电场线的教案示例

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1、第6页100教育在线——www.100zaixian.com电场线的教案示例 一、教学目标1.在物理知识方面的要求:(1)掌握用电场线表示电场强度的方法;(2)掌握常见电场的电场线画法;(3)掌握匀强电场。2.通过观察演示实验,概括出经典电场的电场线特点,培养学生的观察概括能力。二、教具感应起电机一个、验电羽两个,两块带有验电羽的绝缘铝板。三、主要教学过程(一)复习提问1.电场强度的定义及其物理意义是什么?2.电场强度的决定因素是什么?4.简述电场强度的叠加原理。(二)引入新课电场看不见,摸不着,想个什么样的方法来形象地描述它呢?在初中,同学

2、们学过磁场,磁场也看不见摸不着;当时用什么方法来形象地描述它呢?磁感线。磁感线是真实存在的呢?不存在,是假想的。用它来形象、直观地描述磁场强弱和方向。磁感线在条形磁体外部由N极指向S极,内部由S极指向N极,是闭合曲线,且外部稀疏内部稠密。磁感线有走向,磁感线上某点切线方向为该点磁场方向,也是该点所放小磁针的N极指向,即N极受力方向。磁感线不相交(如图1所示)。一流专家·一流技术·一流服务第6页100教育在线——www.100zaixian.com形象直观地描述磁场用磁感线,形象直观地描述电场呢?(三)教学过程设计1.电场线概念引入英国物理学家

3、法拉第首先引入了电场强度的图像,他在电场中画了一些线,使这些线上每一点的切线方向部跟该点的场强方向一致,并使线的疏密表示场强的大小。这些线称为电场线。2.几种常见电场的电场线匀强电场(1)点电荷电场的电场线如图2(a)所示,在A点放正电荷Q,研究该电场的电场线。为此在Q的周围B点放上+1C的点电荷q,它受到的电场力方向在A与B连线上,并且由A指向B,再在A与B连线上取任一点C,放+1C点电荷q,它受的电场力方向仍在连线上,方向由A向C,由于电场线在B与C的切线共线,所以射线AC为一条电场线。同理,由A点出发的所有射线都可以是电场线,但考虑到对

4、电场线的另一要求,它的疏密应表示E的大小,再考虑到空间对称,所以每对相邻电场线间的夹角应该相同,所以电场线应是图2(b)所示的样子。对负电荷Q的电场线,只需将正点电荷Q的电场线反向即可。如图2(c)所示。(2)等量异号点电荷的电场线一流专家·一流技术·一流服务第6页100教育在线——www.100zaixian.com如图3(a)所示,在A点与B点分别放上点电荷+Q与-Q,并研究它们的电场线的形状。图3首先研究直线AB上的情况,在A与B之间的连线的任一点放上+1C的点电荷q,q受到两个电荷同时作用,而合力方向在A与B的连线上,由此可知,线段A

5、B是一条电场线,方向由A指向B,再将q放于B点右侧直线上的任一点,发现q受的合力方向也在AB连线上,并指向B,所以终止于B点的这条射线也是一条电场线,方向指向B。再将q放于A点左侧直线上的任一点,发现q受的合力方向也在AB直线上,方向由A向外,所以从A点出发的,方向背向A点的这条射线也是一条电场线。A与B连线上的电场线情况如图3(a)所示。再研究线段AB的垂直平分线OO'上的情况。为此在其上任一点放上+1C的点电荷q,它受到的两个点电荷的作用力等大,而合力都垂直OO',如图3(b)所示。所以通过OO'的所有电场线都应与OO'垂直。再在直线OO

6、'的两侧取D与D',使它们对OO'直线成轴对称。将+1C的点电荷q放于D点,它所受的合力指向斜上方;将q放于D'点,它受的合力指向斜下方。可以看出,从A点出发,经过D、D'回到B的一条曲线是一条电场线,如图3(c)所示。同理,在直线AB的上边与下边可以画出许多这样的电场线,但考虑到电场线的疏密应对应场强的弱强的要求,电场线只能画成图3(d)所示的形状。最后应指出,电场线并不只存在于纸面上,而是分布于整个立体空间。要想研究空间某一点的场强情况,只需将纸平面以AB线为轴转动到该点即可。(3)等量同号点电荷电场的电场线用上述的方法也可以得到等量同号

7、点电荷的电场线,如图4所示。分析方法略去。一流专家·一流技术·一流服务第6页100教育在线——www.100zaixian.com(4)均匀带电的无限大平面电场的电场线图5(a)所示为均匀带正电的无限大平面,在平面上任一点A放+1C点电荷q,它所受电场力方向如何?由于空间对称,可以肯定q受力的方向一定垂直平面a向上,所以垂直平面a的所有向上的、向下的直线,都可能是电场线,但考虑到电场线的疏密应该表示场强的强弱,又考虑到空间对称,因而电场线各处的疏密相同,所以电场线只能画成图5(b)的形状,即电场线是疏密均匀的平行线。对于无限大均匀带负电的平面

8、,电场线形状图5(c)所示。电场线仍是疏密均匀的平行线,只是指向平面。这说明在无限大均匀带电平面的两侧场强大小、方向相同。这种电场称为匀强电场。图5(5)带有等量异

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