资源描述
《电场强度》教学设计
【教学目标】
(一)知识与技能
1.知道电荷间的相互作用是通过电场发生的,知道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及其定义式,会根据电场强度的定义式进行有关的计算,知道电场强度是矢量,知道电场强度的方向是怎样规定的.
3.能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式,并能用此公式进行有关的计算.
(二)过程与方法
通过分析在电场中的不同点,电场力F与电荷电量q的比例关系,使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱,即电场强度的概念。
(三)情感态度与价值观
培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。
重点:电场强度的概念及其定义式
难点:对电场概念的理解.
【教学流程】
(-)复习回顾
1.库仑定律与库仑定律的适用条件:
(l)真空(无其它介质);(2)点电荷(其间距r>>带电体尺寸L)——非接触力。
2、电荷间的相互作用是非接触力。猜想:
电荷周围产生电场,电场反过来又对置于其中的电荷施加力的作用。即电荷间的相互作用是通过电场发生的。
说明:现代科技证明猜想成立
电场基本属性:尽管电场看不见、摸不着、闻不到,电场源于电荷,又对电荷施力。再根据“力是物质间的相互作用”这一客观真观,毫无疑问,电场是一种物质。
引出电场、电场力两个概念。本节课,我们主要研究电场问题,以及为描述电场而要引入的另一个崭新的物理量——电场强度。
(二)新课教学
1.电场
问题:电场看不见、摸不着、闻不到,我们应如何研究电场?
(l)电场基本性质:
电场客观存在于任何电荷周围,正是电荷周围存在的这个电场才对引入的其它电荷施加力的作用。
(2)电场的检验方法:
物理学中电荷周围的电场可以通过放入其中的检验电荷来检验。
2.电场强度
问题2:如何定义电场强度?
(l)模拟实验:
下面以点电荷Q(场源电荷)形成的电场为例,探讨一下检验电荷q在到Q距离(用r表示)不同的位置(场点)所受电场力F有何不同。
展示自制多媒体课件模拟实验。进行分析讨论
②实验结论:
通过观察与分析可以得出,同一个检验电荷在点电荷Q形成的电场中的不同位置所受电场力的大小、方向均不同,原因是什么?
因为这个电场力是同一个电场给同一个检验电荷的,所以,场源电荷周围不同位置的电场有强弱之分和方向之别。
电场中同一位置,不同电荷所受电场力也不同,原因是什么?
电场力与检验电荷的电荷量之比却是一个不变的常量。前者引出电场强度概念;后者点明场强与检验电荷无关,而只由电场本身性质决定(电场强度的定义方案也由此而得)。
(2)电场强度(简称“场强”):
①定义:放入电场中某一点的电荷受到的电场力和它的电荷量q的比值叫做该点的电场强度,简称场强,用符号E表示。
②定义式:E=F/q
③单位:N/C
④电场强度是矢量
同一检验电荷在电场中不同的点所受电场力方向不同,因此,场强不仅有大小,而且有方向,是矢量。用检验电荷所受电场力的方向表征场强方向比较恰当,但是,正、负检验电荷在电场中同一点所受电场力方向不同且截然相反,怎么来定义场强方向呢?
电场强度方向的定义也是如此。即规定正的检验电荷所受的电场力方向为场强方向。
⑤定义模式:比值法
3.比值法定义物理量
(l)原则:被定义量与定义用量无关。
(2)应用举例(学生活动):
加速度a=F/m。
教师:根据比值法定义物理量的原则,a=F/m是加速度的定义式吗?
学生思考后回答不是,是a的决定式。
教师:加速度的定义式及其物理意义如何?
学生:a=△v/t。单位时间内速度的变化.a大→速度变化快。
4.点电荷的电场—场强定义式的应用
(l)公式推导:
(2)场强特征:
①大小:近强远弱,同心球面上名点,场强值相等
②方向:正电荷周围的场强方向外发散;
(3)决定因素:
①大小:由场源电荷的电荷量Q以及场原电荷到场点之距r决定,而与检验电荷的电荷量q的大小及其存在与否无关。
②方向:由场源电荷电性决定。
例:一个点电荷Q=2.0×10-8C,在距此点电荷30cm处,该点电荷产生的电场的场强是多少?
(三)巩固练习
1、电场中有一点P,下列说法中正确的有:
A.若放在P点的电荷的电量减半,则P点的场强减半
B.若P点没有检验电荷,则P点场强为零
C.P点的场强越大,则同一电荷在P点受到的电场力越大
D.P点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向
2、下列说法正确的是:
A、电荷在某点受到的电场力越大,该点的电场强度就越大
B、电场强度的方向总是跟电场力的方向一致
C、负电荷受到的电场力的方向跟电场强度的方向相反
D、点电荷-Q产生的电场方向指向-Q
(四)课堂小结
1.对比法推知电场的存在,比值法定义电场的强度。
2.电荷间相互作用形式与本质之区别
(l)形式上:电荷对电荷的作用——非接触力。
(2)本质上:电场对电荷的作用——接触力。(受电场力作用的电荷肯定处于电场中)
引申:学习物理要透过现象看本质。
3.场强几种表达式的对比
(l)E=F/q——定义式,适用于任意电场。
(2)——决定式,适用于真空中点电荷形成的电场。
【设计意图】
电场是一种客观存在的物质,但它又是看不见、摸不着的,描述它的电场强度的概念又较为陌生和抽象,很难被学生接受,如果借助于类比的方法,可以将陌生的对象与熟悉的对象相比较,寻找不同事物变化中所具有的共性,给这些陌生的、抽象的、不易理解的事物(概念、规律)赋予间接的、形象的、通俗易懂的形象,有利于启发学生思路,化难为易,使学生顺利而全面地认识物理现象和物理规律,达到知识的正迁移,形成物理概念和掌握物理知识。
作为知识与技能的要求,“电场”的概念是本节内容的重点,但我认为,新课程的理念就是要改变旧的、只关注基础知识和基本技能学习的观念,而注重提升全体学生的科学素养,在知识与技能、过程和方法、情感态度与价值观三个维度培养学生,为学生的终身发展,从容应对社会挑战奠定基础。基础知识、基本技能固然重要,可经历科学探究过程,领略科学思想方法将使人受益终身。因此我决定把本节课的重心放在建立电场概念的基本思想方法“类比”上,说明“类比”是将知识从一场景有效的迁移到另一场景并建立新知识的良好方法。使学生在学习知识中领略思想,在体验方法中掌握知识
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