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1、电场电场强度和电场线教学设计电场电场强度 教学目标 学问目标1、知道什么是电场；2、理解电场强度的概念，驾驭电场强度点的定义式、单位和电场强度方向的规定； 实力目标能够相识电场的物质性，理解物理学上利用比值来定义物理量的方法； 情感目标电场，虽然看不到、摸不到，但是它实际存在的，可以依据它表现出来的性质探讨、相识这是物理学中常用的探讨方法，学习它同时帮助建立科学的方法论 教学建议 重点难点分析 1、重点是使学生理解电场强度的概念及驾驭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，是本节难点初学者要留意不要将电场强度和电场力混淆 关于电场强度定义的教材分析 电场强度虽然由检验电荷所受
2、到的电场力与电荷量的比值来定义的物理量，但与检验电荷无关，场强与检验电荷所受到的电场力不存在正比关系，与检验电荷的电荷量之间不存在反比关系也就是说电场中某点的电场强度与放在该点的检验电荷大小、电荷的正负、以及该点是否存在检验电荷无关，电场强度与产生电场的源电荷有关，与这点在电场中的位置有关 关于讲解电场概念的教法建议 在讲解电场概念时，要留意强调电场的物质性，也就是说电荷之间的相互作用是通过电场这一媒介完成的，由于电场是看不见、摸不到的，但是却客观存在，讲解时可以对比重力场进行讲解，也可以联系现代科技，例如卫星信号的传送是通过电磁场这一媒介完成的。 关于电场强度讲解的教法建议 电场强度是电学学
3、问中最基本的概念之一它是描述电场的力的属性的物理量，电场强度的学习是本章学问的难点内容 电场强度是描述电场属性的重要物理量，是教学的重点，教材中以一个点电荷产生的电场来讲解探讨的，同一个检验电荷在电场中的不同位置受到的电场力的大小不同，而电场强度的表述是用检验电荷在电场不同位置所受到的电场力的大小与检验电荷的电荷量的比值来定义的也说明电场中不同位置上电场对电荷的作用不同在教学中可以说明：在电场中的同一点上，变更检验电荷的电量，检验电荷所受到的作用力的大小也成比例的改变，检验电荷所受到的电场力与电荷量的比值是一恒量由此引出电场强度的概念 留意电场强度与电场力的区分与联系 项目 电场强度E 电场力
4、F 区分 物理意义 反应电场本身的力的性质 指电荷在电场中所受的力 确定因素 在电场中某一点，E是一个恒量用E=F/q来量度，它确定于电场本身，而与检验电荷的存在与否无关 力的大小确定于放在电场力的电荷的电量q，以及电场中这一点的电场强度E的大小，即FqE 矢量的方向 场强方向与正电荷放在电场里所受电场力的方向相同 正电荷受电场力方向与场强的方向相同，负电荷受电场力方向与场强方向相反 单位 牛/库或者伏/米 牛 联系 F=Eq 电场电场强度 一、教学目标 1、了解电场的概念 2、理解电场强度的概念 3、驾驭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驾驭电场强度
5、的计算方法 2、电场强度是描述电场性质的物理量之一，这是难点初学者简单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 在真空中两个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 任何力的作用都离木开物质，脚踢球，脚对球的力干脆作用在球上；狗拉雪橇，狗对雪橇的拉力是通过绳子作用的；地球对地表旁边物质的作用力是通过重力场物质，作用的；地球与月亮间有万有引力作用力也是因有万有引力场物质；两电荷间相互作用时不干脆接触，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、电荷四周
6、存在一种特别物质 提问：既然场是物质，为什么我们看不到呢？ 答：物质形式 例如可见光波长由，但还有许多波长的光线我们看不到，但不等于它们不存在不能以人类感官为标准判定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，且可对物体做功，说明其能量电场对放入其中的电荷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、则它们分别受电场力为： 看看上式，我们可发觉场电荷Q对不
7、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，对于场中某固定点，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： 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（NC） 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
8、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NC 借助于点电荷场强推出，可适用于随意电场 （3）一个点电荷电场的场强 a、真空中：（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所示，在正点电荷与负点电荷产生的电场中有一点A，求A点的电场强度，由电场强度的定义可知，在数值上为1C点电荷在A点所受的电场力今在A点
9、放C，q将同时受到和的作用，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点的合场强为与单独在A点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得随意多个点电荷产生的电场强度，任何一个带电体不管 其电荷分布多么困难，都可以视为由很多点电荷组成，因而可以用场强叠加原理求出它的场 强可以看出，真空中随意多个点电荷产生的电场强度，仅由场电荷、电场中的位置两个因 素确定，而与检验电荷无关 （5）比较：和 a、是场强的定义式，适用于任何电场 b、是点电荷电场中场强的计算式
10、 （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、放哪种电荷、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 b、场强 （7）例题 例1场电荷C，是正点电荷；检验电荷C，是负电荷，它们相距m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 （3）只将q换为C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：N方向在A与B的连线上，且指向A （2）由电场强度的定义：所以NC方向由A指向B （3）由库仑定律：N方向由A指向BNC
11、方向由A指向B （4）因E与q无关，自然也不会影响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； （2）求场强为0的点位置 解（l）在A点放C，它受力状况如图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 （2）先分析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对1C作用力肯定等大反向，因而两力共线，由此可以断定的点在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，因而不行能抵消，所以的点肯定在两点电荷中间的连线上
12、令的点O距q为，如图（b）所示，1C电荷在O点受力为零，所以有 （无意义，舍去） 答：（1）方向指向q （2）的点在q与9q之间，距q为r4 四、说明 1、对于电场强度概念的理解留意： （1）定义电场强度 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、我们探讨的电荷均处于真空中，如处于空气中也可近似认为是在真空中 “电场强度”教学设计 “电场强度”教学设计【教材】人教版一般中学课程标准试验教科书物理选修31第一章第三节【教学时间】一课时【教学目标】一、学问与技能1粗略了解物理学史上对电荷间
13、相互作用力的相识过程。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别的形态。3理解电场强度的概念及其定义，会依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是怎样规定的。4能依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洁的计算。二、过程与方法1经验“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领会通过电荷在电场中所受静电力探讨电场、志向模型法、比值法、类比法等物理学探讨方法。三、情感看法与价值观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看法。【教学重
14、点】1探究描述电场强弱的物理量。2理解电场、电场强度的概念，并会依据电场强度的定义进行有关的计算。【教学难点】探究描述电场强弱的物理量。【教学用具】多媒体课件【设计思路】以“电荷间相互作用如何发生”、“如何描述电场的强弱”两大问题为主线绽开，详细操作思路是：1学生自学电场，培育学生阅读、吸取信息的实力。2通过试验模拟和定量分析的方法探究描述电场强弱的物理量。3通过练习巩固加深对电场强度概念的理解，探讨点电荷的电场及场强叠加原理。【教学设计】一、复习提问、新课导入（5分钟）老师：上一节课我们学习了库仑定律，请同学们回忆一下：库仑定律的内容是什么？学生回答：略老师：我们不免会产生这样的疑问：投影展
15、示问题1：真空中？它们之间相隔肯定的距离这种相互作用是如何产生的呢？莫非能够不需介质超越空间？投影展示“探究影响电荷间相互作用力的因素”图片（121）。老师：这幅图大家不生疏，那么相同的小球在不同的位置所受作用力不一样，说明白什么？学生回答：库仑力的大小与距离有关。老师：其本质缘由又是什么呢？（投影展示问题2）老师：带着这两个疑问，本节课我们一齐来学习第三节电场强度。（板书课题）二、新课教学（35分钟）（一）电场老师：请同学们带着以下问题自学“电场”内容。（1）电荷间的相互作用是如何发生的？这一观点是谁提出来的？（2）请用自己的语言描述一下什么是电场？（3）电场有什么本事？学生自学，师板书“一
16、、电场”。学生回答：（1）略；老师：法拉第同学们曾记否？学生（集体）回答：电磁感应现象。老师：法拉第是英国物理学家、化学家，对事物的本质有着特别敏锐的洞察力，在电学上有着突出的贡献。依据法拉第的观点，我们如何描述电荷A、B之间的作用力。师生共析。（2）略；老师启发引导：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、收音机信号的放射与接受就是电磁场在空间的传播；“特别”看不见、摸不着；“存在于电荷四周”并板书。（电场是）存在于电荷四周的一种特别的物质。老师：场与实物是物质存在的两种不同形式。（3）学生回答：对放入其中的电荷有静电力的作用。（二）科学探究描述电场强弱的方法老
17、师：下面我们再来探讨其次个问题。依次投影问题：相同的小球在不同的位置所受作用力不一样，其本质缘由是什么呢？（比照“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。那么如何来描述电场的强弱呢？老师启发：像速度、密度等找寻一个物理量来表示。如何来探讨电场？（学生思索）老师启发引导：电场的本事是对场中的其他电荷具有作用力，这也是电场的最明显、最基本的特征之一。因此在探讨电场的性质时，我们可以从静电力入手。（板书探讨方法）老师：对于像电场这样，看不见，摸不到，但又客观存在的物质，可以依据它表现出来的性质来探讨它，这是物理学中常用的探讨方法。老师：还须要什么？学生回答：电场及放入其中的
18、电荷。多媒体依次展示，老师简述：“探究影响电荷间相互作用力的因素”中的摸索电荷；场源电荷。师生共析对摸索电荷的要求。老师：下面请同学们细致视察模拟试验的动画演示，并描述你看到的现象说明白什么。多媒体动画模拟：不同位置偏角不同；增加摸索电荷带电量偏角均增加。学生回答：不同位置受力不同；同一位置摸索电荷带电量增加，受力增大，但不同位置受力大小关系不变。老师：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：F1、F2、F3及F1F2F3；2F1、3F1、4F1、nF1等。表一：（P1位置）
19、摸索电荷q2q3q4qnq静电力F12F13F14F1nF1表二：（P2位置）摸索电荷q2q3q4qnq静电力F22F23F24F2nF2表三：（P3位置）摸索电荷q2q3q4qnq静电力F32F33F34F3nF3（学生思索并沟通探讨）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，因而不能干脆用摸索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F/q是恒定的，与摸索电荷的电荷量无关；（同一张表格）（3）在电场中不同位置比值F/q不同。（三张表格比较）师生共同小结：比值由电荷q在电场中的位置确定，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。老师：在物
20、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。并板书。（三）电场强度1定义：老师：以前我们还学过哪些物理量是用比值法来定义的？学生回答：略。老师：从它的定义，电场强度的单位是什么？学生回答：N/C老师介绍另一种单位并板书。2单位：N/C或V/m，1N/C1V/m老师结合板画：在电场中不同位置，同种电荷受力方向不同，说明场强是矢量还是标量？学生（集体）回答：矢量老师结合板画：电场中同一点放入正电荷和负电荷受力方向不同，如何确定场强的方向呢？老师：在物理学中作出了这样的规定。（板书）3方向：电场中某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受静电力的方向相同。老师
21、：根据这个规定，假如放入电场中的是负电荷呢？学生回答：与负电荷在电场中某点所受静电力的方向相反。投影练习：练习1（加深对场强的理解，探讨点电荷的场强大小与方向）点电荷是最简洁的场源电荷。设一个点电荷的电荷量为+Q，与之相距为r的A点放一摸索电荷，所带电荷量为+q。（1）试用所学的学问推导A点的场强的大小，并确定场强的方向；（2）若所放摸索电荷为-2q，结果如何？（3）假如移走所放的摸索电荷呢？（请两位同学板演前两问后，共同完成第三问）师生共同归纳总结：1点电荷电场的场强大小与方向。（多媒体动画演示方向的确定方法）2电场强度是描述电场（力的）性质的物理量，在静电场中，它不随时间变更。电场中某点的
22、场强完全由电场本身确定，与是否放入电荷，放入电荷的电荷量、电性无关！辨析和的关系，强调的适用条件。练习2（探讨场强的叠加，巩固对场强的理解及公式的敏捷运用，加强计算实力培育）如图所示，真空中有两个点电荷Q1+3010-8C和Q23010-8C，它们相距01m，A点与两个点电荷的距离r相等，r01m。求：（1）电场中A点的场强；（2）在A点放入电量q110-6C，求它受的电场力。老师：题中场源电荷不止一个，如何来确定电场中某点的场强？学生：平行四边形定则（请两位同学板演）老师：依据场强的叠加原理对于一个比较大的不能看成点电荷的带电物体产生电场的场强如何确定？学生思索后回答：无限等分成若干个点电荷
23、。老师：依据以上方法，同学们设想一下一个半径为R的匀称带电球体（或球壳）外部产生电场的场强，如何求解？学生思索后回答：等效成电荷量集中于球心的点电荷。三、小结（多媒体依次投影，并简述）通过本节课的学习，我们知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是存在于电荷四周的一种特别的物质，它最基本的特征是对放入其中的电荷具有力的作用。正是利用电场的这一特性，我们通过探讨摸索电荷的所受静电力特点，引入了描述电场强弱的物理量电场强度。电场强度是用比值法定义的，它是矢量，有方向。电场、电场强度的概念是电学中最重要的概念之一，它的探讨方法和定义方法也是物理学中比较常见的方法。四、板书设计一、电场客观存在的一种
24、特别的物质形态二、电场强度1定义：EF/q2单位：3方向：跟正电荷在该点所受静电力的方向相同三、点电荷的电场1推导：2大小：3方向：四、电场强度的叠加 五、布置作业教材P16-171、2、7思索题：完成课本P173，比较电场强度EF/q与重力加速度gG/m有什么相同点和不同点六、教学反思探究描述电场强弱的物理量是本节课的重难点内容之一，应给学生充分的思索时间，并让学生相互沟通探讨，老师还可进行适当启发引导。另外，探究时间很难限制，在内容处理上应做到详略得当，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。 电场强度学案 第三节电场强度学案课前预习学案一预习目标1通过试验相识电场。2
25、会用电场强度描述电场。3会用电场线描述电场，知道几种常见电场线的分布状况二预习内容电场的两种描述及电场的性质三提出怀疑【问题1】物质存在有两种形式：一种是实物，另一种是场。场看不见、摸不着，但却客观存在。你知道自然界存在哪些场吗？ 【问题2】电场的基本性质是什么？怎样简洁、快捷地推断空间中是否存在电场？ 【问题3】摸索电荷q在某点受到的静电力大小为F，则该点的电场强度E=。电场强度简称，在国际单位制中，其单位为，符号为。物理学中，规定电场中某点的电场强度的方向 【问题4】无形的电场可以用有形的电场线来描述。试分别画出单个正点电荷、单个负点电荷的电场线分布图。 【问题5】什么是匀强电场？匀强电场
26、的电场线有哪些特点？ 课内探究学案 一学习目标1粗略了解物理学史上对电荷间相互作用力的相识过程。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别的形态。3理解电场强度的概念及其定义，会依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是怎样规定的。4能依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洁的计算。二学习过程（合作探究）【问题1】要探讨电场，必需在电场中放入电荷。无论放置什么样的带电体都可以吗？ 【问题2】小组探讨：甲同学说：“由电场强度的定义可知，E跟F成正比，E跟q成
27、反比。”乙同学说：“电场强度E跟q、F无关。”请说出你们小组的观点。假如以检验电荷q的带电量值为横轴，它在电场中A点受到的静电力F为纵轴画出直角坐标系，你认为F与q的关系图线应是什么样的曲线？ 【问题3】电场强度是如何描述电场的强弱和方向的？ 【问题4】电场线的定义是什么？电场中真的存在蜘蛛网一样的线吗？ 【问题5】视察演示试验：模拟电场线分布状况（盛在容器中的蓖麻油、头发屑、电源电极） 【问题6】怎样用电场线直观形象地描述电场？你能概括一下电场线的特点吗？ 【问题7】小组探讨：两条电场线在空间中能相交吗？说出你们组的理由。 【问题8】小组探讨：如图所示，点电荷q分别放在A、B两点上，请比较同
28、一图中静电力FA、FB的大小。你能画出点电荷q在A点所受静电力的方向吗？三反思总结资荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是存在于电荷四周的一种特别的物质，它最基本的特征是对放入其中的电荷具有力的作用。正是利用电场的这一特性，我们通过探讨摸索电荷的所受静电力特点，引入了描述电场强弱的物理量电场强度。电场强度是用比值法定义的，它是矢量，有方向。电场、电场强度的概念是电学中最重要的概念之一，它的探讨方法和定义方法也是物理学中比较常见的方法。四课堂检测1真空中两个等量异种点电荷电量的值均为q，相距r，两点电荷连线中点处的场强为A0B2kqr2C4kqr2D8kqr22如图6，正点电荷Q的电场中，A点场
29、强为100NC，C点场强为36N/C，B是AC的中点，则B点的场强为_NC3真空中有一电场，在电场中的P点放一电量为4.010-9C的检验电荷，它受到的电场力为2.010-5N，则P点的场强为_NC；把检验电荷电量减小为2.010-9C，则该电荷在P点受到的电场力为_N课后练习与提高1.下列关于点电荷的场强公式的几种不同的理解，不正确的是()A.在点电荷Q的电场中，某点的场强大小与Q成正比，与r2成反比B.当r0时，E；当r时，E0C.点电荷Q产生的电场中，各点的场强方向肯定是背向点电荷QD.以点电荷Q为中心，r为半径的球面上各处的场强相等2.在电场中某点放入电荷量为q的正电荷时，测得该点的场
30、强为E，若在同一点放入电荷量q=-2q的负电荷时，测得场强为E，则有()A.E=E，方向与E相反B.E=2E，方向与E相同C.，方向与E相同D.E=E，方向与E相同3.图1-3-19所示的各电场中，A、B两点场强相同的是()4.在同始终线上依次有A、B、C三点，且BC=3AB，在A点固定一个带正电的小球，在B点引入电量为2010-8c的摸索电荷，其所受电场力为2010-6N。将该摸索电荷移去后，B点的场强为_，C点的场强为_。假如要使B点的场强为零，可能在C点放一个电量是A点处带电小球的电量的_倍的_电荷.5.（2022广东理科基础12）如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，
31、若带电粒子q（|Q|q|）由a运动到b，电场力做正功。已知在a、b两点粒子所受电场力分别为Fa、Fb,则下列推断正确的是（）A若Q为正电荷，则q带正电，FaFbB若Q为正电荷，则q带正电，FaFbC若Q为负电荷，则q带正电，FaFbD若Q为负电荷，则q带正电，FaF6.如图924所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由AOB匀速运动，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向改变状况是（）A先变大后变小，方向水平向左B先变大后变小，方向水平向右C先变小后变大，方向水平向左D先变小后变大，方向水平向右7.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
32、E2分别表示两个电荷所产生的场强的大小，则在X轴上()AE1=E2之点只有一处；该点合场强为0BE1=E2之点共有两处；一处合场强为0，另一处合场强为2E2CE1=E2之点共有三处；其中两处合场强为0，另一处合场强为2E2DE1=E2之点共有三处；其中一处合场强为0，另两处合场强为2E22、D3、C4、100N/q，6.25N/q，9，正5、A6、B7、B 电场线 教学目标 学问目标 1、知道什么视电场线，知道用电场线可以形象地表示电场的方向和强弱；2、知道一个点电荷、两个等量点电荷、点电荷与带电平行板间的电场线的分布；3、知道什么视匀强电场，以及匀强电场的电场线的分布；4、知道两块靠近的平行
33、金属板，大小相等，相互正对，分别带有等量的正负电荷，他们之间的电场（除边缘旁边外）是匀强电场 教学建议 教材分析 电场线的要点：1、电场线是假想的：电场线是人们用来形象的描述电场的分布而画出的一簇曲线，虽然试验模拟了这簇曲线的形态，但是试验没有正是电场线的真是存在，电场线是假想的2、电场线不是闭合曲线：在静电场中，电场线起始于正电荷，终止于负电荷，不形成闭合曲线3、电场线的每一点的切线方向都跟该点的场强方向一样4、电场线的疏密与电场强弱的关系：电场线的疏密程度与场强大小有关，电场线密处电场强，电场线疏处电场弱5、电场线在空间不相交 留意：在最终归纳相互电场线表达的意义，特殊要强调电场线上每一点
34、的切线方向，就是该电的场强方向，强调电场线的疏密与场强大小的关系 重点难点 1、重点是电场线的定义，以及电场线的分布2、难点是电场线的特点和匀强电场线的特征 关于电场线讲解的教法建议 电场线是为形象描述电场中电场强度分布状况而假想的线，是法拉第首先提出的 讲解并描述电场线时，肯定要通过试验将抽象的学问详细化，依据条件可用验电羽，或蓖麻油内悬浮头发屑等方法演示正负点电荷产生的电场的电场线，和等量、异种点电荷、等量同种点电荷产生电场的电场线，以及匀强电场的电场线同时要求学生能够画出正负电荷、等量异种电荷、等量同种点电荷产生的电场和匀强电场的电场线 教学设计示例 电场线 一、教学目标 1、在物理学问
35、方面的要求： （1）驾驭用电场线表示电场强度的方法； （2）驾驭常见电场的电场线画法； （3）驾驭匀强电场 2、通过视察演示试验，概括出经典电场的电场线特点，培育学生的视察概括实力 二、教具 感应起电机一个、验电羽两个，两块带有验电羽的绝缘铝板 三、主要教学过程 （一）复习提问 1、电场强度的定义及其物理意义是什么？ 2、电场强度的确定因素是什么？3、及有什么联系与区分？ 4、简述电场强度的叠加原理 （二）引入新课 电场看不见，摸不着，想个什么样的方法来形象地描述它呢？ 在初中，同学们学过磁场，磁场也看不见摸不着；当时用什么方法来形象地描述它呢？用磁感线 磁感线是真实存在的呢？不存在，是假想的
36、用它来形象、直观地描述磁场强弱和方向 磁感线在条形磁体外部由N极指向S极，内部由S极指向N 极，是闭合曲线，且外部稀疏内部稠密磁感线有走向，磁感线上 某点切线方向为该点磁场方向，也是该点所放小磁针的N极指向， 即N极受力方向磁感线不相交（如图1所示） 形象直观地描述磁场用磁感线，形象直观地描述电场呢？ （三）教学过程设计 1、电场线概念引入 英国物理学家法拉第首先引入了电场强度的图象，他在电场中画了一些线，使这些线上 每一点的切线方向都跟该点的场强方向一样，并使线的疏密表示场强的大小这些线称为电 场线 2、几种常见电场的电场线匀强电场 （1）点电荷电场的电场线 如图2（a）所示，在A点放正电荷
37、Q，探讨该电场的电场线为此在Q的四周B点放上1C的点电荷q，它受到的电场力方向在A与B连线上，并且由A指向B，再在A与B连线上取任一点C，放1C点电荷q，它受的电场力方向仍在连线上，方向由A向C，由于电场线在B与C的切线共线，所以射线AC为一条电场线同理，由A点动身的全部射线都可以是电场线，但考虑到对电场线的另一要求，它的疏密应表示E的大小，再考虑到空间对称，所以每对相邻电场线间的夹角应当相同，所以电场线应是图2（b）所示的样子 对负电荷Q的电场线，只需将正点电荷Q的电场线反向即可如图2（c）所示 （2）等量异号点电荷的电场线 如图3（a）所示，在A点与B点分别放上点电荷Q与Q，并探讨它们的电
38、场线的形态 首先探讨直线AB上的状况，在A与B之间的连线的任一点放上1C的点电荷q，q受到两个电荷同时作用，而合力方向在A与B的连线上，由此可知，线段AB是一条电场线，方向由A指向B，再将q放于B点右侧直线上的任一点，发觉q受的合力方向也在AB连线上，并指向B，所以终止于B点的这条射线也是一条电场线，方向指向B再将q放于A点左侧直线上的任一点，发觉q受的合力方向也在AB直线上，方向由A向外，所以从A点动身的，方向背向A点的这条射线也是一条电场线A与B连线上的电场线状况如图3（a）所示 再探讨线段AB的垂直平分线上的状况为此在其上任一点放上1C的点电荷q，它受到的两个点电荷的作用力等大，而合力都
39、垂直，如图3（b）所示所以通过的全部电场线都应与垂直 再在直线的两侧取D与，使它们对直线成轴对称将1C的点电荷q放于D点，它所受的合力指向斜上方；将q放于点，它受的合力指向斜下方可以看出，从A点动身，经过D、回到B的一条曲线是一条电场线，如图3（c）所示同理，在直线AB的上边与下边可以画出很多这样的电场线，但考虑到电场线的疏密应对应场强的弱强的要求，电场线只能画成图3（d）所示的形态 最终应指出，电场线并不只存在于纸面上，而是分布于整个立体空间要想探讨空间某 一点的场强状况，只需将纸平面以AB线为轴转动到该点即可 （3）等量同号点电荷电场的电场线 用上述的方法也可以得到等量同号点电荷的电场线，
40、如图4所示分析方法略去 （4）匀称带电的无限大平面电场的电场线 图5（a）所示为匀称带正电的无限大平面，在平面上任一点A放1C点电荷q，它所受电场力方向如何？由于空间对称，可以确定q受力的方向肯定垂直平面a向上，所以垂直平面a的全部向上的、向下的直线，都可能是电场线，但考虑到电场线的疏密应当表示场强的强弱，又考虑到空间对称，因而电场线各处的疏密相同，所以电场线只能画成图5（b）的形态，即电场线是疏密匀称的平行线 对于无限大匀称带负电的平面，电场线形态图5（c）所示电场线仍是疏密匀称的平行线，只是指向平面 这说明在无限大匀称带电平面的两侧场强大小、方向 相同这种电场称为匀强电场 （5）带有等量异
41、号电荷的无限大平行金属板的电场的 电场线 如图6（a）所示，带有等量异号电荷的两个无限大平 面平行放置，由于对称，每个平面上电荷的分布是匀称的 由场的叠加原理可知，每个带电平面都在它的四周独立地 产生电场，而总的电场应为两个分电场的矢量合图6（b）画出了每个带电平面的电场线，实线代表正电荷的电场线，虚线代表负电荷的电场线由于它们都是匀强电场，各分场场强大小到处相等，只是方向有差别在两板之间两场方向相同，叠加后场强增大；在两板外侧，两场方向相反，相互抵消，场强为0，整个电场电场线的形态如图6（c）所示 3、电场线的演示 （l）点电荷电场线的演示 如图7（a）所示将验电羽与感应起电机的一个放电杆接
42、通，摇动电机，验电羽上丝线会按场强方向排列，因而显示出电场线可以看出，电场线形态与图2（b）相像 （2）演示等量异号点电荷电场线 放好两个验电羽，如图7（b）所示，再用导线将它们分别与起电机的两个导电杆相连，摇动电机，丝线排列在电场方向上，形成类似图3（d）的形态 （3）演示等量同号点电荷电场线 如图7（b）所示，再用导线将同一个导电杆与两个验电羽相连，摇动起电机，丝线排成形成类似图4的形态 （4）演示带有等量异性电荷平行金属板的电场线 如图7（c）所示用导线将两板分别与起电机的两个放电杆连接，并摇动起电机，丝线就排列在电场线方向上可以视察到，在两板的中心部分，电场线是平行的，其余边缘部分电场
43、线不平行，如图8所示这是因为平行金属板并非无限大所致，且非正对面上的丝线不动，缘由是外侧 4、总结电场线的性质 （l）电场线是假想的，不是真实的 （2）电场线起于正电荷止于负电荷，电场线不闭合 对于单个点电荷，正电荷假想无穷远处有负电荷，电场线终止于那里；负电荷同理 （3）电场线的疏密表示电场的强弱 （4）电场线不能相交 因为在电场中的任一点处只有一个电场强度，方向唯一，如相交则该处出现两个场强方 向，所以不能相交 （5）电场统不能相切 缘由：电场线疏密表示强弱，如相切则在切点电场线密度无穷大，这种状况不行能，所 以不会相切 （四）作业 分别画出正点电荷，负点电荷，等量异性电荷，等量同性电荷，
44、无限大匀称带电平面，带有等量异性电荷的无限大平行平面的电场线 四、说明 1、留意强调我们画的是几种典型电场的电场线平面分布图，事实上是空间立体分布的 2、强调肯定要记住几种典型电场的空间分布 3、电场线上茶点的切线方向是那点的电场强度方向，是放在那点检验电荷q的受力方向，也是检验电荷q在那里所获得的加速度方向电场线不肯定是检验电荷的运动轨迹 第29页 共29页第 29 页 共 29 页第 29 页 共 29 页第 29 页 共 29 页第 29 页 共 29 页第 29 页 共 29 页第 29 页 共 29 页第 29 页 共 29 页第 29 页 共 29 页第 29 页 共 29 页第 29 页 共 29 页