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電場強度教案
課題案例 高二物理選修3－1 §1-3 電場強度教案
備課、說課、上課、評課課題組（2012.08.27）
教學(xué)目標(biāo)分析
（一）知識與技能
1、知道電場 是電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)，知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的。
2、了解試探電荷的作用，理解對試探電荷量和試探電荷的尺寸的要求。
3、理解電場強度，知道它的單位和定義式及方向的規(guī)定。
4、了解點電荷周圍的電場分布和電場的疊加，會用點電荷的場強公式和電場疊加進行有關(guān)計算。
5、會用電場線形象的描述電場。
（二）過程與方法
1、通過類比的方法培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的能力及知識的遷
移能力。
2、通過猜想環(huán)節(jié)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)論證能力和推理能力。
3、通過電場強度定義式的得出，讓學(xué)生體會到用比值法定義物理量的方法和重要性。
（ 三）情感態(tài)度和價值觀
通過電場這種抽象物質(zhì)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生探究的精神以及對于自然、生活中物理現(xiàn)象的好奇性。
教學(xué)過程
一、新課引入
教師：兩個點電荷相互作用有什么規(guī)律呢？表達(dá)式怎么寫？
請一位同學(xué)到黑板上寫規(guī)律表達(dá)式寫表達(dá)式，其它同學(xué)在自己的草稿紙上寫。
學(xué)生活動，教師作簡單總結(jié)。
教師活動：學(xué)生到學(xué)生中間，觀察學(xué)生的
預(yù)設(shè)學(xué)生行為：提問內(nèi)容為上節(jié)課才學(xué)的知識，80%多的學(xué)生能很快得
出正確的結(jié)論。
設(shè)計意圖：1、對上節(jié)課的核心內(nèi)容作回顧；2、引入簡潔，一方面使學(xué)
生順理成章進入新內(nèi)容學(xué)習(xí)，另一方面為學(xué)習(xí)新內(nèi)容盡量空出更多的時間。
共 8 頁
二、電場
1、教師：（1）叫兩個同學(xué)給全班同學(xué)演示彈力的實例，器材就地取。 問：一個物體對另一個物體有彈力作用時，這兩個物體接觸嗎？ 集體回答：接觸
（2）教師演示電荷周圍存在電場的實驗（這個實驗演示的辦法很多的） 問：帶電電荷對另一物體的力的作用，這兩個物體接觸了么？
集體回答：沒有接觸
預(yù)設(shè)學(xué)生行為：90%以上的學(xué)生能回答。
設(shè)計意圖：接觸力與非接觸形成對比，為學(xué)習(xí)特殊物質(zhì)電場作準(zhǔn)備。電場非常抽象，電場的學(xué)習(xí)必須先給學(xué)生構(gòu)建情景。
2、教師講解
電荷的周圍存在電場，電場的基本特性就是對放入電場中的電荷有力的作用。（并再次演示），電場也是一種物質(zhì)。
3、教師講解：既然場是物質(zhì)，為什么我們看不到呢？ 實體（由分子組成）；看的見，摸的著。 物質(zhì)可分兩類
場（形式）：看不見，摸不著，不以人的感官意 識為轉(zhuǎn)移的客觀存在。
（抽象存在和形象存在）
設(shè)計意圖：學(xué)生有了情景，根據(jù)我們所教的學(xué)生實際情況，采用教師講授的辦法，得到的教學(xué)效果應(yīng)該是可以接受的。
教師：下面，我們共同來探討電場的性質(zhì)吧！
共 8 頁
三、電場強度
教師：在教材中找到這幅圖，回答下面的問題：
1、電荷周圍存在什么物質(zhì)？（提問一位同學(xué)） 2、要測量講桌桌面的長和寬各是多少，需要什么工具？
3、那么我們?nèi)绾蝸硌芯侩妶鲞@種物質(zhì)呢？
教師啟發(fā)引導(dǎo)：電場的本領(lǐng)是對場中的其他電荷
具有作用力，這也是電場的最明顯、最基本的特征之一。因此在研究電場的性質(zhì)時，我們可以從靜電力入手。
對于像電場這樣，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：那么我們研究電場需要什么？（提問一個學(xué)生）
學(xué)生回答：在電場中放入電荷。
4、讓學(xué)生閱讀教材，討論
①試探電荷及對試探電荷有什么要求 ②什么場源電荷？。
5、教師：（1）請同學(xué)們仔細(xì)觀察這個圖，回答 下述現(xiàn)象說明了什么？。
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：（2）下面我們再通過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)有什么特點和規(guī)律，看你能否得出如何來描述電場的強弱。
表二：（P2位置）
表三：（P3位置）
共 8 頁
（學(xué)生思考并交流討論）
（1）不同的電荷在電場中同一點，所受靜電力的情況？能用試探電荷來描
述場源電荷產(chǎn)生的電場強弱么？
回答：不同的電荷，即使在電場中的同一點，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的強弱；
（2）電場中同一點，比值F/q有什么特點？（同一張表格）
回答：電場中同一點，比值F/q是恒定的，與試探電荷的電荷量無關(guān)；
（3）電場中不同的點，比值F/q有什么特點？（三張表格比較）
回答：在電場中不同位置比值F/q不同。
師生共同小結(jié)：比值由場源電荷Q的電場中的位置決定，與試探電荷q的
電荷量大小無關(guān)，它才是反映電場性質(zhì)的物理量。
教師：在物理學(xué)中我們定義放入電場中某點的電荷所受的靜電力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點的電場強度。 F （適用于任何電場） q電場強度定義式：E
物理意義：描述某點電場的強弱和方向，
單位： 牛/庫（N/C）
矢量性：與正電荷所受電場力的方向相同，與負(fù)電荷所受電場力的方向相反。
6、教師：知道某點電場強度，有何用途呢？比如F=E·q說明了什么？ 答：能算出放入電場中的電荷所受的電場力。
練習(xí)：
1、由電場強度的定義式為E＝F／q判斷下列說法對錯，并說明理由
A．該定義式只適用于點電荷產(chǎn)生的電場
B．F是檢驗電荷所受到的力，q是產(chǎn)生電 場的電荷電量
C．場強的方向與F的方向相同
D．由該定義式可知，電場中某點電荷所受的電場力大小與該點場
強的大小成正比
預(yù)設(shè)學(xué)生行為：①測量講桌桌面的長和寬的工具，學(xué)生是能回答的。
②與電場力有關(guān)的試探電荷和距離定性關(guān)系學(xué)生看圖，70%以上
學(xué)生會總結(jié)。
③定量關(guān)系的得出，學(xué)生填表后討論，時間可放長點，50%
以上應(yīng)該能得出。
設(shè)計意圖：①測量講桌桌面的長和寬的工具，主要是想說明電場的性質(zhì)只
與源電荷有關(guān)，而與試探電荷無關(guān)。
②與電場力有關(guān)的試探電荷和距離定性關(guān)系是是為定量研
究作準(zhǔn)備的，學(xué)生得不出來要耐心引導(dǎo)。
③定量關(guān)系的得出，學(xué)生自己分析，目的是想提高學(xué)
生的學(xué)習(xí)興趣。
④練習(xí)是為加強理解電場物理意義而設(shè)立的。
四、點電荷的電場 電場強度的疊加
1、教師：想一想，能否利用電場強度定義和庫侖定律，推導(dǎo)點電荷周圍電場
強度？叫一學(xué)生到黑板上推導(dǎo)，其它同學(xué)自己推導(dǎo)。
kQq 答：已知Q，引入q，在r距離，F(xiàn)庫=2，由E=F/q得 r
kQ 點電荷電場強度：Er=2，方向：正點電荷，背離電 荷，負(fù)點電荷指向r
電荷中心
教師根據(jù)學(xué)生的回答作點評。
訓(xùn)練：教材P14例題2
學(xué)生做后，先叫學(xué)生回答，教師點評。
預(yù)設(shè)學(xué)生行為：多數(shù)學(xué)生能根據(jù)電場強度定義和庫侖定律推導(dǎo)點電荷
周圍電場強度公式。
設(shè)計意圖：體現(xiàn)學(xué)生的主動性。
2、教師： 想一想，幾個電荷能否同時對電荷施加力？
學(xué)生想后回答：可以
讓學(xué)生思考：針對教材P8頁例題2回答
（1）教材中是怎么求q1,q2對q3的作用力的？
答：分別求出q1、q2對q3的作用力F1、F2，再求F1、F2的合力。
（2）能分別求出q1、q2在q3點處的電場強度E1、E2么？如果能，
把它們求出來。
（3）求E1、E2的合電場E？用F＝Eq求q3受到的力。
教生共同總結(jié)：某點的場強等于該點周圍各個電荷單獨存在時在該點
產(chǎn)生的場強的矢量和．
訓(xùn)練：《贏在課堂》P11頁2-1
學(xué)生做后，先叫學(xué)生回答，教師點評。
預(yù)設(shè)學(xué)生行為：在教師的引導(dǎo)下一步一步學(xué)習(xí)，學(xué)生能理解疊
加的實質(zhì)。
設(shè)計意圖：同一問題，另外理解，學(xué)生感興趣，有于助理解疊
加的本質(zhì)。
五、電場線
教師：下面同學(xué)們自學(xué)電場線部份內(nèi)容后討論填寫，再討論
1.電場線是在電場中畫出的一條條________________曲線。曲線上每一個點的__________表示該點的場強方向，電場線并不是電場中真實存在的曲線，它只是我們?yōu)榱诵蜗蟮孛枋鲭妶龆氲募傧蟮那�。
2. 電場線的特點：
（1）電場線從________或________出發(fā)終止于_______或________
（2）電場線在電場中______，在靜電場中電場線不中斷。不閉合。
（3）電場線的疏密表示電場的________
（4）電場線是空間分布的。
3. 勻強電場
（1）____________________________________________叫勻強電場。
（2）勻強電場的電場線是_______________________平行線
質(zhì)疑討論
1. 電場線為什么不會相交？
2. 電場線就是帶電粒子的運動軌跡嗎？
3．幾種典型電場的電場線分布
要求學(xué)生在學(xué)案上畫幾種典型電場的電場 線分布
練習(xí)：
教材P15頁第5題。
學(xué)生做后，先叫學(xué)生回答，教
師點評。
預(yù)設(shè)學(xué)生行為：學(xué)生能按教材
填空，幾種典型電場的電場
線分布學(xué)生畫起來費力，教師
要引導(dǎo)幫助。
設(shè)計意圖：教師少講，學(xué)生多做。
本節(jié)課小結(jié)：學(xué)生分組自由討論，叫代表上黑板展示。
本節(jié)課板書：
1．電場的性質(zhì)：電荷在其周圍空間產(chǎn)生電場，電場對處在場中的其他電荷有力的作用。
2．“場”的特點：在空間有分布，同一電場中的不同點，電場強度的大小和方向不同。
3．電場強度
4．點電荷的場強公式
5．疊加原理
6、電場線
本節(jié)課效果檢查：(1)布置的作業(yè)完成情況。
(2)學(xué)案的填寫情況和作業(yè)完成情況。
教學(xué)反思：從備課資源分析到到說課，給物理信息研究組了一個范例，全組教師為備得更好，說得更好展開討論，大家都得到了提高。講課、聽課的重點由教師變?yōu)閷W(xué)生，特別是聽課，以住我們多數(shù)是聽教師怎么講的，現(xiàn)在我們重點是看教師怎么組織，學(xué)生怎么學(xué)習(xí)，學(xué)生的反映是什么，學(xué)生容易犯的錯誤是什么？案例報告敘述了課堂中的真人真事，真正體現(xiàn)了教學(xué)實踐的原創(chuàng)研究。報告展示了豐富而簡約的教育情景，表達(dá)了教師深切強烈的感受和體驗，報告運用了教師熟悉的思維和表達(dá)方式，體現(xiàn)出我們課題組案例研究達(dá)到較高水平和優(yōu)勢。
案例的研究過程中課題組成員有的聽課不足，對課堂的實錄不夠，單依靠自己講課的經(jīng)驗來體會教學(xué)觀的改變，這難免會理論大于實踐，總結(jié)出的東西是不可靠的和危險的。課題組成員的合作也還可以加強，希望在下個案例有所改善。
課題組成員要高度統(tǒng)一思想，對每個案例，課題組成員要積極配合，努力合作處理好案例的每一個細(xì)節(jié)。對案例的每個細(xì)節(jié)，在統(tǒng)一合作的基礎(chǔ)上，負(fù)責(zé)人要定出明確的分工，了解講課中具體的實施對教學(xué)效果的影響，從而寫出高質(zhì)量、結(jié)合二中學(xué)生實際的案例研究報告。案例的聽課，具體而靈活，要根據(jù)自己的情況作課題組成員都通得過的平衡處理。
高二物理電場強度教學(xué)案例
譚老師教育工作室系列資料
電場強度教學(xué)案例
★教學(xué)目的：
1、知道電荷相互作用是通過電場發(fā)生的；
2、理解電場強度和電場線的概念。
3、用電場強度概念求點電荷產(chǎn)生電場的電場強度；
4、知道幾種典型電場的電場線分布。
5、以電場線描述電場為例，滲透用場線描述矢量場的方法。
★過程與方法：
通過分析在電場中的不同點，電場力F與電荷電量q的比例關(guān)系，使學(xué)生理解比值F/q反映的是電場的強弱，即電場強度的概念；知道電場疊加的一般方法。
★情感態(tài)度與價值觀：
培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會分析和處理電場問題的一般方法。
★重點：電場強度的概念及其定義式
★難點：對電場概念的理解、應(yīng)用電場的疊加原理進行簡單的計算
★能力目標(biāo)：
1、能運用已學(xué)過的知識來幫助理解，理解電荷作用靠電場傳遞。
2、通過實驗及對實驗結(jié)果的觀察、分析，得出對有關(guān)現(xiàn)象的本質(zhì)認(rèn)識
★教學(xué)方法：
1、復(fù)習(xí)導(dǎo)入新課，提出新課題；
2、設(shè)問激疑，通過引導(dǎo)，充分調(diào)動學(xué)生積極思考，體現(xiàn)學(xué)生主體地位；
3、類比釋疑，由已知的相類似知識，通過類比、分析，使得抽象概念能夠較順利地建立；
4、實驗分析，定性與定量相互結(jié)合，使具體現(xiàn)象直觀表達(dá)抽象概念，并充分運用多媒體輔助，動畫模擬擴大實驗成效。
★教具：
幻燈片，計算機，銅絲，塑料筆。
★【教學(xué)過程】
一、復(fù)習(xí)提問：
師：上一節(jié)，我們認(rèn)識了電現(xiàn)象中的電荷，包括點電荷，元電荷及電荷之間存在的相互作用。什么是點電荷？電荷相互作用有什么規(guī)律？哪位同學(xué)來幫我們回顧一下？
電荷之間有相互作用，我們把這個作用的電力叫庫侖力或靜電力。電荷之間的作用力是怎樣發(fā)生的呢？今天我們就來研究這個問題。
二、新課學(xué)習(xí)：
踢足球時，腳要直接接觸球（看圖片），
實驗演示：兩個帶電小球靠近，生答：帶電小球受到原電荷的作用力。
電荷間的作用沒有“接觸”，難道電荷作用是“超距作用”？
生答：不接觸
類比重力的產(chǎn)生，可總結(jié)出是場的作用，叫做電場。
1、電場：.
(1)任何帶電體周圍產(chǎn)生的一種特殊物質(zhì)。電場看不見，又摸不著，怎樣去認(rèn)識它、研究它？ 動手實驗：利用手中的塑料筆使其摩擦帶電，并讓其靠近懸掛的銅絲。
現(xiàn)象：塑料筆吸引銅絲，銅絲偏角可達(dá)到60度。
譚老師教育工作室系列資料
（2）基本性質(zhì)：電場能對處在其中的電荷有力的作用，
提示學(xué)生：電場分布強弱不同。進一步研究電場分布。
引入形成電場的場源電荷Q，又引入一個試探電荷q，q必須很小，可看成點電荷。而且q電量也少，不影響源電荷Q的電場。
大家觀看演示，同一電荷q在源電荷Q附近，不同位置處，靜止時受力有何特點？受力大小不等，那說明了什么？
電場不同位置，會有強弱不同。這使我們想到，如何表示一個電場不同位置的強弱呢？用什么表達(dá)更確切？剛才，試探電荷q在不同位置受力不同，那么是否電場力就可用來表示電場的強弱呢？為什么不能用電場力表示電場強弱？演示電場中同一點，放不同的試探電荷，
結(jié)果：同一位置不同電荷受力卻不等。顯然不能用試探電荷受的力的大小表示電場。是什么使其受力不等呢？顯然，不是電場本身變化了，而是不影響電場的試探電荷。比值Fq在電場中同一點是不變的。比值Fq反映了什么呢？是電場的強弱分布。
2．電場強度：
（1）試探電荷：
（2）定義：物理學(xué)中把放入電場中某一點的檢驗電荷受到的電場力與它的電量的比值叫做這一點的電場強度。簡稱場強。 ①定義式：EF
q （適用于任何電場）
②比值定義法：ρ=m/v v=s/t
提示分析ρ與m，v的關(guān)系，總結(jié)出:電場中某一點的場強與場源電荷的帶電量有關(guān)， 與場中的位置有關(guān)，而與檢驗電荷無關(guān)。
③物理意義：描述某點電場的強弱和方向，
④單位： 牛/庫（N/C）
⑤矢量性：我們規(guī)定電場中某點的場強方向與正電荷在該點所受電場力的方向相同，那么負(fù)電荷所受電場力的方向與電場強度方向相反。(做圖演示)
知道某點電場強度，有何用途呢？比如F=E·q說明了什么？已知E，馬上可確定點電荷受力了。 下面我們一起來試試，利用電場強度定義及庫侖定律，設(shè)法推導(dǎo)點電荷產(chǎn)生的電場中某點電場強度。
（3）真空中點電荷的電場強度：
（設(shè)場源電荷+Q，試探q，在r處，由庫侖定律F=kQqr2 ∵E=Fq ）
①表達(dá)式：E=kQr2
畫圖，該A處，正試探電荷q受力背離連線向外，（再舉例-q的試探電荷）總結(jié)得出：
②方向：正點電荷在各點處電場強度方向都是背離場源電荷向外。么所有物體都是很緊密的物質(zhì)，但事實不是這樣） （負(fù)電荷給學(xué)生討論總結(jié)出來。）
③ 大小與Q和r有關(guān)。
說明：公式E=kQ/r2中的Q是場源電荷的電量，r是場中某點到場源電荷的距離．從而使學(xué)生理解：空間某點的場強是由產(chǎn)生電場的場源電荷和該點距場源電荷的距離決定的，與檢驗電荷無關(guān)．
提出問題：如果空間中有幾個點電荷同時存在，此時各點的場強是怎樣的呢？帶領(lǐng)學(xué)生由檢驗電荷所受電場力具有的疊加性，分析出電場的疊加原理．
（4）電場強度的疊加原理：某點的場強等于該點周圍各個電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生的場強的矢量和． 先分析方法（P13-14）后舉例：先在同一直線再不在同一直線。
例如：課本圖1.3-3中P點的場強，等于＋Q1在該點產(chǎn)生的場強E1和Q2在該點產(chǎn)生的場強E2的矢量和．從而使學(xué)生進一步理解到，任何帶電體都可以看做是有許多點電荷組成的．利用點電荷場強的計算公式及疊加原理就可以計算出其周圍各點場強．
當(dāng)堂練習(xí)：
1．下列說法中正確的是：[ABC ]
A．只要有電荷存在，電荷周圍就一定存在著電場
B．電場是一種物質(zhì)，它與其他物質(zhì)一樣，是不依賴我們的感覺而客觀存在的東西
C．電荷間的相互作用是通過電場而產(chǎn)生的，電場最基本的性質(zhì)是對處在它里面的電荷有力的作用
2．下列說法中正確的是：[BC ]
A．電場強度反映了電場的力的性質(zhì)，因此場中某點的場強與檢驗電荷在該點所受的電場力成正比
B．電場中某點的場強等于F/q，但與檢驗電荷的受力大小及帶電量無關(guān)
C．電場中某點的場強方向即檢驗電荷在該點的受力方向
D．公式E=F/q和E=kQ/r2對于任何靜電場都是適用的
3．下列說法中正確的是：[ACD ]
A．場強的定義式E=F/q中，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力，q是放入電場中的電荷的電量
B．場強的定義式E=F/q中，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場的電荷的電量
C．在庫侖定律的表達(dá)式F=kqq/r2中kq/r2是電荷q2產(chǎn)生的電場在點電荷q1處的場強大小，此場對122
q1作用的電場力F=q×kq/r2，同樣kq/r2是電荷q1產(chǎn)生的電場在點電荷q2處的場強的大小，此場對q2121
作用的電場力F=q×kq/r2 21
D．無論定義式E=F/q中的q值(不為零)如何變化，在電場中的同一點，F(xiàn)與q的比值始終不變
3.電場線
電場線在每一點的切線方向表示該點的場強方向，電場線的疏密表示場強的大小。
（用計算機展示幾種典型電場線的分布圖，并介紹它們的特點）
問：根據(jù)我們所看到的幾種電場線，誰能歸納一下電場線的方向有什么特點？
教師歸納：電場線總是從正電荷出發(fā)，終止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)，如果只有負(fù)電荷，則電場線來自無窮遠(yuǎn)，終止于負(fù)電荷。
問：任意兩條電場線都不會相交，這是為什么？
教師歸納：如果相交，則交點就會有兩個切線方向，而同一點場強的大小和方向是唯一的。
實驗?zāi)M以上幾種典型的電場線。
歸納：大家要特別注意一個問題：我們雖然可以用實驗?zāi)M電場線的分布，但是，電場線并不是電場中真實存在的曲線，它只是我們?yōu)榱诵蜗蟮孛枋鲭妶龆氲摹４蠹抑�，法拉第首先提出了電場，并用電場線形象地描述電場的分布，這在物理學(xué)中是非常重要的。雖然法拉第當(dāng)時認(rèn)為電場線是真實的曲線，這是不對的，但是，法拉第的場線思想?yún)s是非常寶貴的。用場線來形象地描繪矢量場的分布這種方法一直被普遍地采用著。
4勻強電場
如果電場中各點電場強度的大小相等、方向相同，這個電場就叫勻強電場。見課本圖。
課堂小結(jié)：
1．電場的性質(zhì)：電荷在其周圍空間產(chǎn)生電場，電場對處在場中的其他電荷有力的作用。
2．“場”的特點：在空間有分布，同一電場中的不同點，電場強度的大小和方向不同。
3．電場強度的定義
4．點電荷的場強公式
5．疊加原理
【作業(yè)布置】P16 1.2.6.7
電場強度教學(xué)設(shè)計
1、 試以“電場強度”為例，分析它的建立過程、教學(xué)要求，并設(shè)計其教學(xué)活動過程。
建立過程：
1．對電場強弱和方向的認(rèn)識。
研究驗證庫侖定律的實驗，明確幾個問題。
① B在A的電場中
② B在不同位置受力不同，說明電場的性質(zhì)與位置有關(guān)；場源電荷不同B的受力不同，說明電場的性質(zhì)與場源電荷有關(guān)。所以我們說電場的性質(zhì)只與電場本身有關(guān)。
③ 確定場源電荷和場中的位置，選擇不同的試探電荷發(fā)現(xiàn)其受到的電場力不同，要找到一個物理量描述電場的性質(zhì)，此物理量只與電場本身有關(guān)，與試探電荷無關(guān)，所以直接用電場力描述電場的力的性質(zhì)不合適。
2．尋找描述電場的力的性質(zhì)的物理量。
在研究電荷在確定的電場、確定的點受力時，一個試探電荷受力為F，如果有一個同樣的試探電荷在相同的點，其受力必然也為F，把這兩個試探電荷放在一起時，電荷量變?yōu)橐粋�的兩倍，它們的受力可能是2F，依次類推……從比值定義物理量在初中就已經(jīng)學(xué)習(xí)過，密度就是利用比值來定義的。我們看到電荷的受力與電荷量的比值是一個與電荷量無關(guān)的量，所以我們用這個比值來描述電場的力的性質(zhì)，引入電場強度的概念。
3．電場強度的方向。
在電場中的同一點，放上不同的試探電荷，其受力方向可能不同，而同一電荷在電場的不同位置其受力方向可能也不同，所以要想完整的描述電場的力的性質(zhì)，電場強度必須是矢量。我們規(guī)定正電荷的受力方向為電場強度的方向。
教學(xué)要求：
①理解電場強度的概念及其矢量性，會根據(jù)電場強度的定義式進行有關(guān)的計算； ②掌握點電荷電場強度的公式；
③掌握電場強度矢量性及疊加原理。
教學(xué)活動：
1.創(chuàng)設(shè)情境,提出探究課題
師：電場是物質(zhì)存在的一種特殊形態(tài),它看不見、摸不著,但客觀存在,而且有能量。那么,我們?nèi)绾握J(rèn)識它的特性,摸清它的“脾氣”?我們只有根據(jù)它表現(xiàn)出來的性質(zhì)去了解它。 師：電場最基本的性質(zhì)是什么?這對我們研究問題有何啟發(fā)?
生：電場最基本的性質(zhì)是對放入其中的電荷有電場力的作用。所以,研究電場,我們可以在電場中放入電荷。
師：對!只有把電荷放入電場中,通過研究電荷的受力情況,才有可能探明電場的屬性。那么,對放入電場中的電荷有沒有要求?可不可以隨意找一個帶電體放入電場?
生：電荷的電荷量要充分小,不致影響原來要研究的電場；電荷的體積要充分小,以便于研究電場中各點的情況。
師：滿足這樣要求的電荷叫試探電荷。顯然,試探電荷是一種理想化模型,有了試探電荷,我們就可以研究電場的基本屬性。
師：電荷在電場中不同點受到的電場力大小一般不同,這說明什么問題?
生：這表示各點的電場強弱不同。
師：電場中各點的電場強弱與什么因素有關(guān)?如何描述電場的強弱?請同學(xué)們針對這個主題展開研究,得出結(jié)論。
2.猜想假設(shè),設(shè)計探究方案
師：同學(xué)們可以猜想一下,電場中各點的強弱可能會與哪些因素有關(guān)?你們打算設(shè)計怎樣
的方案去研究、解決這個問題?
生：各點的電場強弱可能與帶電體、各點位置、試探電荷有關(guān)。
(1)學(xué)生設(shè)計的實驗方案：用絲線將一個輕小物體懸掛在木架上,做成如圖1所示的簡單實驗裝置,讓它與帶正電的玻璃棒接觸帶上同種電荷,進行以下實驗：保持帶正電的玻璃棒與小物體的位置不變,通過控制絲綢與玻璃棒的摩擦,改變玻璃棒的帶電量,觀察懸線偏角的變化情況。設(shè)法保持玻璃棒的帶電量不變,改變小物體的帶電量,觀察懸線偏角的變化情況。改變木架位置,使小物體與帶電體的距離改變,觀察懸線偏角的變化情況。
(2)學(xué)生設(shè)計理論研究方案：在電荷Q產(chǎn)生的電場中：①將同一試探電荷q分別放在不同的位置A、B處(rA<rB)(圖2),研究其受力等問題。②在同一位置P放置電荷量不同的試探電荷(圖3),研究其受力等問題。③在不同位置A、B處(rA<rB)放置電荷量不同的試探電荷(圖4),研究其受力等問題。
3.收集證據(jù),論證探究假設(shè)
(1)學(xué)生通過定性實驗得到的初步結(jié)論：①僅改變玻璃棒的帶電量,小物體受到的電場力大小變化,說明電場的強弱受玻璃棒所帶電量的影響。②僅改變小物體的帶電量,小物體受到的電場力大小變化,說明電場的強弱可能與小物體的帶電量有關(guān)。③僅改變小物體的位置,小物體受到的電場力大小變化,說明電場的強弱與距離玻璃棒的遠(yuǎn)近有關(guān)。 師：上述定性實驗的結(jié)論是否都是正確的?還必須從理論的層面加以深入研究。
(2)學(xué)生通過理論研究得到的初步結(jié)論：
①對圖2情景,有
弱與距離場源電荷的遠(yuǎn)近有關(guān)。 ,因rA<rB,故FA>FB,說明某點電場的強
②對圖3情景,有， F3=kr2,由此看出,實驗初步結(jié)論②是有問題的,因為電場力大小變化的直接原因是試探電荷的電量變化,因此,不能說明某點電場的強弱與試探電荷的帶電量有關(guān)。
師：請大家仔細(xì)觀察、研究這三個式子,從中能找到什么規(guī)律? 生：,說明在電場中同一點,試探電荷受到的電場力與其電量的比值是一個定值,而且該定值與位置有關(guān),與場源電荷有關(guān),與試探電荷無關(guān)。
③對圖4情景,有,雖因rA<rB,但qA與qB的大小不知,故無法判斷FA與FB的大小,但,這說明在電場中的不同點放置大小不同的試探電荷,試探電荷受到的電場力大小關(guān)系是多樣的,但電場力與電量的比值即單位電荷受到的電場力不僅對同一點是個定值,而且相互之間可以比較。
4.得出結(jié)論,交流探究體會
師生共同總結(jié)：理論和實驗探究結(jié)果均表明,在電場中的同一點,試探電荷受到的電場力與其電荷量的比值是恒定的;在電場中的不同點,試探電荷受到的電場力與其電荷量的比值一般是不同的。這個比值由試探電荷在電場中的位置決定,跟試探電荷大小無關(guān),因而可以用這個比值來定義反映電場強弱性質(zhì)的物理量。
師：用比值定義一個物理量,用來表示研究對象的某種性質(zhì),這種方法我們不是第一次遇見。在2015年世界田徑錦標(biāo)賽上,劉翔13秒08奪得110米欄亞軍,而我們班一個男生只跑了10秒,你認(rèn)為該同學(xué)跑得比劉翔快嗎?
生：無法判斷,因為該同學(xué)運動的位移并不清楚,僅通過比較運動時間是無法比較物體運動快慢的,只有確定相同的位移,再來比時間,才能判斷運動的快慢。
師；這樣我們用單位時間內(nèi)物體的位移來描述物體運動的快慢,從而引出了速度這一反映物體運動快慢性質(zhì)的新的物理量。同樣,如果直接用電場力的大小表示電場的強弱是行不通的,因為比較的電荷量可能不同,為了能統(tǒng)一比較標(biāo)準(zhǔn),我們就用單位電荷量的電荷受到的電場力來描述電場的強弱,并且給這個比值一個新的名稱,即電場強度,簡稱場強。 師：在整個探究的過程中,同學(xué)們都能積極參與,認(rèn)真思考,勇于實踐,體現(xiàn)出追求科學(xué)真理的良好精神,反思全過程,大家覺得在設(shè)計的探究方案中或在研究的過程中,有哪些問題,有哪些不足?你有何改進意見?你有哪些收獲和體會?
生甲：定性實驗裝置太粗糙,很容易漏電,電荷量也不易控制,可以用驗電器代替玻璃棒。 生乙：我在上課前也做了預(yù)習(xí),對電場強度的概念不太理解,只是強行記憶。通過剛才的探究,我對這個概念是怎么得出的有了比較清楚的理解。
生丙：今天的實驗研究方法和運用數(shù)學(xué)工具研究的方法是課本上沒有的,我覺得學(xué)到了很多東西,特別是物理學(xué)的研究方法,對我啟發(fā)較大。
2、試分析“加速度”這一物理量的內(nèi)涵、外延，它的量度公式和決定條件，以及造成概念不清的原因。
內(nèi)涵：
物體速度的變化有快有慢，所以用加速度這一物理量來表征物體速度變化的快慢。在物理概念的建立過程中是用飛機和汽車的速度變化為例子來引入，讓學(xué)生分析速度大小和速度變化大小以及速度變化快慢之間的區(qū)別，從而引出表示速度變化快慢的物理量—加速度。加速度等于物體速度的變化與完成這一變化的時間的比值，即
外延：
主要應(yīng)用于經(jīng)典物理中。 度量公式：
決定條件：初速度、末速度、速度變化的時間
造成概念不清晰的原因：
1. 對加速度概念的建立，需要在前面每個環(huán)節(jié)都鏈接起來的情況下。
2. 概念的理解不僅僅要考慮到速度變化的大小、速度變化的方向，還要考慮到速度變化對
應(yīng)的時間。
3. 踏實一個建立在抽象概念之上的抽象概念。
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