高中物理 电场 电场强度教案 人教版第二册

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1、第十三章 电场一、 电荷库仑定律1.电荷电荷守恒(投影)元电荷e=1.6×10-19C2.库仑定律:F=K(适用条件:真空中点电荷)(1)点电荷(2)K的物理意义13.2电场电场强度(2课时)(第1课时)一、教学目标:1.通过对电场概念的学习,使学生明确场的特点,描写场的方法,并能在头脑中建立起场的模型和图象。2.理解场电荷、检验电荷的概念,理解和掌握电场强度的概念。3.掌握点电荷的电场强度公式。4.理解和掌握电场的叠加原理,会计算简单的点电荷组产生的电场。二、教学重点、难点1.“场”是物理学中的重要概念,“场”的概念比较抽象

2、,在中学物理中,本章又是初次较深入地研究“场”,所以“场”概念的引入,“场”观念的建立,既是本节的重点也是本节的难点。2.电场强度的概念、场的叠加原理也是本节的重点。三、教学方法:计算机辅助教学四、教具:计算机、投影仪、大屏幕、自制CAI课件五、教学过程:(一)复习提问两个点电荷电量分别为+4Q、-Q,固定在相距为L的两点,在何处放一个什么样的第三点电荷可使第三点电荷保持静止?在两点电连线延长线上,-Q的一侧距-Qx=L处(复习库仑定律)。与第三个电荷电量无关(为建立场强与检验电荷无关,及由力的合成向场的叠加过渡做铺垫)。(二

3、)引入新课两个电荷间存在着相互作用力,上一节我们定量地研究了两个点电荷之间的相互作用力的规律——库仑定律。提出问题:在力学中,我们所学过的弹力、摩擦力均是接触力,只有相互接触的两个物体之间才有可能产生弹力、摩擦力。两个电荷之间并不接触,它们之间的相互作用力是如何实现的呢?(三)进行新课1.在同学回答的基础上总结出:两个电荷之间的相互作用力是通过电场实现的。任何一个电荷在其周围空间产生电场,另一个电荷处在它产生的电场中,另一个电荷受到电场对它的作用力——称为电场力。(如同学提出重力、引力,顺便提出重力场、引力场的概念,如无人提出

4、暂不引入重力场、引力场。)电荷在其周围空间产生电场,静止的电荷产生的电场是静电场。电场对处在场中的其他电荷有力的作用。2.对任何事物的认识和理解,都要从它与其他事物的相互关系(相互作用)入手,从中找出它的基本性质,对电场的认识也应如此。为了认识电场,找到描写电场性质的物理量,我们先引入两个基本概念:场电荷和检验电荷。场电荷:产生电场的电荷。提出问题:什么样的电荷能产生电场?什么样的电荷不能产生电场?!为什么还要提出场电荷呢?在总结同学的回答时,强调指出这与以前在力学、热学中研究问题时一样,是研究对象的选取的问题。检验电荷:放在

5、我们所研究的电场中,用来检验该电场的性质的电荷。检验电荷必须具备的条件:(1)点电荷;(2)电量足够小,使得当将检验电荷引入电场中时不改变场电荷的分布。提出问题:为什么检验电荷必须具备以上两个条件?先总结必须满足第二个条件的原因,强调对于任何物理测量,只有当测量工具(仪器)的引入不改变被测对象的性质时,或对被测对象的影响小到可以忽略不计时,这种测量才有意义,否则这种测量是无意义的。对于必须满足第一个条件的原因,留在以后解决。3.引入电场强度的概念(1)将同一个检验电荷q,分别放在电场中的不同点,它所受的电场力的大小和方向一般说

6、来是不同的。提问:这一实验结果,说明了什么问题?总结同学回答的情况,强调:同一电场中不同点的性质是不同的,研究电场必须一点一点地研究,即电场在空间有分布。同时回答检验电荷必须是点电荷的原因。(2)集中研究电场中的某一点P。将电量为q1的检验电荷放在P点,测得它所受的电场力大小为F1;将电量为q2的检验电荷放在P点,测得它所受的电场力大小为F2;……将电量为qn的检验电荷放在P点,测得它所受的电场力的大小为Fn。实验发现:在电场中的同一点,检验电荷的电量q发生变化,它所受的电场力的大小F也随之变化(成正比的变化),而电场力的大小

7、F与检验电荷电量q的比值不变,即这个比值不随检验电荷电量变化,说明它与检验电荷无关,它只与电场中这点(P)有关,它只由电场中这一点决定,所以这个比值可以用来描写电场中该点的性质,将它叫做电场中该点的电场强度的大小。4.电场强度的定义电场强度(简称场强)是描写电场有关力的性质的物理量,它是矢量。检验电荷在电场中某点所受电场力的大小F与检验电荷的电量q的比值F/q,叫做电场中该点的电场强度的大小,即E=规定正检验电荷所受的电场力的方向为该点的电场强度的方向。在国际单位制中,电场强度的单位是N/C。5.请同学根据库仑定律和电场强度的

8、定义,推导点电荷的电场强度的表达式。(1)先求距场电荷Q为r的一定点P的场强大小和方向。(2)再将r看成是变量(P点为动点),可得出点电荷Q的电场中任意一点的电场强度的表达式。(3)从表达式,进一步说明电场中任一点的电场强度的大小和方向与检验电荷无关,完全由场电荷Q和该点的位

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