高中地理教学课例《电场强度》课程思政核心素养教学设计及总结反思.docx

高中地理教学课例《电场强度》课程思政核心素养教学设计及总结反思.docx

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高中地理教学课例《电场强度》课程思政核心素养教学设计及总结反思

高中地理教学课例《电场强度》教学设计及总结反思

学科

高中地理

教学课例名称

《电场强度》

教材分析

本节课的教学内容为人教版普通高中物理选修3-1的第一章静电场中的第三节电场强度，这节是高中电学内容的起点知识，是本章的核心内容，又是电磁学知识的基础，教材把内容放在库仑定律之后，对库仑定律的深入理解，明确电荷之间作用是通过电场来实现的，同时又为后续的电磁场的学习做好铺垫。

通过对电场的学习加强学生对物质世界的认识。

教学目标

（一）知识与技能

1．粗略了解物理学史上对电荷间相互作用力的认识过程。

2．知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是客观存在的一种特殊的形态。

3．理解电场强度的概念及其定义，会根据电场强度的定义进行有关的计算。

知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向

4．能根据库仑定律和电场强度的定义推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算。

5．知道场强的叠加原理，并能应用这一原理进行简单的计算。

（二）过程与方法

1．经历“探究描述电场强弱的物理量”的过程，获得探究活动的体验。

2．领略通过电荷在电场中所受静电力研究电场、理想模型法、比值法、类比法等物理学研究方法。

（三）情感态度与价值观

1．体验探究物理规律的艰辛与喜悦。

2．学习科学家严谨科学的态度。

（四）教学重点、难点：

1.会用电场线、电场强度怎么描述电场，对电场和电场强度的理解

2.能用电场强度进行有关计算

学生学习能力分析

我教班是学校的普通班，大部分的学生基础和理解能力都一般，为了帮助他们能理解抽象的物质，只能通过生活中的事例来帮助理解

教学策略选择与设计

《电场强度》这一节抽象性强，知识点多（电场场源电荷检验电荷点电场强度电场强度的叠加电场线）。

场的概念不容易理解，教学内容抽象，方法性强（比值法类比法讨论法）

教学过程

（五）教学过程

一、电场

教师：

请同学们带着以下问题自学“电场”内容。

（1）请用自己的语言描述一下什么是电场？

（2）电场有什么本领？

学生自学，师板书“一、电场”。

学生回答：

（1）师生共析，教师启发引导：

场是“物质”──它和分子、原子组成的实物一样具有能量、质量和动量，电视机、收音机信号的发射与接受就是电磁场在空间的传播；“特殊”──看不见、摸不着；“存在于电荷周围”并板书。

（电场）是存在于电荷周围的一种特殊的物质。

教师：

场与实物是物质存在的两种不同形式。

（2）学生回答：

对放入其中的电荷有静电力的作用。

1．电场．电荷的周围空间存在着电场．电场是在电荷周围存在的一种特殊物质，它的性质是传递电荷间的相互作用．其中静止电荷产生的电场叫静电场．

2．对电场的三点理解．

（1）电场是一种特殊物质，并非由分子、原子组成，但客观存在．

（2）电荷间的相互作用是通过电场发生的，可由下图表示．

（3）电场虽然看不见、摸不着，但它总能通过一些性质而表现其存在，如在电场中放入电荷，电场就对电荷有力的作用，所以电场也是客观存在的，因而也是一种物质．

3．电场的来源．

（1）由存在的电荷产生；

（2）由变化的磁场产生．

二、电场强度

1．试探电荷与场源电荷．

（1）试探电荷：

如下图所示，带电小球是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的，称为试探电荷，或检验电荷．

（2）场源电荷：

被检验的电场是电荷Q所激发的，电荷Q称为场源电荷，或源电荷．

（3）对试探科学探究描述电场强弱的方法

教师：

下面我们再来探讨第二个问题。

依次投影问题：

①相同的小球在不同的位置所受作用力不一样，其本质原因是什么呢？

（对照“探究影响电荷间相互作用力的因素”图片说明）

学生回答：

电场强弱不同。

②那么如何来描述电场的强弱呢？

教师启发：

像速度、密度等寻找一个物理量来表示。

③如何来研究电场？

（学生思考）

教师启发引导：

电场的本领是对场中的其他电荷的两点理解：

①试探电荷的电荷量和尺寸必须充分小，放入试探电荷后不引起原电场的明显变化．

②试探电荷有电荷量，但忽略它产生的电场．

电荷具有作用力，这也是电场的最明显、最基本的特征之一。

因此在研究电场的性质时，我们可以从静电力入手。

（板书研究方法）

教师：

对于像电场这样，看不见，摸不到，但又客观存在的物质，可以根据它表现出来的性质来研究它，这是物理学中常用的研究方法。

教师：

还需要什么？

学生回答：

电场及放入其中的电荷。

多媒体依次展示，教师简述：

①“探究影响电荷间相互作用力的因素”中的试探电荷；②场源电荷。

师生共析对试探电荷的要求。

教师：

下面请同学们仔细观察模拟实验的动画演示，并描述你看到的现象说明了什么。

多媒体动画模拟：

①不同位置偏角不同；②增加试探电荷带电量偏角均增加。

学生回答：

不同位置受力不同；同一位置试探电荷带电量增加，受力增大，但不同位置受力大小关系不变。

教师：

下面我们再通过表格定量地来看一看：

将表格填完整，并分析、比较表格中的数据有什么特点和规律，看你能否得出如何来描述电场的强弱。

多媒体展示表格，学生回答后依次填入：

①F1、F2、F3及F1＜F2＜F3；②2F1、3F1、4F1、nF1等。

表一：

（P1位置）

试探电荷

q

2q

3q

4q

nq

静电力

F1

2F1

3F1

4F1

nF1

表二：

（P2位置）

试探电荷

q

2q

3q

4q

nq

静电力

F2

2F2

3F2

4F2

nF2

表三：

（P3位置）

试探电荷

q

2q

3q

4q

nq

静电力

F3

2F3

3F3

4F3

nF3

（学生思考并交流讨论）学生回答：

（1）不同的电荷，即使在电场中的同一点，所受静电力也不同，因而不能直接用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱；

（2）电场中同一点，比值Fq是恒定的，与试探电荷的电荷量无关；（同一张表格）

（3）在电场中不同位置比值Fq不同。

（三张表格比较）

师生共同小结：

比值由电荷q在电场中的位置决定，与电荷q的电荷量大小无关，它才是反映电场性质的物理量。

教师：

在物理学中我们定义放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度。

2、电场强度（板书）

（1）定义：

放入电场中某一点的电荷受到的静电力跟它的电荷量的比值叫做该点的电场强度。

（2）物理意义：

电场强度是反映电场本身的力的性质的物理量，大小表示电场的强弱。

（3）公式：

E＝eq\f（F,q）（E与F、q均无关，适用任何电场），

E：

场源电荷的电场强度F：

试探电荷的静电力q：

试探电荷的电荷量

（4）单位：

牛每库，符号NC。

或者伏每米（Vm）

（5）方向：

是矢量，方向规定为正电荷在该点受的电场力的方向。

3.电场强度的性质

4.电场强度的叠加：

若场源电荷不唯一，空间某点的电场等于各点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫做电场强度的叠加，（遵循平行四边形定则）

三、点电荷的电场

1．点电荷的电场场源电荷Q与试探电荷q相距为r，则它们的库仑力F＝keq\f（Qq,r2）＝qkeq\f（Q,r2），所以电荷q处的电场强度E＝eq\f（F,q）＝keq\f（Q,r2）.

（1）公式：

E＝eq\f（kQ,r2）.

（2）方向：

若Q为正电荷，场强方向沿Q和该点的连线背离Q；若Q为负电荷，场强方向沿Q和该点的连线指向Q.

2．对点电荷场强公式的理解

（1）E＝eq\f（kQ,r2）的适用条件是：

①真空中的点电荷；②真空中的均匀带电球体．

（2）由E＝eq\f（kQ,r2）知，真空中某点电场强度的大小由场源电荷电荷量的大小Q与该点到场源电荷的距离r共同决定，与其他量无关．

3．公式E＝eq\f（F,q）与E＝eq\f（kQ,r2）的区别

公式

比较内容

E＝Fq

E＝kQr2

本质区别

定义式

决定式

意义及用途

给出了一种量度电场强弱的方法

指明了点电荷场强大小的决定因素

适用范围

一切电场

真空中点电荷的电场

Q或q意义

q表示引入电场的检验（或试探）电荷的电荷量

Q表示产生电场的点电荷的电荷量

关系理解

E用F与q的比值来表示，但E的大小与F、q大小无关

E不仅用Q、r来表示，且E∝Q，E∝eq\f（1,r2）

例1：

电场强度E的定义式为，下面说法中正确的是（）

A.该定义只适用于点电荷产生的电场

B.库仑定律的表达式可以说是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的库仑力大小；而可以说是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小

C.对，F是放入电场中的点电荷所受的静电力，q是产生电场的电荷的电荷量

D.电场中某点场强的方向与试探电荷的正负无关【答案】D

四．电场线

（给学生用3分钟时间看一下课本的内容，总结一下电场线有什么特点？

）

学生总结：

1．电场线

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

（2）电场线的五个特点．

①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；

②曲线上每点的切线方向为该点的电场强度方向；③电场线在电场中不相交，不闭合；

④在同一幅图中，电场线密处电场强，电场线疏处电场弱；

⑤电场线不是客观存在的曲线，是为了形象地描述电场而假想的曲线，可以通过实验模拟电场线的形状．注意：

电场线不是运动轨迹：

只有当电场线为直线，电荷初速度为零或初速度平行于电场线，电荷所受合力与电场线平行时，电荷的运动轨迹才与电场线平行或重叠．

2．电场线的应用

（1）按照电场线画法的规定，场强大处电场线密，场强小处电场线疏，根据电场线的疏密可以比较场强的大小。

（2）根据电场线的定义，电场线每点的切线方向就是该点电场强度的方3．几种常见电场的电场线

点电荷的电场线分布等量同种电荷的电场线

4．电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的比较

注意：

带电粒子运动轨迹与电场线重合必备的条件：

（1）电场线是直线；

（2）带电粒子只受电场力作用，或受其他力，但方向沿电场线所在的直线；

（3）带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直线。

例2：

（多选）如图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用EA、EB表示A、B两处的场强大小，则（）

A．A、B两点的场强方向相同

B．电场线从A指向B，所以EA＞EB

C．A、B同在一条电场线上，且电场线是直线，所以EA=EB

D．不知A、B附近的电场线分布状况，EA、EB的大小不能确定【答案】A、D．

五、小结（多媒体依次投影，并简述）

1．电场

2．电场强度

3．点电荷的电场强度

4．电场线

六、板书设计

一、电场

概念：

存在于电荷周围的一种特殊的物质，由静止电荷产生的电场叫静电场。

二．电场强度

1.公式：

E＝eq\f（F,q）（E与F、q均无关，适用任何电场），

2.电场强度的叠加

多个电场在某一点的电场强度用平行四边形定则求解其矢量和即可。

三．点电荷的电场强度

公式：

E＝kQr2（E由Q与r决定，适用于点电荷的电场）

四.电场线

课例研究综述

描述电场强弱的物理量是本节课的重难点内容之一，应给学生充分的思考时间，并让学生相互交流讨论，教师还可进行适当启发引导。

学生对抽象的电场较难理解，多给学生一些时间巩固，发挥学生的主动性，如对电场及练习题的处理，尽可能由学生完成。

课后在习题处理上，先让学生多讨论解决，加强学生的解题方法。