最新人教版高中物理选修31第一章《电场强度》教学设计Word文档格式.docx

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李翠玲）

教学过程设计

主要教学过程

教师活动

学生活动

一、引入新课

【复习引入】

库仑定律的内容及适用条件是什么？

（设计意图：

通过复习引入，加深学生对之前知识的理解，以及明确新旧知识之间的联系．）

提问：

电荷间的相互作用是怎样发生的？

导入本节新课.

学生回顾并思考作答.

二、新课教学

（一）电场

【问题设计】

1.学生带着以下问题阅读教材的相关内容：

（1）什么是电场？

（2）什么是静电场？

通过问题引导，提升学生的自主学习能力，并加深印象．）

【要点提炼】

1.电场定义

2.电场的基本性质

3.物质存在的两种形式

4.静电场

通过要点提炼让学生学会自主总结知识，进而培养归纳能力．）

思考：

电场看不见摸不着，怎样去认识研究它呢？

提示：

类比磁场中引入小磁针研究磁场性质，可以在电场中引入类似“小磁针”的物体．（学生初中已学过磁场知识）

帮助学生认识电场的性质；

通过类比分析，提升学生对于抽象问题的解决能力，同时通过讨论试探电荷的条件，加深学生对试探电荷的认识．）

学生带着问题自主学习.

学生交流讨论作答，通过类比分析，学生会将试探电荷引入.

（二）电场强度

1.试探电荷和场源电荷

（1）试探电荷需要具备什么条件？

（2）通过下图，你有什么发现？

说明什么问题？

探究影响电荷间相互作用力的因素

通过思考交流，让学生认识电场有强弱之分，从而引出电场强度．）

2.电场强度

（1）电场中某一点的电场强弱跟哪些因素有关？

（2）电场的强弱该怎样描述？

类比重力场中的重力加速度.

通过类比，加深对电场强度的理解．）

能否说电场强度E与试探电荷所受的电场力F成正比，与试探电荷的电荷量q成反比？

加强学生对电场强度为电场本身性质的理解．）

说明：

（1）E＝

为定义式，适用于一切电场.

（2）某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身，与试探电荷的正负、电荷量的大小及受到的电场力无关.

学生观察、思考、讨论交流.

学生思考作答.

（三）点电荷的电场、电场强度的叠加

1.点电荷的电场

（1）真空中点电荷的电场强度如何？

能否推导？

（提示学生利用上一节知识，结合电场强度的定义式）

（2）点电荷周围的电场强度、方向分布情况如何？

进一步提升学生的综合推理能力．）

2.电场强度的叠加

如果有多个场源点电荷，如何求电场中某点的电场强度？

（提示学生利用电场的矢量性）

【例题】真空中两个正点电荷A、B所带电荷量皆为＋Q，且相距为r，则A、B之间连线上距离A为

处的P点的电场强度为多少？

解：

A、B都在P点产生电场，且两个电场强度方向相反.

根据公式：

E＝k

，

得P点电场强度EP＝k

－k

＝

.

通过实践应用，提升学生的知识迁移能力．）

能否在P点处放入一个点电荷－q，通过求出－q在P处受合电场力，然后根据E＝

求出P处的电场强度的大小和方向？

加深对电场强度的理解与认识．）

拓展：

如果带电体是半径为R的均匀球体（或球壳），它外部空间某点的电场强度该怎样计算？

通过拓展，加深学生对微分思想的认识与应用．）

1.点电荷的电场强度公式

2.电场强度的叠加原则

如何形象直观地描述电场呢？

学生自主推导得出E＝k

学生根据电场的矢量性，结合位移的合成，顺利找到思路.

学生独立思考完成.

学生小组讨论.

（四）电场线

1.电场线是否是客观存在的？

2.电场线有哪些特点？

[观看Flash]认识特殊的电场线.

通过观看Flash，帮助学生对抽象的事物形象化．）

1.电场线定义

2.电场线的特点

学生自主学习

观看Flash.

（五）匀强电场

匀强电场的电场强度大小、方向具有怎样的特点？

（通过引导学生观察匀场电场中电场线的特点，尝试完成这个问题．）

学生自主学习.

三、课堂小结

小组合作，完成本节的知识框图，并选派代表展示.

发挥小组合作的作用，通过交流与讨论，加深对本节所学知识的理解和掌握．）

每个学习小组讨论总结，指定一个小组展示.

四、课后作业

完成学案.

学生课后自主完成.

板书设计

一、电场

1．定义：

电场是在电荷周围存在着自由电荷产生的一种传递电荷间相互作用的特殊物质

2．基本性质：

电场对放入其中的电荷有力的作用

二、电场强度

1．试探电荷和场源电荷

（1）试探电荷

①定义：

用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷叫试探电荷或检验电荷

②特点：

电荷量和体积很小

（2）场源电荷：

被检验的电场是由电荷Q激发的，则电荷Q被称为场源电荷或源电荷

2．电场强度

（1）定义：

放入电场中某点的电荷所受到的静电力F跟它的电荷量q的比值叫这一点的电场强度

（2）公式：

E＝

（3）单位：

牛每库（符号为N/C）或伏每米（符号为V/m）

（4）方向：

正电荷在该点所受电场力的方向，与负电荷受力方向相反

三、点电荷电场强度、电场强度的叠加

1．点电荷电场强度公式：

2.电场强度叠加原理

四、电场线

1.定义：

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

2.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）电场线不相交

（3）电场线的疏密表示电场强度的相对大小.在同一电场中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏

（4）电场线不是实际存在的线

五、匀强电场

电场中各点电场强度大小相等，方向相同，这个电场叫匀强电场

2.特点：

电场线是间隔相等的平行线

教学反思

1．本节特别注重了学生自主和合作学习能力的培养

本教学设计根据“学生能自己学会的、学生间能相互学会的教师不讲”的原则，充分发挥学生的自主学习与小组合作学习的潜力，并提升了学习效率．

2．注重学生知识迁移能力的培养

本教学设计多次运用了类比的教学方法，通过前后知识的类比分析，降低了知识的理解难度，让学生体会到物理内在的逻辑关系，提升学生的逻辑推理能力，以及知识迁移的能力．

3．巧妙设置问题，将课堂引向深入

教师的课堂提问是将知识引向深入的重要渠道，从引入新课到课后小结，尽力设计适当的问题．创造物理情景，进行有意识的引导、点拨，激发学生的求知欲．

4．学生对抽象概念形象化的能力有待提升

通过电场、电场线的学习，发现学生对于非实体物质的接收程度较低，需要教师加入形象化的因素帮助理解，在今后的学习中仍需加强此方面的引导．

教学设计

（二）（设计者：

都晓辉）

一、引入新课——感知电场

【实验演示】

用磁铁靠近小磁针，在没有接触的情况下小磁针就发生了偏转．

问题：

这种相互作用是通过什么产生的？

结论：

磁场．

1．类比（幻灯片图）

如图展示研究库仑定律的实验．

猜想：

电荷间的相互作用是通过什么产生的？

电场．

2．引入课题：

电场、电场强度

电荷A在其周围产生什么？

电荷B受到的电场力实际上是谁的电场给予的？

电荷A在其周围产生电场，电荷B在A的电场中，电荷A对电荷B的作用实际上就是电荷A的电场对电荷B的作用．电荷B对电荷A作用就是电荷B的电场对电荷A的作用．

【归纳总结】电场的特点：

①电荷在其周围产生电场；

②电场的一个基本特性是对放入其中的电荷产生力的作用；

③电场是客观存在的物质．

二、新课教学——深入探究

（一）探究任务一：

设疑探究描述电场强弱的物理量——电场强度

1．研究方法

【问题】既然电场看不见摸不着，那我们如何判断是否存在电场呢？

【启发引导】如何判断是否存在磁场？

小结：

电场的基本性质就是对放入的电荷产生力的作用，因此在判断是否存在电场时，可以放入电荷看它是否受到电场力的作用。

2．设置情景：

（幻灯片图）

场源电荷Q带正电，把带正电的试探电荷q先后挂在P1、P2位置，试探电荷分别偏转至A、B位置．

【概念介绍】场源电荷、试探电荷及对试探电荷的要求

【思考讨论】

（幻灯片）同一电荷在A、B两点受到的电场力不同意味着A、B两点的电场有何不同？

分析：

电荷受的电场力是电场给予的，同一电荷在电场中受到的电场力不同意味着电场强弱不同．

场源电荷Q确定了，A点的电场强弱是否变化？

这个实验的哪个现象可以说明这个问题？

对于给定的静电场，电场中各点的电场强弱是确定的．若A点电场强弱变化，那么试探电荷受到的电场力就变化，试探电荷就不会有稳定的偏角．

A、B两点哪一点的电场强？

你的判断方法是什么？

A点的电场强．把同一电荷先后放到A、B两点，受力大的位置电场强．

（幻灯片）同一电荷所受的电场力大小可以反映电场的强弱．

【思考讨论】对于不同电荷，能否说电荷受到的电场力越大其所在位置电场越强？

举例说明．

假设在A点处放入电荷量为q的试探电荷，它受到的电场力为F，若在该点放入电荷量为2q的试探电荷，它受力多大？

放入电荷量为3q的电荷呢？

同在A点，随着试探电荷电荷量的增加它所受的电场力越来越大，而对于给定的静电场，A点的电场强度是确定的，所以不能说电荷受到的电场力越大其所在位置电场越强．

不能用电场力表示电场的强弱．

启发：

同在A点试探电荷电荷量变了，受力变了，什么没变？

电场强弱没变，电场力和电荷量的比值没变．

电场强弱没变，比值没变，说明这个比值由谁决定．

比值由电场本身性质决定．

【猜想讨论】能否用这个比值去表示电场的强弱呢？

是不是电场强的地方这个比值就一定大呢？

方法一：

①在A、B两点，哪一点比值大？

法1：

同一电荷在A点受力大，所以在A点比值大．

法2：

在A、B分别放入试探电荷，由

＝k

推出A点的比值大．

②A、B两点哪一点电场强？

A点．

在静电场中同一点处比值是恒定的，不同点处电场强的地方比值大，可以用这个比值表示电场的强弱．

方法二：

由同一电荷受到的电场力可以反映电场的强弱想到，单位电荷受到的电场力的强弱可以反映电场的强弱（最简单的同一种电荷是单位电荷），进而想到单位电荷受到的电场力实际上就是比值

，得出结论比值

可以表示电场的强弱．

类比：

速度、位移、时间关系

（幻灯片）物理学把这个比值叫做电场强度，用E表示，E＝

，单位：

牛[顿]每库[仑]，符号：

N/C.

判断：

（幻灯片）是否可以根据E＝

得出“电场强度与电荷受的电场力成正比，与电荷量成反比”的结论？

①电场中的同一点比值

是恒定的，电场强度由电场本身的性质决定，与试探电荷无关．

②试探电荷q如同一个测量工具，若把它放在电场中某点它受力为F，就可以说该点电场强度为

，若在该点放入电荷量为2q的试探电荷它的受力多大？

若把试探电荷拿走，该点电场强度为多少？

【物理方法】物理学中经常用比值定义物理量，用来表示研究对象的某种性质．

我们以前都学过哪些由比值定义的物理量？

以电阻定义式R＝

为例，你能说导体的电阻与它两端电压成正比，与通过它的电流成反比吗？

R是由电阻本身的性质决定的，与流过它的电流和它两端的电压没有关系．可以通过测量流过它的电流和它两端的电压把电阻表示出来．

（幻灯片图3）同一电荷在电场不同点除了受电场力大小不同还有什么不同？

同一电荷在电场的不同点处受力方向意味着什么？

受力方向不同；

电场强度有方向．

正、负电荷分别放在电场的同一点受力方向有什么特点？

那么该如何确定电场强度的方向呢？

物理学中规定，电场中某点的电场强度方向跟正电荷在该点所受的电场力方向相同．很明显电场强度方向与负电荷受到电场力方向相反．

练习：

下图中A点的电场强度方向指哪？

你是如何判断的？

（二）探究任务二：

点电荷的电场强度

再次观察如图所示电场强度与试探电荷没有关系，那么电场强度都与哪些因素有关？

为什么？

场源电荷、位置（介质——学生想不到就不要说）

若场源电荷电荷量增加，A处的试探电荷偏角增大说明场源电荷电荷量越大电场越强．场源电荷确定时，离场源电荷越远的地方试探电荷偏转角越小，说明距离场源电荷越远的地方电场越弱．

【情景设置】已知一个场源电荷带电量为Q，求距离这个场源电荷r处的电场强度大小及方向．

因为E＝

，F＝k

，由此可得E＝k

这个公式在什么条件下都适用吗？

只适用于点电荷．

①场源电荷电荷量越大，相同距离处电场强度越大；

②场源电荷确定，距离场源电荷越近的地方电场强度越大；

③电场强度与位置和场源电荷有关，与试探电荷没有关系．

（幻灯片图）以场源电荷为圆心，半径为r处的各点的电场强度是否相同？

大小相等方向不同，方向沿半径方向指向圆心．

（三）探究任务三：

电场强度叠加

如果空间当中多个点电荷同时存在，那么空间当中某点的电场强度该如何去求呢？

【情景设置】

（幻灯片图）空间中相距为L的A、B两点分别放两个带电量均为q的正的点电荷，同一平面上还存在O、P两点，已知O点在AB连线的中点处，PA、PB连线与AB连线的夹角均为45°

.请分别求出O、P两点处的电场强度．

空间中多个电荷同时存在，那么它们的电场互相叠加形成合电场．电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和——电场强度叠加．

图中A、B两点的正点电荷在O点处产生的电场强度有何特点？

若在O点放一个试探电荷受到的电场力多大？

P点处的电场强度如何求解？

（四）探究任务四：

电场线

【问题】正的点电荷周围的电场强度方向有什么特点？

若用有方向的线去描述，该如何去描述？

（学生讨论）

【分析】教师根据学生讨论情况画图总结．图中有向线段中任取一点都是该点电场强度的方向．

正的点电荷周围的电场强度大小有何特点？

结合图说明能否用所画有向线段的疏密来定性反映电场强度的大小？

教师引出电场线的概念——电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上各点的切线方向表示该点的电场强度方向．电场线的疏密可以定性反映电场强度的大小．

【实验演示】教师利用悬浮在蓖麻油中的头发屑模拟演示点电荷、等量同号电荷、等量异号电荷、带电平行板的电场线分布．

【学生行为】学生大致画出以上各种电场的电场线分布，并总结各自的电场特点，进一步体会电场线某点的切线方向与电场强度的关系及电场强度的定性表示．

【思考讨论】两个等量同号电荷、两个等量异号电荷连线及连线中垂线上各点电场强度大小和方向特点以及两个带电平行板板间电场分布特点．

三、课堂总结——板书回顾

二、电场强度：

　矢量

三、点电荷的电场强度：

四、电场强度的叠加

五、电场线

F　2F　3F

q　2q　3q

　①

F＝k

　②

1．两个等量同号电荷、等量异号电荷连线及连线中垂线上各点电场强度的分布特点．

2．搜集法拉第科学精神及对科学贡献的资料．

1．本教学设计尽管逻辑性很强，环环相扣，但是课堂上教师应注意放慢教学节奏，以便于留给学生充分的思考和讨论空间，对于初学电场的学生来说，节奏太快容易使其囫囵吞枣不知其味．

2．课堂引入要求越简单越生动越好，电场比较抽象，所有的举例既要科学又要贴近学生的经验．

3．教师对课堂掌控过强不利于学生的创新思维培养．

法拉第简介

迈克尔·

法拉第，英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的科学家．生于萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭，仅上过小学.1824年1月当选皇家学会会员，1825年2月任皇家研究所实验室主任，1833～1862年任皇家研究所化学教授.1846年荣获伦福德奖章和皇家勋章.1867年8月25日逝世．

他在电磁学及电化学领域作出很多重要贡献，其中主要的贡献为电磁感应、抗磁性、电解．

虽然没有得到足够的正式教育，但法拉第是历史上最具有影响力的科学家之一．他详细地研究在载流导线四周的磁场，想出了磁场线的点子，因此建立了电磁场的概念．法拉第观察到磁场会影响光线的传播，他找出了两者之间的关系．他发现了电磁感应的原理、抗磁性、法拉第电磁定律．他发明了一种电磁旋转机器，这就是今天电动机的雏形．由于法拉第的努力，电磁现象开始出现于具有实际用途的科技发展．法拉第在化学上也颇有建树，他发现了苯，研究氯晶笼化合物，发明了本生灯的早期形式及氧化数，同时也推广了阳极、阴极、电极及离子等术语．他最终当上了第一位也是最重要的大英皇家科学研究所的富勒化学教授．

法拉第是一位优秀的实验家，能够用清楚与简单的语言传达思想，但其数学能力只限于最简单的代数，对其他更高阶的数学（如三角学）并不熟悉．詹姆斯·

麦克斯韦综合了法拉第与其他学者的研究，写下了麦克斯韦方程，成为现代电磁理论的基石．为了纪念法拉第，在国际单位制里，电容的单位是法拉．