人教版 (新课标)选修33 电场强度教学设计

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一、教学目标
1．知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，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和定义式，能根据电场强度的定义式进行有关的计算．
3．能推导在真空中的点电荷的场强公式，并能进行有关的计算．
4．知道电场的叠加原理，并能进行简单的叠加计算．
二、重点难点
重点：对电场的理解及其电场强度的定义．
难点：电场强度的定义式和真空中点电荷的场强公式间的联系和区别．
三、教与学
教学过程：
从力的概念我们知道，力的作用离不开物质，那么电荷间的相互作用是怎样发生的呢？经过长期的科学研究，人们认识到是通过一种叫做电场的物质发生相互作用的．在物理学中引入场的概念具有十分深远的意义，我们只有认识了电场，才能深入地理解电荷间的相互作用．
（一）电场：存在于电荷周围的一种物质
1．电场是客观存在的一种特殊物质形态，它跟由分子、原子组成的物质不同，几个电场可以同时占有同一个空间．
2．电场的基本性质，对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫做电场力．
（1）电场的这种性质称之为电场具有力的性质．
（2）电荷间的作用通过电场发生，是相互的．
A电荷的电场对B电荷产生电场力作用，即B电荷在A电荷的电场中受到电场力作用，反之亦然．
（二）电场强度E：描述电场具有力的性质
1．对电场的研究，试探电荷的引入．
如图所示，在电荷Q的电场中，放入试探电荷q．
（1）将同一试探电荷分别放在A、B两点，，有，表示A点的电场比B点的电场强．
（2）在同一点A放入不同电量的试探电荷．，有，但．
结论：在Q的电场中，放入试探电荷q在不同点，一般是不同的，在同一点是相同的，表明反映了由Q产生的电场的特性．
2．电场强度
（1）定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强．
定义式为，它适用于任何静电场．
（2）电场强度是矢量，在物理学中规定电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力方向相同．
负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点的场强方向相反．
（3）场强的单位：牛/库，符号是N/C．
［注意］场强的单位也可以用伏／米（V/m），1V/m＝1N/C．
（4）场强是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷、试探电荷的正或负均无关．
（5）电场力：．
由可知，将电荷q放入电场中场强为E的地方时，q所受的电场力为F，所以电场力大小的计算式为，式中的E相对q来说是外电场，电场力的方向根据电荷q的正负和该处的场强方向来判断．
（三）点电荷的场强 电场的叠加
1．真空中点电荷周围的电场
在真空中点电荷Q的电场中的P点引入试探电荷q，q所受的库仑力，由电场强度的定义可得．
（1）大小：
（2）方向：Q为正电荷时，E的方向由Q指向P；Q是负电荷时，E的方向由P指向Q．
［注意］（1）适用于真空中点电荷产生的电场，式中的Q是场源电荷的电量，E与场源电荷Q密切相关；是场强的定义式，适用于任何静电场，式中的q是试探电荷的电量，E与试探电荷q无关．
（2）在点电荷Q的电场中不存在E相同的两个点．r相等时，E的大小相等但方向不同；两点在以Q为中心的同一半径上时，E的方向相同而大小不等．
2．电场的叠加
（1）电场强度是矢量，几个电场共同存在于某空间时，某处的合场强计算应遵循矢量的运算定则．
（2）电场的叠加原理：电场中某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和．
小结：电场强度是反映电场性质的物理量，其大小为放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，简称场强．电场中某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和．
教案点评：
本节重点是电场的理解、电场强度的定义及电场的叠加原理．本教案围绕这些内容进行讲解，由浅入深，思路明确，同时结合实验演示合例题讲解，合理使用此教案可以达到较好的教学效果．