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2019-2020年人教版高中物理選修3-1 第一章 第3節(jié) 電場(chǎng)強(qiáng)度 教案2 教材分析 電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度的概念是電學(xué)中最重要的概念之一，它的研究方法和定義方法也是物理學(xué)中比較常見的方法。本節(jié)內(nèi)容表明電荷間的相互作用是通過電場(chǎng)發(fā)生的，電場(chǎng)是存在于電荷周圍的一種特殊的物質(zhì)，它最基本的特征是對(duì)放入其中的電荷具有力的作用。正是利用電場(chǎng)的這一特性，我們通過研究試探電荷的所受靜電力特點(diǎn)，引入了描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量─電場(chǎng)強(qiáng)度。 學(xué)情分析 本節(jié)內(nèi)容對(duì)于學(xué)生來說是一陌生的內(nèi)容，且比較抽象，學(xué)生學(xué)起來有一定的困難，教師應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)啟發(fā)引導(dǎo)。 教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)與技能 1．粗略了解物理學(xué)史上對(duì)電荷間相互作用力的認(rèn)識(shí)過程。 2．知道電荷間的相互作用是通過電場(chǎng)發(fā)生的，電場(chǎng)是客觀存在的一種特殊的形態(tài)。 3．理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及其定義，會(huì)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。知道電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，知道電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是怎樣規(guī)定的。 4．能根據(jù)庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義推導(dǎo)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式，并能用此公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。 5．知道場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理，并能應(yīng)用這一原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。 （二）過程與方法 1．經(jīng)歷“探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量”的過程，獲得探究活動(dòng)的體驗(yàn)。 2．領(lǐng)略通過電荷在電場(chǎng)中所受靜電力研究電場(chǎng)、理想模型法、比值法、類比法等物理學(xué)研究方法。 （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀 1．體驗(yàn)探究物理規(guī)律的艱辛與喜悅。 2．學(xué)習(xí)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的態(tài)度。 教學(xué)重難點(diǎn) （一）教學(xué)重點(diǎn) 1．探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。 2．理解電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度的概念，并會(huì)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。 （二）教學(xué)難點(diǎn) 探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。 課前準(zhǔn)備 學(xué)生準(zhǔn)備展示預(yù)習(xí)情況，老師準(zhǔn)備幻燈片，計(jì)算機(jī)，銅絲，塑料筆 教學(xué)方法 以“電荷間相互作用如何發(fā)生”、“如何描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱”兩大問題為主線展開，具體操作思路是：1．學(xué)生自學(xué)電場(chǎng)，培養(yǎng)學(xué)生閱讀、汲取信息的能力。 2．通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M和定量分析的方法探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。 3．通過練習(xí)鞏固加深對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度概念的理解，探討點(diǎn)電荷的電場(chǎng)及場(chǎng)強(qiáng)疊加原理。 課時(shí)安排： 2課時(shí) 教學(xué)過程 （一）復(fù)習(xí)提問、新課導(dǎo)入（5分鐘） 教師：上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了庫(kù)侖定律，請(qǐng)同學(xué)們回憶一下：庫(kù)侖定律的內(nèi)容是什么？ 學(xué)生回答：略 教師：我們不免會(huì)產(chǎn)生這樣的疑問： 投影展示問題1：真空中？它們之間相隔一定的距離這種相互作用是如何產(chǎn)生的呢？難道能夠不需介質(zhì)超越空間？ 投影展示“探究影響電荷間相互作用力的因素”圖片。 教師：這幅圖大家不陌生，那么相同的小球在不同的位置所受作用力不一樣，說明了什么？ 學(xué)生回答：庫(kù)侖力的大小與距離有關(guān)。 教師：其本質(zhì)原因又是什么呢？（投影展示問題2） 教師：帶著這兩個(gè)疑問，本節(jié)課我們一齊來學(xué)習(xí)第三節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度。（板書課題） （二）新課教學(xué)（35分鐘） （一）電場(chǎng) 教師：請(qǐng)同學(xué)們帶著以下問題自學(xué)“電場(chǎng)”內(nèi)容。 （1）電荷間的相互作用是如何發(fā)生的？這一觀點(diǎn)是誰(shuí)提出來的？ （2）請(qǐng)用自己的語(yǔ)言描述一下什么是電場(chǎng)？ （3）電場(chǎng)有什么本領(lǐng)？ 學(xué)生自學(xué)，師板書“一、電場(chǎng)”。 學(xué)生回答：（1）略； 教師：法拉第同學(xué)們?cè)浄瘢? 學(xué)生（集體）回答：電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 教師：法拉第是英國(guó)物理學(xué)家、化學(xué)家，對(duì)事物的本質(zhì)有著非常敏銳的洞察力，在電學(xué)上有著突出的貢獻(xiàn)。依據(jù)法拉第的觀點(diǎn)，我們?nèi)绾蚊枋鲭姾葾、B之間的作用力。 師生共析。 （2）略； 教師啟發(fā)引導(dǎo)：場(chǎng)是“物質(zhì)”──它和分子、原子組成的實(shí)物一樣具有能量、質(zhì)量和動(dòng)量，電視機(jī)、收音機(jī)信號(hào)的發(fā)射與接受就是電磁場(chǎng)在空間的傳播；“特殊”──看不見摸不著；“存在于電荷周圍”并板書。 （電場(chǎng)是）存在于電荷周圍的一種特殊的物質(zhì)。 教師：場(chǎng)與實(shí)物是物質(zhì)存在的兩種不同形式。 （3）學(xué)生回答：對(duì)放入其中的電荷有靜電力的作用。 （二）科學(xué)探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的方法 教師：下面我們?cè)賮硖接懙诙€(gè)問題。 依次投影問題：①相同的小球在不同的位置所受作用力不一樣，其本質(zhì)原因是什么呢？（對(duì)照“探究影響電荷間相互作用力的因素”圖片說明） 學(xué)生回答：電場(chǎng)強(qiáng)弱不同。 ②那么如何來描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱呢？ 教師啟發(fā)：像速度、密度等尋找一個(gè)物理量來表示。 ③如何來研究電場(chǎng)？ （學(xué)生思考） 教師啟發(fā)引導(dǎo)：電場(chǎng)的本領(lǐng)是對(duì)場(chǎng)中的其他電荷具有作用力，這也是電場(chǎng)的最明顯、最基本的特征之一。因此在研究電場(chǎng)的性質(zhì)時(shí)，我們可以從靜電力入手。（板書研究方法） 教師：對(duì)于像電場(chǎng)這樣，看不見，摸不到，但又客觀存在的物質(zhì)，可以根據(jù)它表現(xiàn)出來的性質(zhì)來研究它，這是物理學(xué)中常用的研究方法。 教師：還需要什么？ 學(xué)生回答：電場(chǎng)及放入其中的電荷。 多媒體依次展示，教師簡(jiǎn)述：①“探究影響電荷間相互作用力的因素”中的試探電荷②場(chǎng)源電荷。 師生共析對(duì)試探電荷的要求。 教師：下面請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察模擬實(shí)驗(yàn)的動(dòng)畫演示，并描述你看到的現(xiàn)象說明了什么。多媒體動(dòng)畫模擬：①不同位置偏角不同；②增加試探電荷帶電量偏角均增加。 學(xué)生回答：不同位置受力不同；同一位置試探電荷帶電量增加，受力增大，但不同位置受力大小關(guān)系不變。 教師：下面我們?cè)偻ㄟ^表格定量地來看一看： 將表格填完整，并分析、比較表格中的數(shù)據(jù)有什么特點(diǎn)和規(guī)律，看你能否得出如何來描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱。多媒體展示表格，學(xué)生回答后依次填入：①F1、F2、F3及F1＜F2＜F3；②2F1、3F1、4F1、nF1等。 表一：（P1位置） 試探電荷 q 2q 3q 4q nq 靜電力 F1 2F1 3F1 4F1 nF1 表二：（P2位置） 試探電荷 q 2q 3q 4q nq 靜電力 F2 2F2 3F2 4F2 nF2 表三：（P3位置） 試探電荷 q 2q 3q 4q nq 靜電力 F3 2F3 3F3 4F3 nF3 （學(xué)生思考并交流討論） 學(xué)生回答： （1）不同的電荷，即使在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)，所受靜電力也不同，因而不能直接用試探電荷所受的靜電力來表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱； （2）電場(chǎng)中同一點(diǎn)，比值F/q是恒定的，與試探電荷的電荷量無關(guān)；（同一張表格） （3）在電場(chǎng)中不同位置比值F/q不同。（三張表格比較） 師生共同小結(jié)：比值由電荷q在電場(chǎng)中的位置決定，與電荷q的電荷量大小無關(guān)，它才是反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量。 教師：在物理學(xué)中我們定義放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的靜電力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。并板書。 （三）電場(chǎng)強(qiáng)度 1．定義： 教師：以前我們還學(xué)過哪些物理量是用比值法來定義的？ 學(xué)生回答：略。 教師：從它的定義，電場(chǎng)強(qiáng)度的單位是什么？ 學(xué)生回答：N/C 教師介紹另一種單位并板書。 2．單位：N/C或V/m，1N/C＝1V/m 教師結(jié)合板畫：在電場(chǎng)中不同位置，同種電荷受力方向不同，說明場(chǎng)強(qiáng)是矢量還是標(biāo)量？ 學(xué)生（集體）回答：矢量 教師結(jié)合板畫：電場(chǎng)中同一點(diǎn)放入正電荷和負(fù)電荷受力方向不同，如何確定場(chǎng)強(qiáng)的方向呢？ 教師：在物理學(xué)中作出了這樣的規(guī)定。（板書） 3．方向：電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向跟正電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向相同。 教師：按照這個(gè)規(guī)定，如果放入電場(chǎng)中的是負(fù)電荷呢？ 學(xué)生回答：與負(fù)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受靜電力的方向相反。 板書設(shè)計(jì) 一、電場(chǎng) 客觀存在的一種特殊的物質(zhì)形態(tài) 二、電場(chǎng)強(qiáng)度 1．定義：E＝F/q 2．單位： 3．方向：跟正電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向相同 三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 1．推導(dǎo)： 2．大小： 3．方向： 四、電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加 教學(xué)反思 探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量是本節(jié)課的重難點(diǎn)內(nèi)容之一，應(yīng)給學(xué)生充分的思考時(shí)間，并讓學(xué)生相互交流討論，教師還可進(jìn)行適當(dāng)啟發(fā)引導(dǎo)。另外，探究時(shí)間很難控制，在內(nèi)容處理上應(yīng)做到詳略得當(dāng)，發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，如對(duì)電場(chǎng)及練習(xí)題的處理，盡可能由學(xué)生完成。