染雾高中物理电场强度教案 篇一
电场强度是物理学中非常重要的概念，在高中物理课程中也是一个重点内容。本节课将围绕电场强度展开教学，通过理论讲解和实验操作，帮助学生深入理解电场强度的概念和计算方法。
一、知识梳理
1. 电场强度的定义：电场强度是描述电场力对单位正电荷的作用程度的物理量，通常用E表示，单位是N/C。
2. 电场强度的方向：电场强度的方向是正电荷受力方向的方向，负电荷受力方向的相反方向。
3. 电场强度的计算：电场强度的大小与电场力和测试点上的电荷量成正比，可以通过公式E=F/q计算。
二、教学重点
1. 电场强度的意义和定义；
2. 电场强度的方向和计算方法；
3. 电场强度与电场力的关系。
三、教学方法
1. 理论讲解：通过课堂讲解和示意图，介绍电场强度的概念和计算方法，引导学生理解电场强度的意义。
2. 实验操作：设计简单的电场强度实验，让学生通过实际操作测量电场强度，加深对概念的理解。
3. 讨论互动：组织学生讨论电场强度与电场力的关系，引导学生思考和提问，促进学生间的交流和互动。
四、教学步骤
1. 引入：通过介绍电场强度的概念和意义，引起学生对本节课的兴趣。
2. 理论讲解：详细讲解电场强度的定义、方向和计算方法，让学生掌握基本知识。
3. 实验操作：进行电场强度实验，让学生亲自操作测量，体验电场强度的实际效果。
4. 讨论总结：组织学生讨论电场强度与电场力的关系，总结本节课的重点内容。
通过本节课的教学，相信学生能够更好地理解电场强度的概念和计算方法，为以后学习电磁学等相关内容打下坚实基础。
高中物理电场强度教案 篇二
电场强度是高中物理中一个重要的概念，是理解电场力和电场能的基础。本节课将通过理论讲解、实验操作和小组讨论，帮助学生深入了解电场强度的概念和应用。
一、知识回顾
1. 电场强度的定义：电场强度是描述电场力对单位正电荷的作用程度的物理量，表示为E，单位是N/C。
2. 电场强度的方向：电场强度的方向是正电荷受力方向的方向，负电荷受力方向的相反方向。
3. 电场强度的计算：电场强度与电场力和测试点上的电荷量成正比，可以通过E=F/q计算。
二、教学重点
1. 电场强度的概念和意义；
2. 电场强度的方向和计算方法；
3. 电场强度与电场力的关系。
三、教学方法
1. 理论讲解：通过课堂讲解和示意图，介绍电场强度的定义和计算方法，引导学生深入理解概念。
2. 实验操作：设计简单的电场强度实验，让学生亲自操作测量，加深对电场强度的认识。
3. 小组讨论：组织学生分组讨论电场强度与电场力的关系，促进学生间的交流和合作。
四、教学步骤
1. 引入：通过问题引入，让学生思考电场强度的概念和应用。
2. 理论讲解：详细介绍电场强度的定义、方向和计算方法，让学生建立概念框架。
3. 实验操作：进行电场强度实验，让学生亲自操作测量，体验电场强度的实际效果。
4. 小组讨论：组织学生分组讨论电场强度与电场力的关系，总结本节课的重点内容。
通过本节课的教学，相信学生能够更深入地理解电场强度的概念和应用，为以后学习物理和相关学科奠定坚实基础。
高中物理电场强度教案 篇三
一、教学目标
1. 了解电场的概念
2. 理解电场强度的概念
3. 掌握电场强度的计算方法
二、重点、难点分析
1. 重点是使学生理解电场强度的概念及掌握电场强度的计算方法。
2. 电场强度是描述电场性质的物理量之一，这是难点。初学者容易把电场强度跟电场力混同起来。
三、主要教学过程
1. 复习库仑定律
在真空中两点电荷的作用力跟它们的电量乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，这就是库仑定律。
2.新课引入
任何力的作用都离不开物质，脚踢球，脚对球的力直接作用在球上;狗拉雪橇，狗对雪橇的拉力是通过绳子作用的;地球对地表附近物质的作用力是通过重力场——物质;两电荷间相互作用时不直接接触，它们之间的相互作用也是通过别的物质作用的，这就是电场。
3.教学过程设计
(1)电场
a.电荷周围存在一种特殊物质
提问：既然场是物质，为什么我们看不到呢?
答：物质形式 实体(由分子组成);看的见，摸的着。
场(形式)：看不见，摸不着，不以人的感官意识为转移的客观存在。
例如可见光波长由7000 ~4000 ，但还有很多波长的光线我们看不到，但不等于它们不存在。不能以人灯感官为标准判一存在与否。场客观存在的证明是它有力、能的特性。例如重力场对有质量的物体有力的作用，用可对物体做功，说明其能量。电场对放入其 的电荷Q也有力的作用，可对Q做功，说明其有能量。
b.电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用，此力称电场力。
c.静电场：静止电荷的电场。
场有能和力的特性，我们先看电场中力的性质，它是本章的重要内容，先以点电荷为例。
如图1所示，在+Q电场中A点分别放入电荷q1、q2、q3则它们分别受电场力为：
A:F1= F2= ;F3=
看看上式，我们可发现场电荷Q对不同的检验电荷q有不同的电场力，但只要A点位置不变，F与q的比值就不变。
若换到B点，则
从上面分析看出：Q固定则电场的空间分布固定，对于场中某点固定， 值仅与Q、r有关，与检验电荷无关，它反映的是电场的性质，反映的是电场的强弱，称场强。
(2)电场强度
a.定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫该点的电场强度，简称场强。
b.定义式：
E=
F——电场力 国际单位：牛(N)
q——电量 国际单位：库(C)
E——电场强度 国际单位：牛/库(N/C)
c.物理意义：
电场中某点的电场强度数值上等于单位正电荷在那里所受的电场力。
d.电场强度是矢量，规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向。电场中同一点，+q、-q受力方向不同，场强只能有一个方向，规定以+q的受力方向为正。
例 在图2中标出A、B、C、D四点的电场强度的方向。
正点电荷电场中某点电场强度方向沿连线背离+Q，负点电荷电场中某点电场强度方向沿连线指向-Q。
e.单位：牛/库 N/C
E= 借助于点电荷场强推出，可适用于任意电场。
(3)一个点电荷电场的场强
a. 真空中：E= (与检验电荷q无关，仅与场电荷Q及r有关)
b. 方向：正电荷在该点受电场力方向(以后还会遇到各点场强大小，方向均相同的匀强电场)
(4)两个点电荷产生的电场的叠加原理
如图3所法，在正点电荷Q1与负点电荷Q2产生的电场中有一点A，求A点的电场强度EA，由电场强度定义可知，EA在数值上为+1C点电荷在A点所受的电场力。今在A点放
q=1+C，q将同时受到Q1和Q2的作用，每个作用力都能单独用库仑定律求出，就像另一个电荷不存在一样，而q受的合力为各分力的矢量和，又因为q是1C正电荷，所以它受的电场力在数值上等于场强，也就是说A点的合场强为Q1与Q2单独在A眯产生的场强的矢量和，这就是电场强度的叠加原理。
用电场强度的叠加原理可以求和任意多个点电荷产生的电场强度，任何一个带电体不管其电荷分布多么复杂，都可以视为由许多点电荷组成，因而可以用场强叠加原理求出它的场强。可以看出，真空中任意多个点电荷产生的电场强度，仅由场是荷、电场中的位置两个因素决定，而与检验电荷无关。
(5)比较：E= 和E=
a. E= 是场强的定义式，适用于任何电场。
b. E= 是点电荷电场中场强的计算式。
(6)电场强度小结
a. 电场中某点场强大小和方向，均与该点放不放检验电荷、放那种电荷、放多大检验电荷无关，是电场自身的性质，与外界因素无关。对确定的电场来说，在某点放单位正电荷时，它受电场力的大小和方向是确定的。
定义式：E= 数值上等于+1C的电荷受到的电场力，对所有电场都成产。
b.场强 方向：正电荷
单位：牛/库(N/C)
决定因素：场电荷、场中位置
叠加原理
(7)例题
例1.场电荷Q=2×10-4C，是正点电荷：检验电荷q=2×10-5，是负电荷，它们相距r=2m而静止且都在真空中，如图4所示。求：
(1) q受的电场力。
(2) q所在的B点的场强EB.
(3) 只将q换为 =4 ×10-5C的正点电荷，再求 受力及B点的场强。
(4) 将受力电荷拿去后再求B点场强。
解：(1)库仑定律：F= = =9N 方向在A与B的连线上，且指向A。
(2)由电场强度的定义：E= 所以E= =4.5×105N/C 方向由A指向B。
(3)由库仑定律： = =18N 方向由A指向B。
E= 方向由A指向B。
(4)因E与q无关，自然q=0也不会影响E的大小与方向，所以拿走q后场强不变。
例2 如图5(a)所示，点电荷q与9q静止于真空中，相距r，它们均为正电荷，求：
(1) 连线中点A的场强EA;
(2) 求场强为0的点位置。
解(1)在A点放 =1C，它受力情况如图5(c)所示，F为q对 的作用力，9F为9q对 的作用力，而合力为8F方向指向q，所以
EA=8
方向：向左指向q。
(2)先分析E=0的点可能的位置范围，因在该点放+1C时，它受力为零，所以q与9q的连线上，当+1C作用力一定等大反向，因而两力共线，由此可以断定E=0的点在q与9q的连线上，当+1C放于q以左及9q以右的连线上时，它受的两个力都同向，因而不可能抵消，所以E=0的点一定在两点电荷中间的连线上。
令E=0 的点O距q为x,如图(b)所示，+1C电荷在O点受力为零，所以有
答：(1)EA= 方向指向q。
(2)E=0的点在q与9q之间，距q为r/4.
四、说明
1. 对于电场强度概念的理解注意：
(1)定义电场强度 大小：E=
方向：与正电荷在该点受电场力方向相同
无论放正、负检验电荷，E的方向定义为+q受力方向，类似于电流方向定义为正电荷移动方向，无论是谁移动形成电流。
(2)电场强度为自身性质，与检验电荷无关。
2. 我们研究的电荷均处于真空中，如处于空气中可近似认为是在真空中。
高中物理电场强度教案 篇四
一、教学目标
1.知识目标:
(1)通过本节课的复习,进一步加深对电场概念的理解,使学生明确场的特点,描写场的方法,并能在头脑中建立起场的模型和图象。
(2)加深理解场电荷、检验电荷的概念,深刻理解和掌握电场强度的概念。
(3)能够运用点电荷的电场强度公式进行简单运算。
(4)进一步理解和掌握电场的叠加原理,会计算简单的点电荷组产生的电场。
2.能力目标:
能够运用所学概念、公式进行简单运算,形成一定的解题能力。
二、教学重点、难点
1.进一步深刻理解电场和电场强度的概念是本节课的重点。
2.熟练应用电场强度的概念、场的叠加原理解决有关问题是本节的难点。
三、教学方法:
讲练结合,启发式教学
四、教 具:
幻灯片,上节课所用的课件
五、教学过程:
(一)复习提问
1.什么是电场?电场最基本的特性是什么?
2.用什么物理量来描述电场的强弱?是怎样定义的?是矢量还是标量?
3.电场强度的方向是怎样规定的?计算公式你知道有几个?应用时需要注意什么?
4.什么是电场的叠加原理?
引导学生回答:
1.电场的概念:
(1)电场是存在于电荷周围空间里的一种特殊物质。
只要有电荷存在,电荷周围就存在着电场。
(2)电场的基本性质:电场对放在其中的电荷有力的作用。
(这种力叫电场力)
2.电场强度:
(1)用电场强度来描述。定义:物理学中把放入电场中某一点的检验电荷受到的电场力与它的电量的比值叫做这一点的电场强度。简称场强。
(2)定义式:
(适用于任何电场)
(3)E的方向:
E和力F一样,也是矢量。我们规定电场中某点的场强方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同,那么负电荷所受电场力的方向与电场强度方向相反。
(4)E的单位:在国际单位制中E的单位: 牛/库(N/C)
(5)E的物理意义:
①描述某点电场的强弱和方向,是描述电场力的性质的物理量,是矢量。
②某点的场强E的大小和方向取决于电场,与检验电荷的正负、电量及受到的电场力F无关。
③ 只能用来量度电场强弱,而不能决定电场强弱。
④ 为定义式,适用于一切电场
3.点电荷电场的场强:
a、表达式: (此式为决定式,只适用于真空中点电荷的电场)
b、方向:若Q为正电荷,E的方向背离Q,若Q为负电荷,E的方向指向Q。
c、几个点电荷同时存在的空间的电场叠加(场的叠加原理)
如果一个电场由n个点电荷共同激发时,那么电场中任一点的总场强将等于n个点电荷在该点各自产生场强的矢量和。
(应用平行四边形法则)
4、电场力F:
(1)概念:电场力是电荷在电场中受到电场的作用力。
(2)关系:电荷在电场中某点所受到的电场力F由电荷所带电量q与电场在该点的电场强度E两因素决定。即:
①大小:F=qE(电场力的决定式,F和q、E都有关)
②方向:正电荷受电场力方向与E相同,负电荷受电场力方向与E相反。
5、电场强度E和电场力F是两个不同概念
注意点:
1、对象不同
2、决定因素不同
3、方向不一定相同
4、单位不同
(二)进行新课
1.作业讲评
根据上节课学生作业中出现的问题进行适当评析。
2.例题精讲
【例1】带电小球A、C相距30cm,均带正电.当一个带有负电的小球B放在A、C间连线的直线上,且B、C相距20cm时,可使C恰受电场力平衡.A、B、C均可看成点电荷.
①A、B所带电量应满足什么关系?
②如果要求A、B、C三球所受电场力同时平衡,它们的电量应满足什么关系?
学生读题、思考,找学生说出解决方法.
通过对此题的分析和求解,可以加深对场强概念和场强叠加的理解.学生一般从受力平衡的角度进行分析,利用库仑定律求解.在学生解题的基础上做以下分析.
分析与解:
①C处于平衡状态,实际上是要求C处在A、B形成的电场中的电场强度为零的地方.
既然C所在处的合场强为零,那么,C所带电量的正或负、电量的多或少均对其平衡无影响.
②再以A或B带电小球为研究对象,利用上面的方法分析和解决.
答案:①qA∶qB=9∶4,②qA∶qB∶qC=9∶4∶36.
【例2】如图所示,半经为r的硬橡胶圆环上带有均匀分布的正电荷,其单位长度上的带电量为q,现截去环上一小段AB,AB长为 ( << ),则剩余部分在圆环中心处O点产生的场强多大?方向如何?
学生思考、讨论,可以请学生谈他们的认识与理解.
通过本题的求解,使学生加强对电场场强叠加的应用能力和加深对叠加的理解.
分析与解:
解法之一,利用圆环的对称性,可以得出这样的结果,即圆环上的任意一小段在圆心处所产生的电场场强,都与相对应的一小段产生的场强大小相等,方向相反,相互叠加后为零.由于AB段被截掉,所以,本来与AB相对称的那一小段所产生的场强就成为了整个圆环产生的电场的合场强。因题目中有条件 << ,所以这一小段可以当成点电荷,利用点电荷的场强公式可求出答案.
解法之二,将AB段看成是一小段带正电和一小段带负电的圆环叠放,这样仍与题目的条件相符.而带正电的小段将圆环补齐,整个带电圆环在圆心处产生的电场的场强为零;带负电的一小段在圆心处产生的场强可利用点电荷的场强公式求出,这就是题目所要求的答案.
答案: ,方向指向AB
练习:如图所示,等边三角形ABC的边长为a,在它的顶点B、C上各有电量为Q(>0)的点电荷.试求三角形中心处场强E的大小和方向.
学生自己练习求解,以巩固概念.
通过此题的求解,进一步巩固对场强矢量性的认识和场强叠加理解.
3.课堂练习
(1)下列说法中正确的是
A.只要有电荷存在,电荷周围就一定存在着电场。
B.电场是一种物质,它与其他物质一样,是不依赖于我们的感觉而客观存在的。
C.电荷间的相互作用是通过电场而产生的。
D.电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用。
(2)下列说法中正确的是
A.电场强度反映了电场的力的性质,因此场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比。
B.场中某点的场强等于 ,但与检验电荷的受力及带电量无关。
C.场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向。
D.公式 和 对于任何静电场都是适用的
(3)下列说法中正确的是
A.场强的定义式 中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是放入电场中的电荷的电量。
B.场强的定义式 中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是产生电场的电荷的电量。
C.在库仑定律的表达式 中, 是点电荷Q2产生的电场在Q1处的场强的大小。
D.无论定义式 中的q值如何变化,在电场中的同一点,F与q的比值始终不变。
(4)讨论电场力与电场强度的区别。
物理量
比较内容 电场力 电场强度
别 物理意义 电荷在电场中所受的力 反映电场的力的属性
决定因素 由电荷和电场共同决定 仅由电场自身决定
大小 F=qE E=F/q
方向 正电荷受力与E同向
负电荷受力与E同向 规定E的方向为正电荷在该点的受力方向
单位 N N/C或V/m
联系 F=qE(普遍适用)
(三)小结与反馈练习:
(1) 不能说成E正比于F,或E正比于1/q。
(2)检验电荷q在周围是否产生电场?该电场对电源电荷Q有无作用?若有,作用力大小为多大?该点的场强又为多大?
(3)在求电场强度时,不但要计算E的大小,还需强调E的方向。
(四)作业布置:
1.为了确定电场中P点的电场强度大小,用细丝线悬挂一个带负电荷的小球去探测。当球在P点静止后,测出悬线与竖直方向夹角为37°。已知P点场强方向在水平方向上,小球重力为4.0×10-3N。所带电量为0.01C,取Sin37°=0.6,则P点的电场强度大小是多少?
2.真空中,A、B两点上分别放置异种点电荷Q1、Q2,已知两点电荷间引力为1N,Q1=1×10-5C,Q2=-1×10-6C。移开Q1,则Q2在A处产生的场强大小是___________N/C,方向是___________;若移开Q2,则Q1在B处产生的场强大小是____________N/C,方向是___________
3.在x轴上有两个点电荷,一个带正电Q1,一个带负电-Q2,且Q1=2Q2.用E1和E2分别表示两个电荷所产生的场强的大小,则在X轴上 [ ]
A.E1=E2之点只有一处,该处合场强为0
B.E1=E2之点共有两处:一处合场强为0,另一处合场强为2E2
C.E1=E2之点共有三处:其中两处合场强为0,另一处合场强为2E2
D.E1=E2之点共有三处:其中一处合场强为0,另两处合场强为2E2
说明:学习本节课需要注意的问题
1.场强是表示电场强弱的物理量,因而在引入电场强度的概念时,应该使学生了解什么是电场的强弱,同一个电荷在电场中的不同点受到的电场力的大小是不同的,所受电场力大的点,电场强。
2.应当使学生理解为什么可以用比值F/q来表示电场强度,知道这个比值与电荷q无关,是反映电场性质的物理量。
比值定义一个新的物理量是物理学中常用的方法,应结合学生前面学过的类似的定义方法,让学生领会电场强度的定义
高中物理电场强度教案 篇五
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