2019-2020年高二物理 （人教大綱版）第二冊 第十三章 電場 二、電場、電場強(qiáng)度(第一課時(shí)).doc
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2019-2020年高二物理 （人教大綱版）第二冊 第十三章 電場 二、電場、電場強(qiáng)度(第一課時(shí)) 從容說課 從本節(jié)開始接觸場的概念，由于它的抽象性，故可先把它接受下來，在學(xué)習(xí)中逐漸加深對它的認(rèn)識． 本節(jié)的主要內(nèi)容包括電場及其力的性質(zhì)，這也是研究電場的主要途徑．還有就是定義了電場強(qiáng)度來反映電場的強(qiáng)弱及其特點(diǎn)(如疊加性)． 本節(jié)的主要特點(diǎn)是抽象性很強(qiáng)，場的概念較難理解，再就是引入電場強(qiáng)度這個(gè)物理量的時(shí)候采用了比值定義法，有方法論的介紹總結(jié)．另外關(guān)于場的疊加要通過類比(類比波的疊加)進(jìn)行探究．所以說本節(jié)還有方法性強(qiáng)的特點(diǎn)． 結(jié)合本節(jié)的特點(diǎn)和地位現(xiàn)定位本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)如下： 1．使學(xué)生能初步接受場的客觀存在的特殊物質(zhì)性． 2．能夠深入理解電場強(qiáng)度的物理意義、定義式、矢量性，也能應(yīng)用其來分析計(jì)算一些簡單問題． 3．通過知識的學(xué)習(xí)掌握科學(xué)的思維方式和研究問題的方法． 本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)是對電場強(qiáng)度的理解． 本節(jié)的教學(xué)難點(diǎn)是場的認(rèn)識和電場強(qiáng)度概念的建立． 在本節(jié)的教學(xué)過程中，為了使大家能夠切實(shí)掌握知識，采用類比分析法、互動探究法、問題解決法等多種方法來從多角度、多方位認(rèn)識電場、了解電場． 本節(jié)的教學(xué)程序如下： 提出問題→實(shí)驗(yàn)探究→建立概念(場) →深入探究→討論歸納電場強(qiáng)度的各個(gè)特性→實(shí)際應(yīng)用推導(dǎo)點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式→電場的疊加性探究→拓展應(yīng)用→小結(jié)本節(jié)知識． 教學(xué)目標(biāo) 一、知識目標(biāo) 1．知道電荷問的相互作用是通過電場發(fā)生的，知道電場是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài)． 2．理解電場強(qiáng)度的概念及其定義，會根據(jù)電場強(qiáng)度的定義進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算，知道電場強(qiáng)度是矢量，知道電場強(qiáng)度的方向是怎樣規(guī)定的． 3．能根據(jù)庫侖定律和電場強(qiáng)度的定義推導(dǎo)點(diǎn)電荷場強(qiáng)的計(jì)算式，并能用此公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算 4．知道電場的疊加原理，并應(yīng)用這個(gè)原理進(jìn)行簡單的計(jì)算． 二、能力目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生分析、總結(jié)、語言表達(dá)的能力． 三、德育目標(biāo) 使學(xué)生學(xué)會由個(gè)別事物的個(gè)性來認(rèn)識一般事物的共性，這是認(rèn)識事物的一種重要的科學(xué)方法． 教學(xué)重點(diǎn) 電場強(qiáng)度． 教學(xué)難點(diǎn) 電場強(qiáng)度概念的建立． 教學(xué)方法 類比分析法、問題解決法、實(shí)驗(yàn)分析法． 教學(xué)用具 有機(jī)玻璃棒一根、絲綢一塊、絕緣導(dǎo)體球(一個(gè)帶電一個(gè)不帶電)兩個(gè)、細(xì)絲線一條、鐵架臺一個(gè)． 投影儀、投影片 課時(shí)安排 1課時(shí) 教學(xué)過程 [投影本節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)法指導(dǎo)] (一)學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．知道電荷的周圍存在電場，電場是物質(zhì)、電荷通過它的電場對其他電荷發(fā)生作用． 2．理解電場強(qiáng)度概念． (1)知道電場強(qiáng)度是描述電場強(qiáng)弱的物理量． (2)會用電場強(qiáng)度的公式和它的變形F=qE進(jìn)行計(jì)算． 3．理解點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式． 4．知道電場的疊加原理，且能進(jìn)行簡單計(jì)算． (二)學(xué)法指導(dǎo) 1．實(shí)驗(yàn)分析法引入場的力的性質(zhì)，建立場的概念． 2．比例定義法定義電場強(qiáng)度E 3．問題解決法討論點(diǎn)電荷的場強(qiáng)及場的疊加問題． [學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程] 一、課題引入 1．[投影]思考題 下列哪些力是接觸力?哪些力是非接觸力? 拉力、重力、壓力、支持力、摩擦力、磁力． [學(xué)生活動] 回顧以前知識，討論作答． 2．[過渡設(shè)疑] 上節(jié)我們學(xué)習(xí)的靜電力是接觸力還是非接觸力? [學(xué)生思考作答] 非接觸力． 3．[引入]接觸力是通過接觸使物體間有相互作用而產(chǎn)生，那非接觸力又是通過什么產(chǎn)生的呢?本節(jié)課我們來探討這個(gè)問題． 二、新課教學(xué) (一)電場 [提問復(fù)習(xí)] 初中學(xué)過磁體之間的作用力，需要接觸產(chǎn)生嗎? 若不需要，磁力又如何產(chǎn)生? [學(xué)生活動] 討論回顧回答． [結(jié)論]磁極問的作用力是通過磁場發(fā)生的，并不需要接觸． [類比引入] 經(jīng)過科學(xué)研究，電荷間的相互作用也是通過一種場發(fā)生的，叫做電場． [學(xué)生活動] 閱讀課本相關(guān)內(nèi)容，了解電場的性質(zhì)． [投影]有關(guān)電場的問題 1．電場在哪兒存在? 2．電場能看得見嗎?借助顯微鏡可以嗎? 3．電場的基本性質(zhì)是什么? [學(xué)生活動] 結(jié)合自己的閱讀理解，分析回答上面的問題． [教師拓展點(diǎn)撥，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證] 1．在電荷周圍存在電場． 2．電場是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài)，是不可以通過儀器觀察到的． 方法滲透： 電場的客觀存在是通過它表現(xiàn)出來的性質(zhì)證實(shí)并對電場進(jìn)行研究的． [電場的基本性質(zhì)]對放人電場中的電荷有力的作用． [演示實(shí)驗(yàn)] 在桌面上放一個(gè)有絕緣支座的帶電體A，在A的附近懸掛一個(gè)不帶電的玻璃球和一個(gè)帶屯的球B，觀察現(xiàn)象． [學(xué)生探究活動1] 在教師介紹實(shí)驗(yàn)的時(shí)候猜想可能出現(xiàn)的現(xiàn)象并思索其原因． [學(xué)生探究活動2] 觀察現(xiàn)象，結(jié)合閱讀情況解釋現(xiàn)象，理解知識． [學(xué)生匯報(bào)現(xiàn)象及結(jié)論] [現(xiàn)象]不帶電的玻璃球沒有發(fā)生偏離，帶電的小球偏離了豎直方向． [教師拓展] 3．電場的性質(zhì)是對放人其中的電荷產(chǎn)生力的作用，這種力叫做電場力． [CAI課件展示] [學(xué)生活動] 請大家口頭表述課件圖表的含義． [抽查或請大家主動回答，激勵(lì)評價(jià)] 第一個(gè)圖示過程(—)：電荷A周圍產(chǎn)生電場，電荷B處于電場中，受到電場力． 第二個(gè)圖示過程(一)：電荷B周圍產(chǎn)生電場，電荷A處于電場中，受到電場力． [拓展]原來描述的同種電荷相斥，異種電荷相吸作用就是如上述過程產(chǎn)生的． (二)電場強(qiáng)度 [方法介紹] 因?yàn)殡妶龅幕拘再|(zhì)是對放入其中的電荷有力的作用，所以必須在電場中放入電荷才能研究電場． [提出問題] 對放入電場的電荷有什么要求嗎?為什么? [學(xué)生探究活動] 思考教師投影的分析提示． [分析提示] 1．放入的電荷能否影響原來的電場? 2．為了研究電場中各點(diǎn)的情況，電荷體積能否很大? [學(xué)生敘述自己的思考結(jié)果，激勵(lì)評價(jià)] [學(xué)生活動] 請大家閱讀課本歸納． [結(jié)論] [實(shí)驗(yàn)探究] 1．在一個(gè)帶電體的周圍不同距離處懸掛相同的帶電小球，觀察現(xiàn)象． 2．在一個(gè)帶電體的周圍相同距離處懸掛相同的帶電小球，觀察現(xiàn)象． 注：懸掛的帶電小球是試探電荷． [學(xué)生活動] 觀察現(xiàn)象，思考問題． [投影]實(shí)驗(yàn)思考 1．懸線偏角的不同，說明受到的電場力一樣嗎? 2．不同位置同一試探電荷偏角的不同，說明受到的電場力一樣嗎?為什么? 3．相同距離處不同試探電荷偏角的不同，又說明什么情況?反映什么特點(diǎn)? [師生互動歸納] 1．偏角的不同，說明受到的電場力不同． 2．不同位置同一試探電荷偏角的不同，說明同一電荷在同一電場的不同位置受到的電場力不同，也說明不同位置的電場強(qiáng)弱不同(一般)． 3．同一位置不同試探電荷受電場力的不同導(dǎo)致懸線偏角不一樣，說明電場力跟試探電荷的電荷量有關(guān)，電荷量越大，受力越大． [深入思考] 電場的強(qiáng)弱不一樣，該如何表示呢? [學(xué)生探究活動] 提出猜想方案并討論方案的可能性． [學(xué)生可能猜想] 方案一：電荷在某點(diǎn)所受的電場力的大小可用來表示電場的強(qiáng)弱． [討論該方案的可行性] 對于一給定的電場，各點(diǎn)的電場強(qiáng)弱是一定的，但是把q1和q2兩個(gè)不同的電荷放到電場中的同一點(diǎn)所受的電場力是不同的．表明電場的強(qiáng)弱并不能用電荷在某點(diǎn)所受的電場力的大小來表示． 方案二：可以用點(diǎn)電荷在某點(diǎn)所受的電場力跟點(diǎn)電荷電荷量的比值來表示某點(diǎn)電場的強(qiáng)弱。 [師生討論方案是否可行] 如圖：在電荷Q產(chǎn)生的電場中的A點(diǎn)放置不同的點(diǎn)電荷q1和q2，它們所受的電場力為： F1= F2= 由此可得： ； 即不同的點(diǎn)電荷在電場中的同一點(diǎn)所受的電場力與所放點(diǎn)電荷q的比值是相同的，由此可知方案二可行． [引入定義] 類似密度定義(比值定義法)． [定義]放入電場中某點(diǎn)的電荷所受的電場力F跟它的電荷量的比值，叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度，簡稱場強(qiáng)，用E表示． (1)表達(dá)式：E=F/q (2)單位：l牛／庫(N/C)=1 V／m (3)物理意義：反映電場性質(zhì)(強(qiáng)弱)的物理量，場強(qiáng)大電場強(qiáng)；場強(qiáng)小，電場弱． (4)矢量性：物理學(xué)中規(guī)定，電場中某點(diǎn)正電荷受力的方向就是該點(diǎn)的場強(qiáng)方向。 [思考]那么負(fù)電荷受力的方向呢? [互動探究]由吸引和排斥可推出負(fù)電荷受力方向與場強(qiáng)方向相反． [深入探究]投影思考題： 1．某點(diǎn)的場強(qiáng)同試驗(yàn)電荷有關(guān)嗎?該點(diǎn)場強(qiáng)由什么決定? 2．某一點(diǎn)的場強(qiáng)當(dāng)不放試探電荷時(shí)將變?yōu)榱愕挠^點(diǎn)是否正確? [學(xué)生探究活動] 結(jié)合本身的知識結(jié)構(gòu)互動探究，得出結(jié)論． [學(xué)生匯報(bào)探究結(jié)果，教師點(diǎn)撥拓展] 某一點(diǎn)的場強(qiáng)由產(chǎn)生電場的電荷決定，與放不放試探電荷，放什么試探電荷無關(guān)． [實(shí)例分析] 分析如圖A、B兩點(diǎn)的場強(qiáng)是否相同． (大小相等，方向不同) (三)點(diǎn)電荷的場強(qiáng)、電場的疊加． [學(xué)生活動] 由庫侖定律和場強(qiáng)公式推導(dǎo)點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式． [抽查學(xué)生的推導(dǎo)結(jié)果并投影展示] [示范推導(dǎo)] 在研究電場強(qiáng)度時(shí)，我們得到了： 即：在點(diǎn)電荷形成的電場中的不同點(diǎn)，場強(qiáng)是不同的．據(jù)場強(qiáng)公式得到： E= 學(xué)生描述該公式中各物理量及對應(yīng)的字母： E→點(diǎn)電荷產(chǎn)生的場強(qiáng)→N/C k→靜電力恒量→Nm2/C2 Q→產(chǎn)生電場的電荷→C r→電場中的某點(diǎn)到Q的距離→m 場強(qiáng)方向： 如果Q是正電荷,E的方向就是沿著PQ的連線并背離Q； 如果Q是負(fù)電荷，E的方向就是沿著PQ的連線并指向Q． [問題討論] 如果有幾個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場，那么空間某點(diǎn)的電場又是如何的呢?場強(qiáng)呢? [學(xué)生探究活動] 請大家結(jié)合電場強(qiáng)度的矢量性分析討論． [師生互動歸納] 如果有幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在，它們電場就互相疊加，形成合電場． (類比波的疊加) 合電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)等于各個(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和．用平行四邊形定則進(jìn)行運(yùn)算． [實(shí)例分析] 課本例2． [課本例2的變形] Q1、Q2都為+3.O10-8C時(shí),A點(diǎn)電場強(qiáng)度多大,方向如何? Q1、Q2都為-3.OlO-8C時(shí),A點(diǎn)的場強(qiáng)大小、方向又如何呢? [學(xué)生探究活動] 結(jié)合例題動手求解． [抽查學(xué)生探究結(jié)果投影,激勵(lì)評價(jià)] [結(jié)論] 當(dāng)Q1=Q2=+3.0l0-8C時(shí),A點(diǎn)的場強(qiáng)大小為E=l04V/m，方向豎直向上． 當(dāng)Q1=Q2=-3.0l0-8C時(shí)，A點(diǎn)的場強(qiáng)大小為E=l04V/m，方向豎直向下． [學(xué)生探究活動] 請大家分析E=F/q和E=k的關(guān)系． [投影]E=F/q和E= k的關(guān)系． ①為定義式, k是具體表達(dá)式，是E=F/q的特例． ②E=F/q適用于一切電場的場強(qiáng)運(yùn)算，E=k只適用于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場的場強(qiáng)運(yùn)算． [拓展應(yīng)用] 1．下列說法中正確的是( ) A．在非勻強(qiáng)電場中，各點(diǎn)的場強(qiáng)大小必定不等 B.電場強(qiáng)度是反映電場的力的性質(zhì)的物理量 C．電場強(qiáng)度是矢量，它的方向就是電荷在該點(diǎn)的受力方向 D．電場線準(zhǔn)確描述了電場的形狀,是電場客觀存在的實(shí)物表現(xiàn)形式 2．如圖所示，在正電荷Q的電場中距Q為r的P點(diǎn)放一個(gè)很小的點(diǎn)電荷q(q遠(yuǎn)比Q要小)，測得q受到的電場力為F．則P點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小為( ) A.E= B.E=k C.E= D.E=k 3．如圖所示，M、N為兩個(gè)等量同種電荷,在其連線的中垂線上的P點(diǎn)放一個(gè)靜止的點(diǎn)電荷q(負(fù)電荷)．不計(jì)重力,下列說法中正確的是( ) A．點(diǎn)電荷在從P到0的過程中，加速度越來越大，速度也越來越大 B．點(diǎn)電荷在從P到0的過程中,加速度越來越小,速度越來越大 C．點(diǎn)電荷運(yùn)動到O點(diǎn)時(shí)加速度為零，速度達(dá)最大值 D．點(diǎn)電荷越過O點(diǎn)后，速度越來越小,加速度越來越大,直到速度為零 [參考答案] 1．B 2．AB 3．C 三、小結(jié) 1．學(xué)生對照板書自結(jié)． 2．對照學(xué)習(xí)目標(biāo)檢查自己的學(xué)習(xí)情況． 3．抽查學(xué)生的小結(jié)情況,激勵(lì)評價(jià)． 4．[投影]示范小結(jié)． 四、作業(yè) 1．回顧復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容． 2．課后作業(yè)． 3．預(yù)習(xí)下節(jié)． 五、板書設(shè)計(jì) 六、本節(jié)優(yōu)化訓(xùn)練設(shè)計(jì) 1．在電場中某點(diǎn)放一檢驗(yàn)電荷，其電荷量為q，檢驗(yàn)電荷受到的電場力為F，則該點(diǎn)電場強(qiáng)度為E=F/q．那么下列說法正確的是（ ） A．若移去檢驗(yàn)電荷q，該點(diǎn)的電場強(qiáng)度就變?yōu)榱? B．若在該點(diǎn)放一個(gè)電荷量為2q的檢驗(yàn)電荷，該點(diǎn)的場強(qiáng)就變?yōu)镋/2 C．若在該點(diǎn)放一個(gè)電荷量為-2q的檢驗(yàn)電荷，則該點(diǎn)場強(qiáng)大小仍為E，但電場強(qiáng)度的方 向變?yōu)樵瓉硐喾吹姆较? D．若在該點(diǎn)放一個(gè)電荷量為一的檢驗(yàn)電荷，則該點(diǎn)的場強(qiáng)大小仍為E，電場強(qiáng)度的方向也還是原來的場強(qiáng)方向 2．對于由點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場，下列說法正確的是( ) A．電場強(qiáng)度的表達(dá)式仍成立，即E=F/Q，式中的Q就是產(chǎn)生電場的點(diǎn)電荷 B．在真空中，電場強(qiáng)度的表達(dá)式為E=kQ/r2，式中Q就是產(chǎn)生電場的點(diǎn)電荷 C．在真空中E=，式中q是檢驗(yàn)電荷 D．上述說法都不對 3．當(dāng)放入正電荷時(shí)電場中某點(diǎn)受到的電場力向右；當(dāng)放入負(fù)電荷時(shí)它受到的電場力向左．下列說法正確的是( ) A．當(dāng)放人正電荷時(shí)，該點(diǎn)場強(qiáng)方向向右；當(dāng)放入負(fù)電荷時(shí)，該點(diǎn)場強(qiáng)方向向左 B．只有在該點(diǎn)放入電荷時(shí)，該點(diǎn)才有場強(qiáng) C．該點(diǎn)場強(qiáng)方向一定向右 D．以上說法均不正確 4．由電場強(qiáng)度的定義式E=F/q可知，在電場中的同一點(diǎn)( ) A．電場強(qiáng)度E跟F成正比，跟q成反比 B．無論檢驗(yàn)電荷所帶的電荷量如何變化，F(xiàn)/q始終不變 C．電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)為零，則在該點(diǎn)的電荷受到的電場力一定為零 D．一個(gè)不帶電的小球在P點(diǎn)受到的電場力為零，則P點(diǎn)的場強(qiáng)一定為零 5．在點(diǎn)電荷Q形成的電場中，已測出A點(diǎn)場強(qiáng)為l00N/C，C點(diǎn)場強(qiáng)為36N/C，B點(diǎn)為A、C兩點(diǎn)連線的中點(diǎn)(如圖所示)．那么B點(diǎn)的場強(qiáng)為________N/C． 6．如圖所示，在真空中相距為l的A、B兩點(diǎn)分別放置電荷量大小均為Q的正負(fù)點(diǎn)電荷，那么在離A、B兩點(diǎn)距離都等于l的點(diǎn)的電 場強(qiáng)度方向?yàn)開_________．該點(diǎn)的場強(qiáng)大小為__________． 7．如圖所示，在x軸坐標(biāo)為+1的點(diǎn)上固定一個(gè)電荷量為4Q的點(diǎn)電荷，坐標(biāo)原點(diǎn)O處固定一個(gè)電荷量為-Q的點(diǎn)電荷．那么在x坐標(biāo)軸上,電場強(qiáng)度方向?yàn)閤軸負(fù)方向的點(diǎn)所在區(qū)域應(yīng)是____________． 8．如圖，兩根長為l的絲線下端懸掛兩質(zhì)量為m，帶電荷量分別為+q和-q的小球A和B，處于場強(qiáng)為E、方向水平向左的勻強(qiáng)電場之中,使長度也為l的連線AB拉緊,并使小球處于靜止?fàn)顟B(tài)．求E的大小滿足什么條件才能實(shí)現(xiàn)上述平衡狀態(tài)? [參考答案] 1.D 2.B 3.C 4.BC 5.56.25 6．與AB連線平行,指向B的一側(cè)； 7．0下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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