段基礎(chǔ)的內(nèi)容之一,它既是電磁學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ),又是光學(xué)等其他物理學(xué)知識(shí)的重要基礎(chǔ)。而本章的核心內(nèi)容就是這一節(jié)電場(chǎng)的概念及描述電場(chǎng)特性的物理量.本節(jié)<電場(chǎng)強(qiáng)度>是這一章的第三課,教材內(nèi)容放在庫(kù)侖定律之后,是對(duì)庫(kù)侖定律的深入理解,進(jìn)一步明確了兩電荷之間作用的本質(zhì),是通過(guò)電場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)又為后續(xù)課電路磁場(chǎng)學(xué)習(xí)的作好鋪墊.因此本節(jié)課具有承前啟后的作用.另外從認(rèn)識(shí)論的角度講對(duì)電場(chǎng)的學(xué)習(xí),能加深學(xué)生對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí).即世界是物質(zhì)的,物質(zhì)是可以認(rèn)識(shí)的.統(tǒng)觀浙江省學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見(jiàn)和教材,不難發(fā)現(xiàn)本課的教學(xué)有如下的特點(diǎn):
1知識(shí)點(diǎn)多:電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度,電場(chǎng)線,檢驗(yàn)電荷,點(diǎn)電荷的電場(chǎng),場(chǎng)源電荷,矢量運(yùn)算等
2教學(xué)內(nèi)容抽象:電場(chǎng)看不見(jiàn)模不著,學(xué)生對(duì)于場(chǎng)的感性認(rèn)識(shí)少,電場(chǎng)線是一個(gè)理想的模型.
3學(xué)生的知識(shí)體系不完備:關(guān)于場(chǎng)沒(méi)有完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò),在教學(xué)中必須重新構(gòu)建.
(選修3-1的第一章內(nèi)容是上課量大,難度大(在教學(xué)過(guò)程中盡可能的滲透探究的思想,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力)的特點(diǎn).)
但是學(xué)生在初中學(xué)習(xí)過(guò)磁場(chǎng),從有關(guān)媒體上可能知道電場(chǎng)這個(gè)概念,這些知識(shí)對(duì)本課的學(xué)習(xí)會(huì)有一定的幫助.并且根據(jù)新課程的特點(diǎn)在這一節(jié)上要著重體現(xiàn)如何去了解電場(chǎng)的特性和探究“電場(chǎng)強(qiáng)度”這個(gè)物理量,這也是與老教材相比最大的一個(gè)改進(jìn)。浙江省學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見(jiàn)是把這一節(jié)的內(nèi)容安排了二課時(shí)的,我在這一節(jié)中講第一部分內(nèi)容:電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度和點(diǎn)電荷的電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加。電場(chǎng)線及各種典型電場(chǎng)的分布特點(diǎn)安排在下一節(jié)課。
根據(jù)本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的特點(diǎn)確定本課三維目標(biāo)如下:
(一)知識(shí)和技能教學(xué)目標(biāo)
1、知道電場(chǎng)是電荷周?chē)嬖诘囊环N特殊物質(zhì),知道電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的。
2、了解試探電荷的作用,理解對(duì)試探電荷量和試探電荷的尺寸的要求。
3、理解電場(chǎng)強(qiáng)度,知道它的單位和定義式及方向的規(guī)定。
4、了解點(diǎn)電荷周?chē)碾妶?chǎng)分布和電場(chǎng)的疊加,會(huì)用點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式和電場(chǎng)疊加進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。
(二)過(guò)程和方法的教學(xué)目標(biāo)
1、培養(yǎng)學(xué)生在通過(guò)實(shí)驗(yàn)及類(lèi)比的方法、提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力及知識(shí)的遷移能力。
2、在理論和實(shí)驗(yàn)論證、猜想環(huán)節(jié)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)論證能力和推理能力。
3、通過(guò)電場(chǎng)強(qiáng)度定義式的得出,讓學(xué)生體會(huì)到用比值法定義物理量的方法和重要性。
(三)情感態(tài)度和價(jià)值觀的教學(xué)目標(biāo)
1、通過(guò)對(duì)于“超距作用”的觀點(diǎn)到場(chǎng)的提出的物理學(xué)史的回顧,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)探究的協(xié)作性和繼承性,法拉弟在電磁學(xué)中的重要性。
2、通過(guò)電場(chǎng)強(qiáng)度的研究,培養(yǎng)學(xué)生探究的精神以及對(duì)于自然、生活中物理現(xiàn)象的好奇性。
3、通過(guò)學(xué)習(xí)電荷的電場(chǎng)分布,認(rèn)識(shí)到對(duì)稱(chēng)和科學(xué)美感。根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)和浙江省學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見(jiàn)我認(rèn)為:
這節(jié)課的重點(diǎn):電場(chǎng)強(qiáng)度的概念和定義。這是本節(jié)課的核心,是本節(jié)課成敗的關(guān)鍵,是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ).
這節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn):如何探究和尋找“電場(chǎng)強(qiáng)度”這個(gè)物理量。因?yàn)椤皥?chǎng)”這個(gè)物理量對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)是比較抽象的,缺乏較多的感性認(rèn)識(shí),所以如何讓學(xué)生認(rèn)識(shí)場(chǎng)的一些性質(zhì)及尋找描述這種性質(zhì)的物理量“電場(chǎng)強(qiáng)度”就成了這節(jié)課的難點(diǎn)。
如何突出教學(xué)重點(diǎn)、突破教學(xué)難點(diǎn):首先通過(guò)用“芬香劑”的類(lèi)比讓學(xué)生對(duì)于抽象的“場(chǎng)”有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí),并對(duì)場(chǎng)中抽象的問(wèn)題以芬香劑了中心展開(kāi)和處理,使學(xué)生對(duì)于場(chǎng)的這種抽象的物理概念通過(guò)類(lèi)比的方法讓學(xué)生更好的接受和理解。然后引導(dǎo)學(xué)生從電場(chǎng)力入手去尋找能描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量,從提出假設(shè)到實(shí)驗(yàn)論證到理論論證,找到電場(chǎng)力與電荷量成正比的表達(dá)式:
再應(yīng)用已學(xué)
,的知識(shí)來(lái)論證,最后通過(guò)比值法的定義來(lái)找出能描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量:電場(chǎng)強(qiáng)度,通過(guò)這樣的一條主線,這樣一個(gè)科學(xué)探究的過(guò)程來(lái)尋找電場(chǎng)強(qiáng)度
物理量,從而來(lái)突出教學(xué)重點(diǎn)和突破教學(xué)難點(diǎn)。
二、教學(xué)方法
本課是新授概念的教學(xué),對(duì)于相關(guān)的概念,學(xué)生沒(méi)有完整的知識(shí)體系,不能完成上下位概念之間的遷移,因此在教學(xué)中我通過(guò)芬香劑的類(lèi)比來(lái)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)有關(guān)“場(chǎng)”的一些性質(zhì),并通過(guò)類(lèi)比、實(shí)驗(yàn)做為工具,做到實(shí)事求是和循序漸進(jìn)的教學(xué)原則。讓學(xué)生對(duì)于“場(chǎng)”的這種抽象的概念加以認(rèn)識(shí)、理解。盡可能達(dá)到新知識(shí)點(diǎn)的同化和順應(yīng).因此在教學(xué)中我采用如下的教學(xué)方法:,講述,講解,演示、類(lèi)比、設(shè)問(wèn)、探究,討論、理論論證等方法進(jìn)行教學(xué).
三、教學(xué)過(guò)程
(一)由實(shí)驗(yàn)和已學(xué)知識(shí)并結(jié)合物理學(xué)史,引入新課
兩塊磁鐵間沒(méi)有接觸,但是會(huì)發(fā)生相互的作用,提出問(wèn)題:那么它們間的相互作用是通過(guò)什么呢?學(xué)生應(yīng)用初中已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)能回答“磁場(chǎng)”。
那么天體間的萬(wàn)有引力是通過(guò)什么相互作用的啊? “引力場(chǎng)”,那么電荷間的相互作用呢?學(xué)生會(huì)很自然的想到是”電場(chǎng)”.(然后向?qū)W生介紹物理學(xué)上對(duì)這個(gè)的正確認(rèn)識(shí)是有一個(gè)過(guò)程的)在物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程中科學(xué)家對(duì)于這個(gè)“場(chǎng)”的概念的引入是有漫長(zhǎng)過(guò)程的,回顧物理學(xué)史: 萬(wàn)有引力定律的建立,是人類(lèi)文明歷上的一次最大有飛越,但是科學(xué)家對(duì)于萬(wàn)有引力是如何作用的,一直不能有正確的表述,就提出了“超距作用”(就如是上帝作用的)——萬(wàn)有引力與靜電力進(jìn)行類(lèi)比也認(rèn)為電荷間的作用力是一種超距作用——由法拉弟提出“電荷周?chē)嬖谟伤a(chǎn)生的電場(chǎng)”,電荷間的相互作用就是通過(guò)這種”場(chǎng)”來(lái)實(shí)現(xiàn)的,那么電荷A對(duì)電荷B的作用力就是由電荷A產(chǎn)生的電場(chǎng)對(duì)電荷B作用的,法拉弟引入的”場(chǎng)”的概念后為電磁場(chǎng)理論的建立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ), 使人類(lèi)對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)和研究更上了一個(gè)層次這是對(duì)物理學(xué)發(fā)展的最大的貢獻(xiàn).引入了“場(chǎng)”的的概念后使我們對(duì)研究電荷間的相互更加有效和方便。(讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)科學(xué)研究的過(guò)程和物理學(xué)家探究的精神.)
雖然電場(chǎng)不同于由原子、分子組成的物質(zhì),但電場(chǎng)是一種客觀存在的特殊物質(zhì)形態(tài), 例如空中的電磁波,有些眼見(jiàn)為實(shí),但是沒(méi)有看到的不一定是沒(méi)有的.這一章節(jié)我們只研究靜止的電荷產(chǎn)生的電場(chǎng),為靜電場(chǎng),那么電荷間的這種電場(chǎng)力也稱(chēng)作電場(chǎng)力。
(二)電場(chǎng)強(qiáng)度
1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析和類(lèi)比初步建立對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的認(rèn)識(shí)
提出了電場(chǎng)的概念,在空間放入一個(gè)電荷,那么就會(huì)在這個(gè)電荷周?chē)纬呻妶?chǎng)。但是“電場(chǎng)”是看不到,摸不著,十分抽象,難于理解,(學(xué)生也會(huì)認(rèn)為可能沒(méi)有)所以我以芬香劑做為類(lèi)比來(lái)讓學(xué)生感性認(rèn)識(shí)電場(chǎng)的真實(shí)性、物質(zhì)性。(1)電荷放入空間在其周?chē)鷷?huì)不會(huì)形成電場(chǎng)啊?我們可以通過(guò)什么方法去感知它的存在啊?
芬香劑放入空間在其周?chē)鷷?huì)形成香氣嗎?會(huì)的,雖然我們看不到,也摸不著,但是芬香劑的明顯特征是對(duì)于在“香氣場(chǎng)”中有嗅覺(jué)的人生產(chǎn)作用。所以我們通過(guò)自己的鼻子感知它的存在。(當(dāng)然也可以由其他的方法去檢驗(yàn)香氣是否存在,例如儀器)
那么電荷放入間也一樣會(huì)在其周?chē)纬呻妶?chǎng),雖然我們看不到也摸不著,但它是客觀存在的。電場(chǎng)的明顯的特征是對(duì)放入其中的電荷有電場(chǎng)力的作用,那么我們可以通過(guò)在場(chǎng)中放入電荷來(lái)檢驗(yàn)電場(chǎng)是否存在。(當(dāng)然也有其他的方法)引用教課書(shū)上的圖來(lái)分析。(并引入場(chǎng)源電荷和檢驗(yàn)電荷的概念)(2)電荷O形成有電場(chǎng)在各處有沒(méi)有強(qiáng)弱和方向???如果有我們可以通過(guò)什么判定?。?/p>
芬香劑形成的一個(gè)香氣有沒(méi)有強(qiáng)弱???有,前排的同學(xué)聞到了,而后排的同學(xué)可能沒(méi)有聞到,所以是有聞到,也是有方向的,沿著以芬香劑為中心向外,但是我們?yōu)榱四車(chē)?yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確的研究,我們應(yīng)該是確定的一個(gè)人來(lái)鑒定各處的香氣濃度,因?yàn)椴煌娜吮亲拥拿舾卸瓤赡苁遣灰粯拥?。引用課本圖1.2-1所示的實(shí)驗(yàn)來(lái)分析,試探電荷應(yīng)該是同個(gè)的。也就是標(biāo)準(zhǔn)要一樣,那樣的研究才會(huì)有意義。(3)那么電荷O形成的電場(chǎng)與檢驗(yàn)電荷有關(guān)嗎?應(yīng)該是由什么來(lái)決定的??? 芬香劑形成的香氣在各處的濃度強(qiáng)弱是不是由同學(xué)們的鼻子決定的?。坎皇堑?,不管你去不去聞,還是你有沒(méi)有在這個(gè)教室中,這個(gè)香氣及各處的濃度都是確定的,這應(yīng)該由芬香劑本身及離芬香劑的距離(某一個(gè)位置)決定的。那么電荷O形成的電場(chǎng)的各處的強(qiáng)弱和方向應(yīng)該與檢驗(yàn)電荷是無(wú)關(guān)的,在空間放入一個(gè)場(chǎng)源電荷,那么在其周?chē)托纬闪艘粋€(gè)電場(chǎng),各處的場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向也就確定了,與你放不放檢驗(yàn)電荷是沒(méi)有關(guān)系的,你放入檢驗(yàn)電荷就是去檢驗(yàn)一下該處場(chǎng)的大小和方向的。那么空間形成的電場(chǎng)在各處的強(qiáng)弱和方向是由場(chǎng)源電荷及所處的位置來(lái)決定的。
通過(guò)以上的類(lèi)比我想大家應(yīng)該比較清楚的知道了電荷放入空間在其周?chē)鷷?huì)形成電場(chǎng),這個(gè)電場(chǎng)在各處有強(qiáng)弱和方向,也知道了這個(gè)與檢驗(yàn)電荷是無(wú)關(guān)的,是由電場(chǎng)本身(場(chǎng)源電荷和位置)決定的。那么我們用怎樣的一個(gè)物理量來(lái)描述場(chǎng)的這種性質(zhì)呢?
二、電場(chǎng)強(qiáng)度強(qiáng)度概念的建立
1、我們能不能用檢驗(yàn)電荷在某處受到的電場(chǎng)力來(lái)描述該處的電場(chǎng)的強(qiáng)度和方向?
在電場(chǎng)中的不同的位置放入檢驗(yàn)電荷q,那么它所受到的電場(chǎng)力F方向和大小不一樣,那么用這個(gè)檢驗(yàn)電荷所受到的力F能來(lái)描述電場(chǎng)的這種性質(zhì)嗎?(各處的場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向)以芬香劑來(lái)類(lèi)比,某一個(gè)人在某一點(diǎn)聞到的香氣濃度能不能表示這個(gè)”香氣場(chǎng)”在該處的香氣濃度,也就是這個(gè)濃度對(duì)任何人都是適用和一樣的啊?(因?yàn)槲覀円呀?jīng)知道香氣場(chǎng)中某一點(diǎn)的香氣情況是由自身所決定的,與去鑒別的這個(gè)人是沒(méi)有關(guān)系的.)不能,因?yàn)椴煌娜吮亲拥撵`敏度是不一樣的,你可能認(rèn)為這兒已經(jīng)很香了,但是換一個(gè)鼻子有病的人,他認(rèn)為這兒是不香的,那么在電場(chǎng)中也一樣啊,在同一點(diǎn)放入不同電荷量的檢驗(yàn)電荷,所受到的電場(chǎng)力是不一樣的,而對(duì)于確定的電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和方向上確定的啊,那么這個(gè)電場(chǎng)力F就不能來(lái)準(zhǔn)確的描述場(chǎng)的這種性質(zhì)啊.2、那么我們?nèi)绾蝸?lái)尋找這個(gè)物理量?。?/p>
我一時(shí)也不知道了,但是我們可以應(yīng)用我們已有的知識(shí)來(lái)研究一下這個(gè)個(gè)問(wèn)題。我們對(duì)電場(chǎng)的研究是從電場(chǎng)力角度進(jìn)入的,那我們?cè)陔妶?chǎng)中的同上點(diǎn)上放入不同的電荷來(lái)研究一下它的受力啊,在真空中的點(diǎn)電荷Q(因?yàn)榍懊嫠鶎W(xué)的知識(shí)庫(kù)侖定律的適用條件)產(chǎn)生的電場(chǎng)中的某一點(diǎn)放入檢驗(yàn)電荷q,那么它受到的電場(chǎng)力是,那么放入2q
2F,3q
3F。。。。,那么大家是不是可以發(fā)現(xiàn)試探電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力F與試探電荷的帶電量q是成正比的啊,E是一個(gè)比例常數(shù),與試探電荷是無(wú)關(guān)的。那么這個(gè)對(duì)于電場(chǎng)中確定的一點(diǎn)而言是不變的,與試探電荷是無(wú)關(guān)的,那這個(gè)物理量就不是我們所尋找的啊,(有的興奮,激動(dòng))但是我們知道這個(gè)E雖然與試探電荷無(wú)關(guān),但我們知道如果是這個(gè)物理量,那么它應(yīng)該由場(chǎng)源電荷及在場(chǎng)的位置決定的啊?我們還進(jìn)一步和論證。我們?cè)儆蓜偛诺姆椒ǎ☉?yīng)用已有的知識(shí)來(lái)論證),那么它確實(shí)是與試探
r來(lái)決定的,那么這個(gè)物
Q電荷是無(wú)關(guān)的,僅與場(chǎng)源電荷和到場(chǎng)源電荷Q 的距離理量就是我們要尋找的,(引入電場(chǎng)強(qiáng)度概念的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟)所以有進(jìn)我們?cè)谶M(jìn)行科學(xué)研究時(shí)要充分的應(yīng)用自己在智慧和已有知識(shí)來(lái)進(jìn)行。
3、電場(chǎng)強(qiáng)度的概念(1)定義:試探電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受電場(chǎng)力與它的電荷量的比值叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。(2)定義式: 單位:牛頓每庫(kù)侖,N/C,(伏每米,V/m)
(3)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向規(guī)定再利用圖1.2-1所示的實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生討論:把同一試探電荷放到電場(chǎng)中的不同位置,試探電荷受到的電場(chǎng)力方向是否相同?經(jīng)過(guò)討論,學(xué)生會(huì)明白電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)該能描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱也能描述電場(chǎng)的方向,所以電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,那么電場(chǎng)的方向應(yīng)該是怎樣的???“學(xué)生提出電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向就是該點(diǎn)試探電荷所受電場(chǎng)力的方向”對(duì)不對(duì),讓學(xué)生討論,那么正負(fù)電荷在電場(chǎng)中同一點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向相反啊,不是有兩個(gè)方向了,那么如何規(guī)定啊?規(guī)定的方法與電流方向的規(guī)定一樣:電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向跟正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向相同,與負(fù)電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向相反。
(4)電場(chǎng)強(qiáng)度的物理意義:就是描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向的物理量。
但是電場(chǎng)強(qiáng)度E與試探電荷的帶電荷量q,及所受的力有沒(méi)有關(guān)系???沒(méi)有,只起到試探的作用,如果你的這一點(diǎn)不放入試探電荷,那么這一點(diǎn)的電場(chǎng)的強(qiáng)弱
和方向也是確定的,就如香氣場(chǎng)中某點(diǎn)的香氣不會(huì)因?yàn)槟銢](méi)有去聞,但就沒(méi)有了或改變了。
那么香氣場(chǎng)中的這種性質(zhì)應(yīng)該用什么來(lái)描述啊?
以某一個(gè)人聞到的香氣和這個(gè)鼻子的靈敏度相比值來(lái)定義的,是不是。所以用比值定義物理量,用來(lái)表示研究對(duì)象的某種性質(zhì)。是物理學(xué)中非常重要的一種科學(xué)方法,前面學(xué)過(guò)的速度v,密度
。(讓學(xué)生通過(guò)對(duì)密度來(lái)類(lèi)比研究,說(shuō)明強(qiáng)調(diào)E與試探電荷所受到的電場(chǎng)力和電荷
量是無(wú)關(guān)的,只是起到了試探有作用。)
能反映物體單位時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)位移的多少的性質(zhì)即速度,能反映單位體質(zhì)內(nèi)含物質(zhì)多少的性質(zhì)即密度,能反映單位電荷受到電場(chǎng)力的性質(zhì)即電場(chǎng)的強(qiáng)弱
那么我們現(xiàn)在就來(lái)應(yīng)用一下用比值法來(lái)定義物理量的這種物理學(xué)上重要的科學(xué)方法。
場(chǎng)是物理學(xué)中重要的概念,除了電場(chǎng)和磁場(chǎng),還有引力場(chǎng),物體間的萬(wàn)有引力就是通過(guò)引力場(chǎng)發(fā)生作用的,地球附近的引力場(chǎng)叫做重力場(chǎng)。仿照電場(chǎng)強(qiáng)度的定義,你認(rèn)為應(yīng)該怎樣定義重力場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向?。?/p>
加強(qiáng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力和遷移能力,并通過(guò)這個(gè)練習(xí)加深學(xué)生對(duì)比值法定義物理量的一種思想的理解,為今后遇到這種情況有更好處理能力,使學(xué)生對(duì)所學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行升華。
3、點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加
最簡(jiǎn)單的電場(chǎng)是點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng),那么我們就從最簡(jiǎn)單的電場(chǎng)開(kāi)始來(lái)研究一下點(diǎn)電荷電場(chǎng)的特性.設(shè)一個(gè)點(diǎn)電荷的電量為Q,與之相距r的試探電荷的電量為q,根據(jù)庫(kù)侖定律,試探電荷受到的電場(chǎng)力為:, 由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義:,所以
該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為。
那么、這兩個(gè)公式有什么區(qū)別啊?
一個(gè)定義式,一個(gè)決定式,定義式中的q是試探電荷,F(xiàn)上試探電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力,但是電場(chǎng)強(qiáng)度E與q、F是沒(méi)有關(guān)系的,只起到試探有作用。而決定式中的Q是場(chǎng)源電荷,r是離場(chǎng)源電荷距離中r,E是在這個(gè)場(chǎng)源電荷Q形成有電場(chǎng)中離場(chǎng)源電荷中r處這個(gè)點(diǎn)上的電場(chǎng)強(qiáng)度。而且這個(gè)公式只適用于真空中的點(diǎn)電荷。
以點(diǎn)電荷Q為球心,以r為半徑的球面上,各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向有怎樣的關(guān)系?建議學(xué)生畫(huà)出場(chǎng)源電荷,分正、負(fù)兩種場(chǎng)源電荷分別畫(huà)出電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。(為后面電場(chǎng)線的學(xué)習(xí)做鋪墊)
關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加問(wèn)題,可以讓學(xué)生討論下列問(wèn)題:
(1)兩等量同號(hào)場(chǎng)源電荷Q,相距r,試求以它們連線為邊長(zhǎng)的等邊三角形的頂點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向。(學(xué)生能求出大小,但是會(huì)漏了另一個(gè)頂點(diǎn)的一組解,此問(wèn)題培養(yǎng)學(xué)生思維的全面性)
(2)改變其中一個(gè)場(chǎng)源電荷的電性,畫(huà)出等量異號(hào)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和,明確電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加實(shí)質(zhì)上是求各個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度單獨(dú)存在時(shí)的矢量和。
一個(gè)較大的帶電體不能看做點(diǎn)電荷,在計(jì)算它產(chǎn)生的電場(chǎng)時(shí),可以把它分做成若干小塊處理,然后再用電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加計(jì)算整個(gè)帶電體的電場(chǎng)。
對(duì)于一個(gè)半徑為R的均勻帶電體(球殼)在球外部產(chǎn)生的電場(chǎng),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(chǎng)相同,球外各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度也是
.法拉弟不僅提出了場(chǎng)的概念,而對(duì)于電場(chǎng)的定量的研究我們引入了電場(chǎng)強(qiáng)度這處物理量,而對(duì)于電場(chǎng)的形象的描述法拉弟引入了電場(chǎng)線,而且用電場(chǎng)線直觀地描繪了場(chǎng)的清析圖景。
那么有關(guān)于這一塊的內(nèi)容我們準(zhǔn)備在下一節(jié)課中與同學(xué)們一起來(lái)研究,也來(lái)研究一下科學(xué)家是如何用一種虛擬的曲線把抽象的電場(chǎng)形象的描繪出來(lái),體現(xiàn)科學(xué)中的美感。
三、小結(jié)
1、在這一節(jié)課中我們通過(guò)生活中的芬香劑的類(lèi)比了解了抽象的“場(chǎng)”的有關(guān)性質(zhì),并通過(guò)類(lèi)比和已學(xué)的知識(shí)找到描述電場(chǎng)這種性質(zhì)的物理量“電場(chǎng)強(qiáng)度”E。
2、經(jīng)歷場(chǎng)強(qiáng)概念的建立的過(guò)程,進(jìn)一步認(rèn)識(shí)用比值法定義一個(gè)物理量的方法。
3、對(duì)
一、這兩個(gè)式子的區(qū)別我們應(yīng)該要撐握。
4、對(duì)于點(diǎn)電荷的電場(chǎng)及分布特點(diǎn)和電場(chǎng)的疊加的知識(shí)要撐握并能應(yīng)用解決對(duì)應(yīng)的實(shí)際問(wèn)題。
第三篇:電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度教案
《5.1 電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度》教學(xué)設(shè)計(jì)
【教學(xué)內(nèi)容】
第五單元第1節(jié)。
【教學(xué)目標(biāo)】
知識(shí)與技能:了解電場(chǎng)是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài);理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及其定義式,理解電場(chǎng)強(qiáng)度方向的規(guī)定;理解電場(chǎng)線的意義和性質(zhì)。了解勻強(qiáng)電場(chǎng)的概念。
過(guò)程與方法:能用電場(chǎng)線描述電場(chǎng),能運(yùn)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算;學(xué)會(huì)運(yùn)用觀察、歸納等方法從現(xiàn)象進(jìn)行分析推理、發(fā)現(xiàn)客觀規(guī)律,體會(huì)比值法定義物理量。
情感態(tài)度價(jià)值觀:通過(guò)介紹靜電研究的歷史知識(shí),激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)的情感,通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察、分析推理培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和正確的思維方法。
【教學(xué)重點(diǎn)】
電場(chǎng)強(qiáng)度的定義及電場(chǎng)線的意義。
【教學(xué)難點(diǎn)】
對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度定義及電場(chǎng)線意義的理解。
【教具準(zhǔn)備】
橡膠棒、玻璃棒、絲綢、毛皮、驗(yàn)電器、鐵架臺(tái)、通草球等。
【教學(xué)過(guò)程】
◆創(chuàng)設(shè)情境──引出課題
1.課件展示:播放視頻及PPT,展示生活及生產(chǎn)中的靜電現(xiàn)象。
2.實(shí)驗(yàn)演示:捋不攏的絲線,隨梳飄動(dòng)的頭發(fā)等等。
3.生活現(xiàn)象回顧:彈不掉的灰塵,冬天脫毛衣時(shí)的火花與噼啪聲等等。
4.教師講述:以上現(xiàn)象的發(fā)生都與靜電有關(guān),從今天開(kāi)始我們將探究靜電現(xiàn)象。
5.人類(lèi)研究靜電的歷史回顧
人類(lèi)認(rèn)識(shí)靜電現(xiàn)象,最早的記載是希臘哲學(xué)家泰勒斯(生活時(shí)代略早于中國(guó)的孔子)發(fā)現(xiàn)了當(dāng)時(shí)的希臘人摩擦琥珀吸引羽毛。在中國(guó),西漢末年已有“頓牟(玳瑁)掇芥(細(xì)小物體之意)”的記載;晉朝時(shí)有關(guān)于摩擦起電引起放電現(xiàn)象的記載:“今人梳頭,解著衣時(shí),有隨梳解結(jié)有光者,亦有咤聲”。但對(duì)靜電現(xiàn)象的科學(xué)研究卻開(kāi)始于2000年后的18世紀(jì),其主要原因,一是當(dāng)時(shí)的社會(huì)發(fā)展水平尚未出現(xiàn)對(duì)電的需求,二是科學(xué)技術(shù)水平落后,無(wú)法對(duì)研究提供技術(shù)和設(shè)備支持。
歷史上,人類(lèi)研究靜電現(xiàn)象時(shí)遇到的主要困難:
一是一般物體的帶電量較小,靜電力非常小,沒(méi)有精密儀器測(cè)量非常小的力;二是沒(méi)有電量的單位,無(wú)法衡量和控制電荷的多少;三是物體有一定的大小和形狀,電荷在物體上的分布情況不清楚,不好確定兩帶電物體之間的距離。
對(duì)靜電力的科學(xué)研究,關(guān)鍵是上述問(wèn)題的解決,誰(shuí)能解決上述問(wèn)題,誰(shuí)就能取得研究的成功。
◆實(shí)驗(yàn)與探究──新課學(xué)習(xí)
一、兩種電荷及電荷間的相互作用
1.摩擦起電及帶電物體的特性
演示及學(xué)生實(shí)驗(yàn):分別用玻璃棒、橡膠棒靠近碎紙屑,它們不會(huì)吸引碎紙屑;將玻璃棒與絲綢摩擦,橡膠棒與毛皮摩擦,分別用摩擦后的玻璃棒、橡膠棒靠近碎紙屑,它們吸引碎紙屑。
教師講述:通過(guò)摩擦,玻璃棒、橡膠棒帶了電,有了電荷,這種帶電方式叫摩擦起電,各種不同物質(zhì)相互摩擦,都可以帶電或有電荷。帶電或有電荷的物體能吸引輕小物體。
2.兩種電荷及相互作用
教師講述:人類(lèi)通過(guò)探究知道,自然界存在兩種電荷,分別叫做正電荷與負(fù)電荷。人們把與絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒所帶的電荷叫做正電荷,將與毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒所帶的電荷叫做負(fù)電荷。人們還發(fā)現(xiàn),電荷間有相互作用,同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。
3.物體帶電的多少──電量
不管用什么方式使物體帶電,總可以使物體帶電的多少不同。物體所帶電荷的多少叫做電荷量,簡(jiǎn)稱(chēng)電量。在國(guó)際單位制中,電量的單位是庫(kù)侖,簡(jiǎn)稱(chēng)庫(kù),用大寫(xiě)英文字母“C”表示。
4.提出問(wèn)題
帶電物體即就是不相互接觸,它們之間也會(huì)發(fā)生力的作用。那么,這個(gè)力是怎樣產(chǎn)生的?又是怎樣作用給另一個(gè)帶電物體的呢?
二、電場(chǎng)
1.什么是電場(chǎng)?
電荷的周?chē)臻g存在電場(chǎng)。不管物體是通過(guò)什么方式帶電的,也不管物體處在什么樣的物理環(huán)境中,只要物體帶電,在它周?chē)目臻g就一定存在電場(chǎng)。
電場(chǎng)是一種特殊的物質(zhì)。在自然界里,物質(zhì)的存在形式有兩種,一種就是我們平時(shí)能夠看得見(jiàn)摸得著的實(shí)物,如生活中使用的由各種物質(zhì)構(gòu)成的物體,它們有形態(tài)、色澤、硬度、密度、導(dǎo)電性、功能、結(jié)構(gòu)等方面的差異。物質(zhì)的另一種存在形式就是場(chǎng),比如電場(chǎng)、磁場(chǎng)等,它們看不見(jiàn)摸不著,但它們能表現(xiàn)出被人們感知的特性,人們就是借助這些特性來(lái)研究電場(chǎng)的。
2.電場(chǎng)的基本特性
電場(chǎng)的基本特性就是對(duì)處在其中的電荷有力的作用,這個(gè)力稱(chēng)為電場(chǎng)力或庫(kù)侖力。
兩個(gè)帶電物體間的電場(chǎng)力是通過(guò)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的。比如甲乙兩個(gè)電荷,甲電荷在它周?chē)臻g建立電場(chǎng),乙電荷就處在了甲的電場(chǎng)中,受到甲電荷電場(chǎng)的電場(chǎng)力作用;同理,乙電荷在它周?chē)臻g建立電場(chǎng),甲電荷處在乙電荷的電場(chǎng)中,受到乙電荷電場(chǎng)的電場(chǎng)力作用。
通過(guò)分析可以知道,電荷間的電場(chǎng)力是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的。
三、點(diǎn)電荷
1.引入背景
一般帶電物體,都有大小及形狀的差別,即就是它們帶電量相等,由于它們大小、形狀的不同,使得電荷在物體上的分布情況不同,這會(huì)影響到對(duì)電荷間相互力的研究。帶電體體積越小,或者描述帶電體大小的線度相比于兩帶電體的距離可以忽略時(shí),帶電體本身的大小對(duì)問(wèn)題研究的影響越小,這種情況下,可以忽略帶電體自身的大小,把帶電體看成是只具有電荷的點(diǎn)。就像研究物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí),把物體看成具有質(zhì)量的點(diǎn)──質(zhì)點(diǎn)一樣。
2.點(diǎn)電荷
點(diǎn)電荷是為了簡(jiǎn)化研究而引入的理想模型,實(shí)際的帶電物體,總有一定的體積和形狀,不會(huì)是一個(gè)“點(diǎn)”,所以點(diǎn)電荷實(shí)際上是不存在的。但物理學(xué)研究中的一個(gè)重要策略就是舍棄次要因素,抓主要因素。當(dāng)帶電體間的距離比它們的大小尺寸大很多時(shí),它們的大小對(duì)于它們之間的電場(chǎng)力的影響是非常小的,影響它們之間電場(chǎng)力的主要因素是各自的電量和它們之間的距離,這時(shí),可以忽略電荷自身的大小,把它們看成是只具有電量的幾何點(diǎn)──點(diǎn)電荷。
比如兩個(gè)直徑為20cm的帶電球,當(dāng)兩球心的距離為30cm時(shí),由于球的直徑與間距差不多,這種情況下,兩個(gè)帶電球就不能視為點(diǎn)電荷;如果兩球心的距離為10m,這時(shí)他們的間距遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于球的直徑,球的直徑對(duì)與它們間的電場(chǎng)力幾乎沒(méi)有影響,可以把它們視為電量集中在球心的點(diǎn)電荷。
四、電場(chǎng)強(qiáng)度
1.電場(chǎng)中不同位置電場(chǎng)特性的強(qiáng)弱不同
(1)科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)探究:如圖所示,在帶電體Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中的不同點(diǎn)A、B先后放入同一帶電體q,發(fā)現(xiàn)q所受電場(chǎng)力的大小、方向不同,q在A點(diǎn)受到的電場(chǎng)力比在B點(diǎn)時(shí)受到的電場(chǎng)力大。
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果剖析:既然兩個(gè)位置放置的是同一電荷,那么兩次受到的電場(chǎng)力大小、方向的不同肯定不是q引起的,應(yīng)該是Q的電場(chǎng)引起的,這說(shuō)明電場(chǎng)有強(qiáng)弱、方向的差別。如上述實(shí)驗(yàn)中,帶電體Q電場(chǎng)中A點(diǎn)的電場(chǎng)比B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)一些。
2.電場(chǎng)強(qiáng)度
(1)科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)探究:如圖所示,在帶電體Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中的不同點(diǎn)A、B先后放入另一帶電體q,發(fā)現(xiàn)它在A、B兩點(diǎn)時(shí)受到的電場(chǎng)力與q不同,但對(duì)于A點(diǎn)來(lái)說(shuō),q及q所受的電場(chǎng)力與電量的比值卻一樣;對(duì)于B點(diǎn)來(lái)說(shuō),q及q所受的電場(chǎng)力與電量的比值也一樣。而且A點(diǎn)的這個(gè)比值比B點(diǎn)的這個(gè)比值大,而我們已經(jīng)知道A點(diǎn)的電場(chǎng)比B的電場(chǎng)強(qiáng),這樣可以得出一個(gè)結(jié)論,將帶電體放入電場(chǎng)中,放入的帶電體在電場(chǎng)中的某點(diǎn)所受到的電場(chǎng)力與自己的帶電量的比值的大小恰好與電場(chǎng)的強(qiáng)弱相對(duì)應(yīng)。在其他任何電場(chǎng)中進(jìn)行探究,也會(huì)有這樣的結(jié)果。
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義
放入電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷所收到的電場(chǎng)力F與它所帶電量q的比值,叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度(簡(jiǎn)稱(chēng)場(chǎng)強(qiáng)),用符號(hào)E表示。/
/
/
(3)單位:N/C(牛頓/庫(kù)侖)
(4)方向:正的點(diǎn)電荷所受電場(chǎng)力的方向。
五、電場(chǎng)線
1.引入背景
用圖像形象表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向。電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)強(qiáng)弱及方向的物理量,因此電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)線描述的是同一現(xiàn)象,可以說(shuō)電場(chǎng)線是電場(chǎng)強(qiáng)度的圖示。就像用力的圖示形象描述力的三要素一樣。
2.怎樣用電場(chǎng)線描述電場(chǎng)
(1)力的圖示中線段的方向表示力的方向,因此可以在電場(chǎng)中畫(huà)出有方向的線條,用線條的方向或線條上的切線方向表示電場(chǎng)的方向。
(2)可以按上述要求畫(huà)出多條線條,電場(chǎng)強(qiáng)(電場(chǎng)強(qiáng)度大)的地方線條密一些,電場(chǎng)弱(電場(chǎng)強(qiáng)度?。┑牡胤骄€條疏一些。這樣線條的相對(duì)疏密程度就可以表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱(電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。?/p>
3.電場(chǎng)線
(1)畫(huà)法及意義:可以在電場(chǎng)中畫(huà)出一系列從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止的曲線,使曲線上每一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向都在該點(diǎn)的切線方向上,這些曲線就叫做電場(chǎng)線。
同一電場(chǎng)中,電場(chǎng)線密集的區(qū)域電場(chǎng)強(qiáng)度大一些,電場(chǎng)線稀疏的區(qū)域電場(chǎng)強(qiáng)度小一些;電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向。
4.對(duì)靜電場(chǎng)中電場(chǎng)線的討論
(1)電場(chǎng)線是人為引進(jìn)形象描述電場(chǎng)的線,在電場(chǎng)中人們總是畫(huà)出有限的條數(shù),不能認(rèn)為兩線條之間的“空白”處沒(méi)有電場(chǎng)。
(2)電場(chǎng)線總是起始于正電荷,終止于負(fù)電荷。對(duì)于孤立的正電荷,可認(rèn)為無(wú)限遠(yuǎn)處有一個(gè)負(fù)電荷,等著“接收”它“發(fā)出”的電場(chǎng)線;對(duì)于孤立的負(fù)電荷,可認(rèn)為無(wú)限遠(yuǎn)處有一個(gè)正電荷,“發(fā)出”讓它“接收”的電場(chǎng)線。
(3)在沒(méi)有電荷的地方,任何兩條電場(chǎng)線不相交。因?yàn)閷?duì)于電場(chǎng)中的一個(gè)點(diǎn)來(lái)說(shuō),電場(chǎng)的方向是唯一的,如果兩條電場(chǎng)線在某點(diǎn)相交,就會(huì)出現(xiàn)該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向不唯一,這與事實(shí)相違背。
(4)電場(chǎng)線不是帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡。
5.幾種電場(chǎng)中的電場(chǎng)線
(1)孤立正、負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)。
(2)等量異號(hào)、同號(hào)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電場(chǎng)線。
六、勻強(qiáng)電場(chǎng)
1.勻強(qiáng)電場(chǎng)的概念
在電場(chǎng)的某一區(qū)域里,如果各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向都相同,這一區(qū)域的電場(chǎng)就叫勻強(qiáng)電場(chǎng)。如兩塊相互靠近的帶電平行金屬板間的電場(chǎng)中,除去邊緣附近以外,兩板正對(duì)部分空間的電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)
2.勻強(qiáng)電場(chǎng)的說(shuō)明
(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)是某電場(chǎng)中的一個(gè)區(qū)域。
(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線是等間距的平行直線。
◆交流與評(píng)價(jià)──總結(jié)歸納
1.問(wèn)題討論:課本第129頁(yè)“復(fù)習(xí)與鞏固”1、2、3。
2.引導(dǎo)學(xué)生歸納本節(jié)要點(diǎn)(見(jiàn)板書(shū)設(shè)計(jì))
【作業(yè)布置】
1.復(fù)習(xí)課文,書(shū)面完成課本第129頁(yè)“復(fù)習(xí)與鞏固”
4、5。
2.撰寫(xiě)小論文《電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)線》
3.預(yù)習(xí)第2節(jié)
【板書(shū)設(shè)計(jì)】
2010-05-06
第四篇:《電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度》教案
物理組集體備課材料
《電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度》教案(初稿)彭澤一中物理組許卿 教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)目標(biāo)
知道電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的,知道電場(chǎng)是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài)。理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及其定義,會(huì)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算,知道電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,知道電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是怎樣規(guī)定的。
能根據(jù)庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度定義推導(dǎo)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算式,并能用此公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生分析、總結(jié)、語(yǔ)言表達(dá)的能力。教學(xué)重點(diǎn) 電場(chǎng)強(qiáng)度。教學(xué)難點(diǎn)
電場(chǎng)強(qiáng)度概念的建立。教學(xué)方法
類(lèi)比分析法、問(wèn)題解決法、實(shí)驗(yàn)分析法。教學(xué)過(guò)程
[引入] 接觸力是通過(guò)接觸使物體間有相互作用而產(chǎn)生的,那么非接觸力又是通過(guò)什么產(chǎn)生的呢?本節(jié)我們來(lái)探討這個(gè)問(wèn)題。新課教學(xué) ㈠電場(chǎng)
[類(lèi)比磁力引入] 電荷間的相互作用是通過(guò)一種場(chǎng)發(fā)生的,叫電場(chǎng)。[學(xué)生活動(dòng)] 閱讀課本相關(guān)內(nèi)容,了解電場(chǎng)性質(zhì)。電場(chǎng)在哪兒存在?
電場(chǎng)能看得見(jiàn)嗎?借助顯微鏡可以嗎? 電場(chǎng)的基本性質(zhì)是什么? [教師總結(jié)作答] 在電荷周?chē)嬖陔妶?chǎng)。
電場(chǎng)是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài),是不可以通過(guò)儀器觀察到的。電場(chǎng)的性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有力的作用,這種力叫做電場(chǎng)力 [CAI課件展示] ㈡電場(chǎng)強(qiáng)度 [方法介紹] 因?yàn)殡妶?chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有力的作用,所以必須在電場(chǎng)中放入電荷才能研究電場(chǎng)。
[提出問(wèn)題] 對(duì)放入電場(chǎng)的電荷有什么要求嗎?為什么?
[結(jié)論]
[深入思考] 電場(chǎng)強(qiáng)弱不一樣該如何表示呢?
[學(xué)生提出猜想,共同討論方案的可行性] [引入定義] 放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的電場(chǎng)力F跟它的電荷量的q的比值,叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,簡(jiǎn)稱(chēng)場(chǎng)強(qiáng),用E表示。⑴表達(dá)式: E = F/q ⑵單位:1N/C = 1V/m ⑶物理意義:反映電場(chǎng)性質(zhì)(強(qiáng)弱)的物理量,場(chǎng)強(qiáng)大電場(chǎng)強(qiáng);場(chǎng)強(qiáng)小電場(chǎng)弱。⑷矢量性:物理學(xué)中規(guī)定:電場(chǎng)中某點(diǎn)正電荷受力的方向就是該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向。
[深入探究] 某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)同試探電荷有關(guān)嗎?該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)由什么決定? 某一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)當(dāng)不放試探電荷時(shí)將變?yōu)榱愕挠^點(diǎn)是否正確?
[實(shí)例分析] 分析如圖A、B 兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是否相同課堂反饋 ㈢點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)、電場(chǎng)的疊加
[學(xué)生活動(dòng)] 由庫(kù)侖定律和場(chǎng)強(qiáng)公式推導(dǎo)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式。
q受力為
F = kQq/r2 根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度定義:
E = F/q = kQ/r2 公式中各物理量及對(duì)應(yīng)的字母:
E→電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)→N/C k→靜電力恒量→Nm2/C2 Q→產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷→C r→電場(chǎng)中某點(diǎn)到Q的距離→m 場(chǎng)強(qiáng)方向:
如果Q是正電荷,E的方向就是沿著PQ的連線并背離Q; 如果Q是負(fù)電荷,E的方向就是沿著PQ的連線并指向Q。
課堂小結(jié)
課堂反饋
下列說(shuō)法中正確的是
A、在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中,各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小必定不等 B、電場(chǎng)強(qiáng)度是反映電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量
C、電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,它的方向就是電荷在該點(diǎn)的受力方向
如圖所示,在正電荷Q的電場(chǎng)中距Q為r的P點(diǎn)放一個(gè)很小的點(diǎn)電荷q,測(cè)得 q受到的電場(chǎng)力為F,則P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為 A、E = F/q
B、E = kQ/r2 C、E = F/Q
D、E = kq/r2 在電場(chǎng)中的某點(diǎn)放入電荷量為5.0×10-9C的點(diǎn)電荷,受到的電場(chǎng)力為3.0×10-4N。這一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是多大?如果改用電荷量為6.0×10-9C的點(diǎn)電荷,用來(lái)確定該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng),場(chǎng)強(qiáng)會(huì)不會(huì)改變?為什么?
地球的表面通常存在一豎直方向的電場(chǎng),一帶負(fù)電的微粒在此電場(chǎng)中受到一個(gè)向上的力,電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是豎直向上,還是豎直向下? 布置作業(yè)
回顧復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容。課后作業(yè)。預(yù)習(xí)下節(jié)。
物理組集體備課材料 集體備課記錄
高一物理備課組活動(dòng)記錄
時(shí)間.3.28 地點(diǎn):行政樓二樓
主持人:夏長(zhǎng)根
主備人:許卿
記錄人:袁慧 出席老師:許卿夏長(zhǎng)根袁慧黃巖孫平方 活動(dòng)記錄
許卿:各位老師:大家好
我講課的題目是“電場(chǎng)強(qiáng)度”,下面我對(duì)這節(jié)課分以下幾個(gè)方面進(jìn)行說(shuō)明,具體內(nèi)容如下:
一、教材分析
本章是選修3系列的第一章,是高中階段電學(xué)內(nèi)容的開(kāi)始,也是高中階段基礎(chǔ)的內(nèi)容之一。電場(chǎng)強(qiáng)度描述了電場(chǎng)的力的性質(zhì),是電學(xué)中最基本的概念。學(xué)好電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)力,才可拓展延伸至電場(chǎng)力做功、電勢(shì)差、電勢(shì)能、電流的形成、帶電粒子的運(yùn)動(dòng)等一系列的新概念。所以電場(chǎng)強(qiáng)度是掌握電學(xué)其他許多概念的基礎(chǔ)。因此電場(chǎng)強(qiáng)度概念不僅是本章的重點(diǎn)、難點(diǎn),也是整個(gè)高中電學(xué),乃至整個(gè)電磁學(xué)的重點(diǎn)之一。要讓理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念,首先要建立電場(chǎng)的概念,這是學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)感到最困難的地方。
統(tǒng)觀教學(xué)指導(dǎo)意見(jiàn)和教材,不難發(fā)現(xiàn)本課的教學(xué)有如下的特點(diǎn):
1.知識(shí)點(diǎn)多:電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度,電場(chǎng)線,檢驗(yàn)電荷,點(diǎn)電荷的電場(chǎng),場(chǎng)源電荷,矢量運(yùn)算等
2.教學(xué)內(nèi)容抽象:電場(chǎng)看不見(jiàn)模不著,學(xué)生對(duì)于場(chǎng)的感性認(rèn)識(shí)少,電場(chǎng)線是一個(gè)理想的模型.
3.學(xué)生的知識(shí)體系不完備:關(guān)于場(chǎng)沒(méi)有完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò),在教學(xué)中必須重新構(gòu)建.
二、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1、知道電場(chǎng)是電荷周?chē)嬖诘囊环N特殊物質(zhì),知道電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的。
2、了解試探電荷的作用,理解對(duì)試探電荷量和試探電荷的尺寸的要求。
3、理解電場(chǎng)強(qiáng)度,知道它的單位和定義式及方向的規(guī)定。
4、了解點(diǎn)電荷周?chē)碾妶?chǎng)分布和電場(chǎng)的疊加,會(huì)用點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式和電場(chǎng)疊加進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。
(二)過(guò)程與方法
1、培養(yǎng)學(xué)生在通過(guò)實(shí)驗(yàn)及類(lèi)比的方法、提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力及知識(shí)的遷移能力。
2、在理論和實(shí)驗(yàn)論證、猜想環(huán)節(jié)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)論證能力和推理能力。
3、通過(guò)電場(chǎng)強(qiáng)度定義式的得出,讓學(xué)生體會(huì)到用比值法定義物理量的方法和重要性。
(三)情感態(tài)度和價(jià)值觀
1、通過(guò)對(duì)于“超距作用”的觀點(diǎn)到場(chǎng)的提出的物理學(xué)史的回顧,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)探究的協(xié)作性和繼承性,法拉弟在電磁學(xué)中的重要性。
2、通過(guò)電場(chǎng)強(qiáng)度的研究,培養(yǎng)學(xué)生探究的精神以及對(duì)于自然、生活中物理現(xiàn)象的好奇性。
3、通過(guò)學(xué)習(xí)電荷的電場(chǎng)分布,認(rèn)識(shí)到對(duì)稱(chēng)和科學(xué)美感
三:重點(diǎn)、難點(diǎn)的確定及依據(jù):以深刻理解電場(chǎng)強(qiáng)度的物理意義為重點(diǎn)內(nèi)容。
確定依據(jù)為本節(jié)課的中心是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到場(chǎng)的客觀存在,及場(chǎng)的力的性質(zhì)。由此引入一個(gè)物理量并恰當(dāng)?shù)囟x它成為本節(jié)課的核心問(wèn)題,因此將它定為重點(diǎn) 孫平方:我認(rèn)為題由問(wèn)題引入較好
[問(wèn)題]
1、下列哪些力是接觸力?哪些力是非接觸力? 拉力、重力、壓力、支持力、摩擦力、磁力 上節(jié)我們學(xué)習(xí)的靜電力是接觸力還是非接觸力?
夏長(zhǎng)根:本節(jié)內(nèi)容較為抽象,要利用實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生感受,可以這樣設(shè)計(jì): [實(shí)驗(yàn)探究] 1.在一個(gè)帶電體的周?chē)煌嚯x處懸掛相同的帶電小球,觀察現(xiàn)象。2.在一個(gè)帶電體的周?chē)嗤嚯x處懸掛不同的帶電小球,觀察現(xiàn)象。注:懸掛的帶電小球是試探電荷。[實(shí)驗(yàn)思考] 1.懸線偏角不同,說(shuō)明受到的電場(chǎng)力一樣嗎?
2.不同位置同一試探電荷偏角不同,說(shuō)明受到的電場(chǎng)力一樣嗎?為什么? 3.相同距離處不同試探電荷偏角的不同,又說(shuō)明什么情況?反映什么特點(diǎn)? [歸納] 1.偏角不同,說(shuō)明受到的電場(chǎng)力不同。2.不同位置同一試探電荷偏角不同,說(shuō)明同一電荷在同一電場(chǎng)的不同位置受到的電場(chǎng)力不同,也說(shuō)明不同位置的電場(chǎng)強(qiáng)弱一般不同
同一位置不同試探電荷受電場(chǎng)力的不同導(dǎo)致懸線偏角不一樣,說(shuō)明電場(chǎng)力跟試探電荷的電荷量有關(guān),電荷量越大,受力越大。
黃巖:關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的合成與分解,我建議增補(bǔ)一下內(nèi)容
[問(wèn)題討論]如果有幾個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng),那么空間中某點(diǎn)的電場(chǎng)又是如何的呢?場(chǎng)強(qiáng)呢?
[討論結(jié)果]如果有幾個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng),它們的電場(chǎng)就互相疊加,形成合電場(chǎng)。合成原理:矢量運(yùn)算法則。
夏長(zhǎng)根:今天的教研活動(dòng)很成功,各位老師提出了很好的改進(jìn)方法,年輕老師也是一個(gè)很好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),本節(jié)課明天第三節(jié)課在高一(0)班由許卿老師講,希望全組老師準(zhǔn)時(shí)參加,許卿老師對(duì)教案要認(rèn)真修改。物理組集體備課材料
《電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度》教案(修改稿)彭澤一中物理組許卿 教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)目標(biāo)
知道電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的,知道電場(chǎng)是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài)。理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及其定義,會(huì)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算,知道電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,知道電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是怎樣規(guī)定的。
能根據(jù)庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度定義推導(dǎo)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算式,并能用此公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生分析、總結(jié)、語(yǔ)言表達(dá)的能力。教學(xué)重點(diǎn) 電場(chǎng)強(qiáng)度。教學(xué)難點(diǎn)
電場(chǎng)強(qiáng)度概念的建立。教學(xué)方法
類(lèi)比分析法、問(wèn)題解決法、實(shí)驗(yàn)分析法。教學(xué)過(guò)程 課題引入
[問(wèn)題]
1、下列哪些力是接觸力?哪些力是非接觸力? 拉力、重力、壓力、支持力、摩擦力、磁力。
2、上節(jié)我們學(xué)習(xí)的靜電力是接觸力還是非接觸力?
[引入] 接觸力是通過(guò)接觸使物體間有相互作用而產(chǎn)生的,那么非接觸力又是通過(guò)什么產(chǎn)生的呢?本節(jié)我們來(lái)探討這個(gè)問(wèn)題。新課教學(xué) ㈠電場(chǎng)
[類(lèi)比磁力引入] 電荷間的相互作用是通過(guò)一種場(chǎng)發(fā)生的,叫電場(chǎng)。[學(xué)生活動(dòng)] 閱讀課本相關(guān)內(nèi)容,了解電場(chǎng)性質(zhì)。電場(chǎng)在哪兒存在?
電場(chǎng)能看得見(jiàn)嗎?借助顯微鏡可以嗎? 電場(chǎng)的基本性質(zhì)是什么? [教師總結(jié)作答] 在電荷周?chē)嬖陔妶?chǎng)。
電場(chǎng)是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài),是不可以通過(guò)儀器觀察到的。電場(chǎng)的性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有力的作用,這種力叫做電場(chǎng)力 [CAI課件展示] ㈡電場(chǎng)強(qiáng)度 [方法介紹] 因?yàn)殡妶?chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有力的作用,所以必須在電場(chǎng)中放入電荷才能研究電場(chǎng)。
[提出問(wèn)題] 對(duì)放入電場(chǎng)的電荷有什么要求嗎?為什么?
[結(jié)論]
[實(shí)驗(yàn)探究] 在一個(gè)帶電體的周?chē)煌嚯x處懸掛相同的帶電小球,觀察現(xiàn)象。在一個(gè)帶電體的周?chē)嗤嚯x處懸掛不同的帶電小球,觀察現(xiàn)象。注:懸掛的帶電小球是試探電荷。[實(shí)驗(yàn)思考] 懸線偏角不同,說(shuō)明受到的電場(chǎng)力一樣嗎?
不同位置同一試探電荷偏角不同,說(shuō)明受到的電場(chǎng)力一樣嗎?為什么? 相同距離處不同試探電荷偏角的不同,又說(shuō)明什么情況?反映什么特點(diǎn)? [師生互動(dòng)歸納] 偏角不同,說(shuō)明受到的電場(chǎng)力不同。
不同位置同一試探電荷偏角不同,說(shuō)明同一電荷在同一電場(chǎng)的不同位置受到的電場(chǎng)力不同,也說(shuō)明不同位置的電場(chǎng)強(qiáng)弱一般不同
同一位置不同試探電荷受電場(chǎng)力的不同導(dǎo)致懸線偏角不一樣,說(shuō)明電場(chǎng)力跟試探電荷的電荷量有關(guān),電荷量越大,受力越大。[深入思考] 電場(chǎng)強(qiáng)弱不一樣該如何表示呢?
[學(xué)生提出猜想,共同討論方案的可行性] [引入定義] 放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的電場(chǎng)力F跟它的電荷量的q的比值,叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,簡(jiǎn)稱(chēng)場(chǎng)強(qiáng),用E表示。⑴表達(dá)式: E = F/q ⑵單位:1N/C = 1V/m ⑶物理意義:反映電場(chǎng)性質(zhì)(強(qiáng)弱)的物理量,場(chǎng)強(qiáng)大電場(chǎng)強(qiáng);場(chǎng)強(qiáng)小電場(chǎng)弱。⑷矢量性:物理學(xué)中規(guī)定:電場(chǎng)中某點(diǎn)正電荷受力的方向就是該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向。
[深入探究] 某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)同試探電荷有關(guān)嗎?該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)由什么決定? 某一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)當(dāng)不放試探電荷時(shí)將變?yōu)榱愕挠^點(diǎn)是否正確?
[實(shí)例分析] 分析如圖A、B 兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是否相同課堂反饋 ㈢點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)、電場(chǎng)的疊加
[學(xué)生活動(dòng)] 由庫(kù)侖定律和場(chǎng)強(qiáng)公式推導(dǎo)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式。
q受力為
F = kQq/r2 根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度定義:
E = F/q = kQ/r2 公式中各物理量及對(duì)應(yīng)的字母:
E→電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)→N/C k→靜電力恒量→Nm2/C2 Q→產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷→C r→電場(chǎng)中某點(diǎn)到Q的距離→m 場(chǎng)強(qiáng)方向:
如果Q是正電荷,E的方向就是沿著PQ的連線并背離Q; 如果Q是負(fù)電荷,E的方向就是沿著PQ的連線并指向Q。
[問(wèn)題討論] 如果有幾個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng),那么空間中某點(diǎn)的電場(chǎng)又是如何的呢?場(chǎng)強(qiáng)呢?
[討論結(jié)果] 如果有幾個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng),它們的電場(chǎng)就互相疊加,形成合電場(chǎng)。合成原理:矢量運(yùn)算法則。
[實(shí)例分析] 課本例2。課堂小結(jié)
課堂反饋
下列說(shuō)法中正確的是
A、在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中,各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小必定不等 B、電場(chǎng)強(qiáng)度是反映電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量
C、電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,它的方向就是電荷在該點(diǎn)的受力方向
如圖所示,在正電荷Q的電場(chǎng)中距Q為r的P點(diǎn)放一個(gè)很小的點(diǎn)電荷q,測(cè)得 q受到的電場(chǎng)力為F,則P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為 A、E = F/q
B、E = kQ/r2 C、E = F/Q
D、E = kq/r2 在電場(chǎng)中的某點(diǎn)放入電荷量為5.0×10-9C的點(diǎn)電荷,受到的電場(chǎng)力為3.0×10-4N。這一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是多大?如果改用電荷量為6.0×10-9C的點(diǎn)電荷,用來(lái)確定該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng),場(chǎng)強(qiáng)會(huì)不會(huì)改變?為什么?
地球的表面通常存在一豎直方向的電場(chǎng),一帶負(fù)電的微粒在此電場(chǎng)中受到一個(gè)向上的力,電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是豎直向上,還是豎直向下? 布置作業(yè)
回顧復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容。課后作業(yè)。預(yù)習(xí)下節(jié)。
第五篇:如何教學(xué)電場(chǎng)強(qiáng)度
中職物理課堂
如何教學(xué)“電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度”
山西省長(zhǎng)子縣職業(yè)技術(shù)學(xué)校
侯彩紅
摘要:中職物理課堂教學(xué)有著各種不同的組織方式,但無(wú)論是從一堂課來(lái)看,還是從一堂課中的某個(gè)專(zhuān)題的講授來(lái)看,基本是按下列幾個(gè)層次來(lái)進(jìn)行的:首先明確學(xué)習(xí)的課題,其次提出猜想,然后制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),最后總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論,并聯(lián)系實(shí)際運(yùn)用結(jié)論。據(jù)此,本文就如何教學(xué)“電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度”這個(gè)課題進(jìn)行了探討,希望對(duì)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)有所幫助和提高。
關(guān)鍵詞:電場(chǎng)
電場(chǎng)強(qiáng)度
控制變量
比值定義
“電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度”這節(jié)內(nèi)容涉及很多的物理思維方法和科學(xué)研究方法,是充滿物理氣息,但又非常抽象的一節(jié)概念課。在中職物理課本中它被編排在電和磁部分的第一節(jié),不像普通高中的物理課本中,在其前面還有庫(kù)侖定律的鋪墊;再者,眾所周知,中等職業(yè)學(xué)校的學(xué)生大多數(shù)基礎(chǔ)較差,底子較薄,如果在電磁學(xué)部分的開(kāi)頭,就給學(xué)生造成較大的困難,那么在以后的學(xué)習(xí)中學(xué)生就可能鉆黑洞,甚至厭學(xué)了??梢?jiàn),上好本節(jié)內(nèi)容的重要性。在此,我對(duì)本節(jié)內(nèi)容的課堂教學(xué),粗淺地談?wù)勛约旱膸c(diǎn)做法。
一、將抽象概念物質(zhì)化,降低學(xué)生接受的難度。本節(jié)課中我首先讓學(xué)生回顧初中學(xué)過(guò)的有關(guān)知識(shí):自然界中存在哪幾種電荷?電荷之間的相互作用是怎樣的?然后通過(guò)幻燈片展示:“兩個(gè)帶電體A和B的作用”并提出問(wèn)題:兩個(gè)帶電體沒(méi)有直接接觸,它們之間的相互作用是如何發(fā)生的?在教材處理時(shí)我先講解兩個(gè)物體要發(fā)生相互作用的一般規(guī)律,即:一般物體間的相互作用有兩種方式:
(一)直接(接觸)作用;
(二)間接作用,借助工具。再提出猜想,不直接接觸的電荷間的作用,必定通過(guò)間接作用產(chǎn)生,那么自然需要媒介,這時(shí)引出電場(chǎng)的概念,即電場(chǎng)是存在于電荷周?chē)囊环N特殊的物質(zhì),這樣將“場(chǎng)的物質(zhì)性”形象化,從而降低學(xué)生對(duì)抽象概念的接受難度。接著提出問(wèn)題,怎樣檢驗(yàn)電荷周?chē)目臻g是否存在看不見(jiàn)、摸不著的電場(chǎng)?引導(dǎo)學(xué)生思考:能否將看不見(jiàn)的電場(chǎng)通過(guò)能看見(jiàn)的方式表現(xiàn)出來(lái)?由此引出電場(chǎng)的基本性質(zhì),最后借助多媒體播放動(dòng)畫(huà),用電場(chǎng)的觀點(diǎn)說(shuō)明電荷A與電荷B之間的相互作用。這樣通過(guò)提出問(wèn)題→猜想結(jié)果→分析推理→解決問(wèn)題的過(guò)程,體會(huì)從一般事物的共性來(lái)認(rèn)識(shí)個(gè)別事物的個(gè)性的科學(xué)方法,逐步培養(yǎng)學(xué)生的推理能力。
二、采用控制變量的方法,探究電場(chǎng)強(qiáng)度的物理含義。
控制變量是物理學(xué)研究中常用的探索問(wèn)題和分析解決問(wèn)題的科學(xué)方法之一,尤其是研究多個(gè)物理量之間關(guān)系的有關(guān)問(wèn)題時(shí),經(jīng)常采用。本節(jié)課中在研究電場(chǎng)力的性質(zhì)時(shí),如何描述場(chǎng)源電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的強(qiáng)弱,即電場(chǎng)強(qiáng)度的概念和物理含義,既是重點(diǎn)又是難點(diǎn),我采用了控制變量法,將這個(gè)問(wèn)題分兩個(gè)步驟來(lái)研究,在場(chǎng)源電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中,(一)將同一個(gè)試探電荷q分別放在電場(chǎng)中三個(gè)不同的位置,研究其受力的問(wèn)題;
(二)在電場(chǎng)中的同一位置放置電荷量不同(如q、2q、3q)的試探電荷,研究其受力的問(wèn)題。提出問(wèn)題后,先讓學(xué)生看書(shū)、思考,然后借助多媒體播放這兩種情況下電荷所受電場(chǎng)力的情況,通過(guò)直觀演示,學(xué)生很容易明白:
(一)在電場(chǎng)中的不同點(diǎn),同一電荷受力不同,電場(chǎng)強(qiáng)弱也不同;
(二)在電場(chǎng)中的同一點(diǎn),不同電荷受力不同,但電場(chǎng)強(qiáng)弱是一定的,同時(shí),結(jié)合事例,如我們坐在劇場(chǎng)里觀看歌舞晚會(huì)時(shí),各個(gè)座位上的聲音效果和光線強(qiáng)度是不同的,但又是一定的,這與座位上有沒(méi)有觀眾無(wú)關(guān)。讓學(xué)生理解電場(chǎng)的強(qiáng)弱由電場(chǎng)本身決定,與是否放入試探電荷或放入的試探電荷所帶電量的多少無(wú)關(guān)。教學(xué)中讓學(xué)生體會(huì),控制變量法在物理學(xué)研究中的應(yīng)用時(shí),注意討論公式中某兩個(gè)物理量間是成正比還是反比的問(wèn)題時(shí),如 R =
U必須要關(guān)注其I他物理量是不是不變的,這一點(diǎn)學(xué)生在解題時(shí)容易忽略。如果使學(xué)生在這里能較為深刻的理解控制變量法的內(nèi)涵,那么對(duì)學(xué)生在后面學(xué)習(xí)磁感應(yīng)強(qiáng)度,及法拉第電磁感應(yīng)定律等內(nèi)容時(shí),都將有極大幫助。
三、采用比值定義法,加深對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度概念的理解。
在前面應(yīng)用控制變量法得出結(jié)論的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析會(huì)發(fā)現(xiàn):
(一)在電場(chǎng)中的同一點(diǎn),電場(chǎng)強(qiáng)弱是一定的,比值F/q也一定;
(二)在電場(chǎng)中的不同點(diǎn),電場(chǎng)強(qiáng)弱不同,比值F/q一般也不同,而且比值F/q大的點(diǎn),電場(chǎng)比較強(qiáng),比值小的點(diǎn),電場(chǎng)比較弱。這個(gè)比值由試探電荷在電場(chǎng)中的位置決定,跟試探電荷所帶電量的大小無(wú)關(guān),能反映電場(chǎng)自身的性質(zhì)。由此我們發(fā)現(xiàn)比值F/q可以用來(lái)描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱。用兩個(gè)量的比值來(lái)定義一個(gè)新的物理量,這種方法以前我們也多次用到。如密度ρ就是用質(zhì)量m與體積v的比值來(lái)定義的。加速度a就是用速度的變化量△v與時(shí)間t的比值來(lái)定義的等等。在此基礎(chǔ)上,學(xué)生就順理成章地知道了電場(chǎng)強(qiáng)度的定義(E=F/q)。這樣定義一個(gè)新的物理量的同時(shí),也確定了這個(gè)新物理量與原有物理量的關(guān)系,而且可以讓學(xué)生比較定義式與決定式中物理量之間的關(guān)系,理解物理量的本質(zhì)含義。
另外,選擇有針對(duì)性的課堂練習(xí),進(jìn)一步鞏固本節(jié)所學(xué)的主要內(nèi)容也是必不可少的。同時(shí),通過(guò)練習(xí),也可起到發(fā)展學(xué)生思維,提高學(xué)生能力的作用。
總之,對(duì)于物理概念尤其是重要的物理概念的教學(xué),教師事先必須清楚學(xué)生原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)和思維障礙,把握學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和規(guī)律,這樣,課堂教學(xué)才具有針對(duì)性和實(shí)效性。本節(jié)內(nèi)容采用教師引導(dǎo)下學(xué)生探究的教學(xué)方法,并輔助多媒體教學(xué)動(dòng)畫(huà)課件,將實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步具體化和清晰化,讓學(xué)生體會(huì)“對(duì)電場(chǎng)概念的認(rèn)識(shí)”,并經(jīng)歷“探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量”的過(guò)程,獲得探究活動(dòng)的體驗(yàn);領(lǐng)略通過(guò)電荷在電場(chǎng)中所受靜電力來(lái)研究電場(chǎng),從中感受猜想、推理、控制變量、比值定義等研究方法,這也正符合新的課程標(biāo)準(zhǔn)所要求的不僅重視知識(shí)與技能的獲得,更要注重物理學(xué)知識(shí)的獲得過(guò)程與方法,關(guān)注學(xué)生的情感態(tài)度和價(jià)值觀。本節(jié)課正是采用了這樣的方法,使學(xué)生對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度概念的建立過(guò)程留下了深刻的印象,正是由于突出了概念的建立過(guò)程和方法的滲透,因而在本節(jié)課的教學(xué)過(guò)程中收到了極好的教學(xué)效果。而且我相信,這樣的課堂教學(xué)對(duì)學(xué)生今后的物理學(xué)習(xí)也會(huì)起到事半功倍的作用。