物理选修33 电场强度学案

  课题名称

第1课时

课型

问题生成课

第2课时

课型

综合解决课

课程标准

培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。

学习目标

1.学生通过阅读教材和教师的演示实验，能够知晓电荷间的相互作用是通过电场发生的，能够明白电场是客观存在的一种特殊的物质形态。

2.记住电场强度的概念及定义式，能够根据电场强度的定义式进行具体情况下的电场的计算，记住电场强度是矢量和方向规定，能判断实际情景中的电场方向。

3.学生能够根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷的计算式，并能用此公式进行点电荷类型电场的计算，准确率达90%。

4.学生通过力矢量知识的回顾、类比，再体会教材相关内容，总结出电场叠加原理，并能运用这个原理进行简单计算，准确率达85%。

5.学生能借助电场线判断电场的强弱和方向，记住几种点电荷和匀强电场的电场线的分布特征.

重点

难点

重点：电场强度的定义和用电场线描述电场的分布。

难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算。

学习过程

           学习内容（任务）及问题

学习活动及行为

第一课时（问题生成课）

【模块一】电场

 问1：我们怎样知道是否存在电场？                                                                                                                    

（引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用，只要放入电场中的电荷受到电场力的作用，就存在电场。电场明显的特征是对场中电荷具有作用力.）

问2：如图，小球受到的静电力的大小和方向与什么有关？

（与小球的位置有关。用来检验电场是否存在其强弱分布情况的电荷称为试探电荷或检验电荷被检验的电场称为场源电荷或源电荷.）

问3.我们对检验电荷有何要求？

（它是电量和尺寸都很小的点电荷，将其放入电场后对原电场强度无影响）

【模块二】电场强度

问1：上图中，小球受到的静电力的大小和方向与什么有关？

（与小球的位置有关。  小球在不同位置受到的电场力不同，说明带电金属球产生的电场在不同位置强弱不同，用电场强度这个物理量来反应电场的强弱程度。）

问2：我们能否直接用试探电荷受所受的静电力来表示电场强度？（阅读课本P10最后一自然段。）

（不能。虽然可用同一电荷q在电场中各点所受电场力F的大小来比较各点电场强弱，但是电场力F的大小和电荷q的电量有关，所以不能直接用电场力的大小表示电场的强弱。实验表明：在电场中同一点，电场力F与电荷电量q成正比。）

问3：我们如何定义电场强度？

（放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值。公式：E=F/q，单位：N/C。如果1C的电荷在电场中的某点受到的静电力是1N，这点的电场强度就是1N/C.）

问4：电场强度是矢量，如何定义它的方向？

（电场强度是矢量，规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向。电场中同一点+q、-q受力方向不同，场强只能有一个方向，规定以+q的受力方向为正。）

【模块三】点电荷电场、电场强度的叠加

问1：在某一电荷产生的电场中，不同位置的电场强度一般是不同的，电场强度与产生它的场源电荷有什么关系呢？（阅读P11第二部分）

(E=kQ/r2,设一个点电荷的电荷量为Q，与之相距r的试探电荷的电荷量为q，根据库仑定律，试探电荷所受的力为F=kQq/r2.根据电场强度的定义，由E=R/q，点电荷的电场强度为E=kQ/r2.)

问2：正、负点电荷的电场强度的方向如何确定？

（如果是正电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q;如果是负电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q.）

问3：如果空间中有几个点电荷同时存在，此时各点的场强是怎样的呢？

(提示：矢量合成)

【模块四】电场线、匀强电场

问1：如何用一个简洁的方法描述电场？

（电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向.）

问2：电场线的特点？

（a.电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向，电场线的疏密反映电场强度的大小;

b．静电场中电场线始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远.它不封闭，也不在无电荷处中断.

c.任意两条电场线不会在无电荷处相交（包括相切）

d.电场线不是实际存在的线，是假想的线.）

问3：匀强电场的概念和特点是什么？

（电场中各点场强大小相等、方向相同的电场就是匀强电场.

电场线平行、同向、大小相等、疏密一致）

第2课时：综合解决课

【模块一】电场强度的“本性”

例1.在点电荷Q产生的电场中的P点放入一个电荷量 q1=2.0×10-8C的正点电荷，q1所受到的电场力大小为6.0×10-4N，方向水平向右。

（1）P点的电场强度是多大？方向如何？

（2）如果把 q1从P点拿走，在P点改放一个电荷量 q2=4.0×10-8C的负点电荷，则 q2所受的电场力为多大？方向如何？

（3）如果P点不放任何电荷，那么P点的电场强度又是多大？方向如何？

（4）如果P点距离点电荷Q的距离为30cm，则Q的电荷量为多少？（已知k=9.0×109Nm2/C2）

【模块二】电场强度的计算

例2.如图甲所示，A为带电量为+Q的金属板，沿金属板的垂直平分线，在距板r处放一质量为m、带电荷量为q的小球，小球受水平向右的电场力偏转θ角而静止，小球用绝缘细线悬挂于O点，试求小球所在处的电场强度。

【模块三】电场强度的叠加

例3.如图所示，中子内有一个电荷电量为+2e/3的上夸克和两个电荷量为-e/3的下夸克，3个夸克都分布在半径为r的同一圆周上，且间距相等，则3个夸克在其圆心处产生的电场强度大小为（ A ）

   A．      B.      C.      D.

【模块四】电场线

例4.在如图所示的四种典型电场的情况中，电场中a、b两点的电场强度相同的是（  AB  ）

A．图甲中平等板电容器带电时，极板间除边缘附近外的任意两点a、b

B．图乙中两个等量异号点电荷的连线上，与连线中点O等距的任意两点a、b

C．图丙中离点电荷等距的任意两点a、b

D．图丁中两个等量同号点电荷的连线的中垂线上，与连线中点O等距的任意两点a、b

【知识评价】

1.关于电场，下列说法正确的是（  C  ）

A．电场是假想的，并不是客观存在的物质

B．描述电场的电场线是客观存在的

C．电场对放入其中的电荷有力的作用

D．电场对放入其中的电荷可能没有力的作用

2.如图所示，空间有一电场，电场中有两个点a和b，下列表述正确的是（  B  ）

A．该电场是匀强电场

B．a点的电场强度比b点的大

C．b点的电场强度比a点的大

D．正电荷在a、b两点受电场力方向相同

3.由电场强度的定义式E=F/q可知，在电场中的同一点（ B  ）

A．电场强度E跟F成正比，跟q成反比

B．无论检验电荷所带的电荷量如何变化，F/q始终不变

C．不同电荷在电场中某点所受的电场力大小不同，该点的电场强度在不断改变

D．一个不带电的小天在P点受到的电场力为零，则P点的场强一定为零

4.下列关于电场强度的说法中，正确的是（  C  ）

A．公式E=F/q只适用于真空中点电荷产生的电场

B．由公式E=F/q可知，电场中某点的电场强度E与试探电荷在电场中所受的电场力成正比

C．在公式F=kQ1Q2/r2中，kQ2/r2是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1处的电场强度大小

D．由公式E=kQ/r2可知，在离点电荷非常近地地方（r→0），电场强度E可达无穷大

【针对模块一】

    晚自习分发《电场强度》问题生成导读单并结构化预习.

师：引导学生分析电场的特性

生：根据分析回答问题

师：用课件投影出左图并提出问题

生：在教师的指导下，自主探究，积极思考，后回答问题。

【针对模块二】

师：提出问题，引导学生思考电场强度的决定因素。

生:学生分组讨论、思考并回答。

师：巡观，有效点评总结。

【针对模块三】

师：指导学生阅读课本，板书推导过程。

生:阅读课本回答问题。

对问3：

师：提出问题并引导学生从矢量的合成法则方面分析，并由两个推广到多个.

生：练习并回答.

师：巡观，有效点评总结。

【针对模块四】

师：指导学生阅读课本，体会电场的描述方法。

生:阅读课本，分组讨论，展示交流。

师：巡观，有效点评总结。

【针对模块一】

生：训练

师：指导

（例1.（1）3×104N/C，方向水平向右;（2）1.2×10-3N，方向水平向左;3×104N/C，方向水平向右;

(3)3×104N/C，方向水平向右;

(4)3×10-7C）

【针对模块二】

生：训练

师：指导

（例2.mgtanθ/q，方向水平向右.

提示：解答此题常见的错误是把带电金属板A视为点电荷，由点电荷场强公式求得小球所在处的场强E=kQ/r2，要注意金属板的大小和形状与两带电体间的距离相比不能忽视的。另外，电场强度是矢量，不仅要求出大小，还要明确方向.）

教学

反思

  让学生主动参与的学习活动，其效果比单凭教师讲授效果要好得多，前提必须打造高质量的学导案和问题导读单，这需要教师在“备”字上多下功夫。