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电场先进事迹(精选多篇)

发布时间:2020-09-21 08:37:38 来源:先进事迹材料 收藏本文 下载本文 手机版

推荐第1篇:电场强度

高一物理教案

浠水一中 李春山

高一物理教案

浠水一中 李春山

验电荷q,分别放入带电体Q所产生的电场中的不同位置,观察检验电荷q受到的电场力有何特点。

实验:如图(1)所示,使有绝缘支柱的大金属球带电作为场源电荷,使丝线吊着的小铝箔球带少量电荷,用它代替检验电荷q。

实验一:把铝箔球放在电场中不同的方位,注意观察丝线的倾斜方向。 现象:铝箔球在电场中不同方位时,丝线倾斜的方向不同。

实验二:铝箔球逐渐远离场源,注意观察丝线偏离竖直方向的角度。 问:看到什么现象了? 现象:偏角逐渐减小。

投影出实验现象,如图2所示。

问:由这两个实验我们能得到什么结论?

学生答后教师归纳:以上两个实验表明,在电场中不同点,电场对检验电荷施加的电场力的大小和方向一般是不同的。

比如在A点电场对电荷施加方向向右的作用力,在D点电场对电荷施加方向向左的作用力,在A点电场对电荷的作用力大,在B点电场对电荷施加的作用力小,可见不同点电场的性质是不同的。怎样定量的、精确的描述电场的这一性质呢?

问:用检验电荷受到的电场力,行吗?(学生讨论) 经学生讨论后,教师引导到观察实验。

实验三:把铝箔球放在电场中同一位置,减小它的带电量,注意观察丝线的偏角。

学生总结实验结论。

结论:在电场中同一点,检验电荷所受电场力随它所带电量的减小而减小,所以,电场力不能用于描述电场。要描述电场,需要找一个与检验电荷的电量无关而只由电场决定的物理量。

那我们用什么描述电场呢?如果我们能够做更精确的实验,就会发现:在电场中同一点,电场力不仅随检验电荷的电量的减小而减小,随电场力的增大而增大,而且跟检验电荷的电量之间存在这样的定量关系:

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在电场中同一点,比值F/q是一个与检验电荷和电场力无关的量,而在电场中不同点,比值一般不同,因而比值反映电场的性质。所以我们可以用它来描述电场,并把它定义为电场强度。

(二)电场强度

1.定义:放入电场中某点的电荷受到的电场力与它电量的比值,叫这一点的电场强度,简称场强。

(1)单位:N/C

(2)大小:电场中某点的场强在数值上等于单位电荷在该点受到的电场力。

(3)方向:规定电场中某点场强的方向为正电荷在该点受到的电场力的方向。

场强是矢量。

一般电场中不同点,场强的大小及方向不同,场强大的地方,电场强,场强小的地方,电场弱,通常我们也把场强的大小和方向叫做电场的强弱和方向。

以上我们从一般电场出发引入了场强的定义,

们以一个特殊的电场——真空中点电荷产生的电场为例,分析场强的物理意义。

2.真空中点电荷电场的场强

如图3所示,Q为放在真空中的点电荷。 要求:(1)画出 A、B两点的场强方向。

(2)算出A、B两点的场强大小。(给出Q、r) (请一名学生板演,其他学生自己做) 教师讲评并分析:

(1)场强的大小与方向跟检验电荷的有无、电量、电性没有关系。 (2)场强的大小只由场源电荷和场点到场源的距离来决定。

(3)离场源电荷越近的点场强越大,离场源电荷越远的点场强越小。

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3.场强的叠加——平行四边形法则如图4所示,两个电荷+Q和-Q同时存在时,实验表明它们产生的电场互相独立、互不影响,P点的场强是E1和E2叠加的结果,遵从平行四边形法则,如图4所示。

(边讲边用计算机画出图4)

对于多个电荷产生的电场,同样遵从平行四边形法则。 电场强度概念能定量描述各点电场的性质。电场中各点场强的大小和方向的分布是非常复杂的,我们如何方便而又形象地了解电场中各点场强的分布情况呢?最好画图。

(计算机打出图5)

如图5所示,在正电荷周围电场中画了很多场强矢量,从这个图上我们可以很方便地了解正电荷周围各点的电场分布情况,但它还不是最好的,因为电场中有无数个点,我们不能画出无数个矢量,法拉 高一物理教案

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教师归纳:电场线总是从正电荷出发,终止于负电荷或无穷远,如果只有负电荷,则电场线来自无穷远,终止于负电荷。

问:任意两条电场线都不会相交,这是为什么?

教师归纳:如果相交,则交点就会有两个切线方向,而同一点场强的大小和方向是唯一的。

实验模拟以上几种典型的电场线。

归纳:大家要特别注意一个问题:我们虽然可以用实验模拟电场线的分布,但是,电场线并不是电场中真实存在的曲线,它只是我们为了形象地描述电场而引入的。大家知道,法拉 高一物理教案

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电场是电荷周围客观存在的一种物质,它“看不见”、“摸不着”,我们是怎么认识它的呢?根据电场和其它物质的相互作用来认识电场的。为此我们引入了检验电荷,用检验电荷是否受到电场力来判断电场是否存在;又用检验电荷受到的电场力与它的电量的比值即电场强度来定量描述电场的性质。用电场线形象地描述电场的分布。

课后作业:(略) 板书设计:

推荐第2篇:电场教案

电场和电场强度教案

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, 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、教学过程: (一)复习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 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 (

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 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

区 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Q

1、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

推荐第3篇:高中物理电场题

如图所示,带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置,M、N为板间同一电场线上的两点,一带电粒子(不计重力)以速度vM( B )

A.粒子受电场力的方向一定由M指向N B.粒子在M点的速度一定比在N点的大

C.粒子在M点的电势能一定比在N点的大 D.电场中M点的电势一定高于N点的电势

空间有一电场,电场中有两个点a和b。下列表述正确的是 ( B ) A.该电场是匀强电场 B.a点的电场强度比b点的大 C.b点的电场强度比a点的大 D.正电荷在a、b两点受力方向相同

带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下。若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为

C

A.动能减小

B.电势能增加

a C.动能和电势能之和减小

D.重力势能和电势能之和增加

E b 经过M点在电场线上向下运动,且未与下板接触,一段时间后,粒子以速度vN折回N点。则

如图所示的虚线区域内,充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域,恰好沿直线由区域右边界的O′点(图中未标出)穿出。若撤去该区域内的磁场而保留电场不变,另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由O点射入,从区域右边界穿出,则粒子b ( C ) A.穿出位置一定在O′点下方

B.穿出位置一定在O′点上方

C.运动时,在电场中的电势能一定减小 D.在电场中运动时,动能一定减小

C

1.下列关于原子结构和原子核的说法中正确的是(

) A.汤姆生发现电子,表明原子具有核式结构

B.射线是原子的核外电子电离后形成的电子流

C. 核反应前后的总质量一般会发生变化,但总质量数一定相等 D.目前,核电站利用的是轻核聚变放出的能量

2. 如图所示,物体A放置在固定斜面上,一平行斜面向上的力F作用于物体A上。在力F变大的过程中,A始终保持静止,则以下说法中正确的是 (

) A.物体A受到的合力变大

B.物体A受到的支持力不变 C.物体A受到的摩擦力变大

D.物体A受到的摩擦力变小

3.如图所示为某物体做直线运动的v-t图象。关于这个物体在前4s内运动情况的说法中正确的是

(

) A.物体始终朝同一方向运动

B.物体加速度大小不变,方向与初速度方向相同 C.物体在前2s内做匀减速运动.D.4 s内物体的位移是4m

4.一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动,线圈平面位于如图7甲所示的匀强磁场中.通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示,下列说法正确的是(

) A.t

1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大 B.t

1、t3时刻线圈中感应电流方向改变

C.t1~t3时间内,流过线圈横截面的电量为零

D t

2、t4时刻线圈中感应电动势最小

5.空中P、Q两点处各固定一个点电荷,其中P点处为 正点电荷,P、Q两点附近电场的等势面分布如题20图所 示,a、b、c、d为电场中的四个点。则( ) A.P、Q两点处的电荷等量同种 B.a点和b点的电场强度相同 C.c点的电热低于d点的电势 D.负电荷从a到c,电势能减少

1~5CBCBD

AB

推荐第4篇:电场强度说课稿.

《电场强度》说课稿

一、教材概述

本章是选修3系列的第一章,是高中阶段电学内容的开始,也是高中阶段基础的内容之一,它既是电磁学知识的基础,又是光学等其他物理学知识的重要基础。而本章的核心内容就是这一节电场的概念及描述电场特性的物理量.本节<电场强度>是这一章的第三课,教材内容放在库仑定律之后,是对库仑定律的深入理解,进一步明确了两电荷之间作用的本质,是通过电场来实现的。同时又为后续课电路磁场学习的作好铺垫.因此本节课具有承前启后的作用.另外从认识论的角度讲对电场的学习,能加深学生对物质世界的认识.即世界是物质的,物质是可以认识的.统观浙江省学科教学指导意见和教材,不难发现本课的教学有如下的特点:

1知识点多:电场,电场强度,电场线,检验电荷,点电荷的电场,场源电荷,矢量运算等

2教学内容抽象:电场看不见模不着,学生对于场的感性认识少,电场线是一个理想的模型.

3学生的知识体系不完备:关于场没有完整的知识网络,在教学中必须重新构建.

(选修3-1的第一章内容是上课量大,难度大(在教学过程中尽可能的渗透探究的思想,培养学生科学探究的能力)的特点.)

但是学生在初中学习过磁场,从有关媒体上可能知道电场这个概念,这些知识对本课的学习会有一定的帮助.并且根据新课程的特点在这一节上要着重体现如何去了解电场的特性和探究“电场强度”这个物理量,这也是与老教材相比最大的一个改进。浙江省学科教学指导意见是把这一节的内容安排了二课时的,我在这一节中讲第一部分内容:电场、电场强度和点电荷的电场和电场强度的叠加。电场线及各种典型电场的分布特点安排在下一节课。

根据本节课的教学内容和学生的特点确定本课三维目标如下:

(一)知识和技能教学目标

1、知道电场是电荷周围存在的一种特殊物质,知道电荷间的相互作用是通过电场发生的。

2、了解试探电荷的作用,理解对试探电荷量和试探电荷的尺寸的要求。

3、理解电场强度,知道它的单位和定义式及方向的规定。

4、了解点电荷周围的电场分布和电场的叠加,会用点电荷的场强公式和电场叠加进行有关计算。

(二)过程和方法的教学目标

1、培养学生在通过实验及类比的方法、提高发现问题、提出问题和解决问题的能力及知识的迁移能力。

2、在理论和实验论证、猜想环节中培养学生科学论证能力和推理能力。

3、通过电场强度定义式的得出,让学生体会到用比值法定义物理量的方法和重要性。

(三)情感态度和价值观的教学目标

1、通过对于“超距作用”的观点到场的提出的物理学史的回顾,使学生认识到科学探究的协作性和继承性,法拉弟在电磁学中的重要性。

2、通过电场强度的研究,培养学生探究的精神以及对于自然、生活中物理现象的好奇性。

3、通过学习电荷的电场分布,认识到对称和科学美感。根据学生的特点和浙江省学科教学指导意见我认为:

这节课的重点:电场强度的概念和定义。这是本节课的核心,是本节课成败的关键,是实现教学目标的基础.

这节课的教学难点:如何探究和寻找“电场强度”这个物理量。因为“场”这个物理量对于学生来说是比较抽象的,缺乏较多的感性认识,所以如何让学生认识场的一些性质及寻找描述这种性质的物理量“电场强度”就成了这节课的难点。

如何突出教学重点、突破教学难点:首先通过用“芬香剂”的类比让学生对于抽象的“场”有一个感性的认识,并对场中抽象的问题以芬香剂了中心展开和处理,使学生对于场的这种抽象的物理概念通过类比的方法让学生更好的接受和理解。然后引导学生从电场力入手去寻找能描述电场性质的物理量,从提出假设到实验论证到理论论证,找到电场力与电荷量成正比的表达式:

再应用已学

,的知识来论证,最后通过比值法的定义来找出能描述电场性质的物理量:电场强度,通过这样的一条主线,这样一个科学探究的过程来寻找电场强度

物理量,从而来突出教学重点和突破教学难点。

二、教学方法

本课是新授概念的教学,对于相关的概念,学生没有完整的知识体系,不能完成上下位概念之间的迁移,因此在教学中我通过芬香剂的类比来让学生认识有关“场”的一些性质,并通过类比、实验做为工具,做到实事求是和循序渐进的教学原则。让学生对于“场”的这种抽象的概念加以认识、理解。尽可能达到新知识点的同化和顺应.因此在教学中我采用如下的教学方法:,讲述,讲解,演示、类比、设问、探究,讨论、理论论证等方法进行教学.

三、教学过程

(一)由实验和已学知识并结合物理学史,引入新课

两块磁铁间没有接触,但是会发生相互的作用,提出问题:那么它们间的相互作用是通过什么呢?学生应用初中已经学过的知识能回答“磁场”。

那么天体间的万有引力是通过什么相互作用的啊? “引力场”,那么电荷间的相互作用呢?学生会很自然的想到是”电场”.

(然后向学生介绍物理学上对这个的正确认识是有一个过程的)在物理学的发展过程中科学家对于这个“场”的概念的引入是有漫长过程的,回顾物理学史: 万有引力定律的建立,是人类文明历上的一次最大有飞越,但是科学家对于万有引力是如何作用的,一直不能有正确的表述,就提出了“超距作用”(就如是上帝作用的)——万有引力与静电力进行类比也认为电荷间的作用力是一种超距作用——由法拉弟提出“电荷周围存在由它产生的电场”,电荷间的相互作用就是通过这种”场”来实现的,那么电荷A对电荷B的作用力就是由电荷A产生的电场对电荷B作用的,法拉弟引入的”场”的概念后为电磁场理论的建立和发展奠定了基础, 使人类对客观世界的认识和研究更上了一个层次这是对物理学发展的最大的贡献.引入了“场”的的概念后使我们对研究电荷间的相互更加有效和方便。(让学生领会科学研究的过程和物理学家探究的精神.)

虽然电场不同于由原子、分子组成的物质,但电场是一种客观存在的特殊物质形态, 例如空中的电磁波,有些眼见为实,但是没有看到的不一定是没有的.这一章节我们只研究静止的电荷产生的电场,为静电场,那么电荷间的这种电场力也称作电场力。

(二)电场强度

1、通过实验现象的分析和类比初步建立对电场强弱和方向的认识

提出了电场的概念,在空间放入一个电荷,那么就会在这个电荷周围形成电场。但是“电场”是看不到,摸不着,十分抽象,难于理解,(学生也会认为可能没有)所以我以芬香剂做为类比来让学生感性认识电场的真实性、物质性。 (1)电荷放入空间在其周围会不会形成电场啊?我们可以通过什么方法去感知它的存在啊?

芬香剂放入空间在其周围会形成香气吗?会的,虽然我们看不到,也摸不着,但是芬香剂的明显特征是对于在“香气场”中有嗅觉的人生产作用。所以我们通过自己的鼻子感知它的存在。(当然也可以由其他的方法去检验香气是否存在,例如仪器)

那么电荷放入间也一样会在其周围形成电场,虽然我们看不到也摸不着,但它是客观存在的。电场的明显的特征是对放入其中的电荷有电场力的作用,那么我们可以通过在场中放入电荷来检验电场是否存在。(当然也有其他的方法)引用教课书上的图来分析。(并引入场源电荷和检验电荷的概念) (2)电荷O形成有电场在各处有没有强弱和方向啊?如果有我们可以通过什么判定啊?

芬香剂形成的一个香气有没有强弱啊?有,前排的同学闻到了,而后排的同学可能没有闻到,所以是有闻到,也是有方向的,沿着以芬香剂为中心向外,但是我们为了能严谨、准确的研究,我们应该是确定的一个人来鉴定各处的香气浓度,因为不同的人鼻子的敏感度可能是不一样的。引用课本图1.2-1所示的实验来分析,试探电荷应该是同个的。也就是标准要一样,那样的研究才会有意义。 (3)那么电荷O形成的电场与检验电荷有关吗?应该是由什么来决定的啊? 芬香剂形成的香气在各处的浓度强弱是不是由同学们的鼻子决定的啊?不是的,不管你去不去闻,还是你有没有在这个教室中,这个香气及各处的浓度都是确定的,这应该由芬香剂本身及离芬香剂的距离(某一个位置)决定的。 那么电荷O形成的电场的各处的强弱和方向应该与检验电荷是无关的,在空间放入一个场源电荷,那么在其周围就形成了一个电场,各处的场的强弱和方向也就确定了,与你放不放检验电荷是没有关系的,你放入检验电荷就是去检验一下该处场的大小和方向的。那么空间形成的电场在各处的强弱和方向是由场源电荷及所处的位置来决定的。

通过以上的类比我想大家应该比较清楚的知道了电荷放入空间在其周围会形成电场,这个电场在各处有强弱和方向,,也知道了这个与检验电荷是无关的,是由电场本身(场源电荷和位置)决定的。那么我们用怎样的一个物理量来描述场的这种性质呢?

二、电场强度强度概念的建立

1、我们能不能用检验电荷在某处受到的电场力来描述该处的电场的强度和方向?

在电场中的不同的位置放入检验电荷q,那么它所受到的电场力F方向和大小不一样,那么用这个检验电荷所受到的力F能来描述电场的这种性质吗?(各处的场的强弱和方向) 以芬香剂来类比,某一个人在某一点闻到的香气浓度能不能表示这个”香气场”在该处的香气浓度,也就是这个浓度对任何人都是适用和一样的啊?(因为我们已经知道香气场中某一点的香气情况是由自身所决定的,与去鉴别的这个人是没有关系的.)不能,因为不同的人鼻子的灵敏度是不一样的,你可能认为这儿已经很香了,但是换一个鼻子有病的人,他认为这儿是不香的,那么在电场中也一样啊,在同一点放入不同电荷量的检验电荷,所受到的电场力是不一样的,而对于确定的电场中某一点的电场强度和方向上确定的啊,那么这个电场力F就不能来准确的描述场的这种性质啊.

2、那么我们如何来寻找这个物理量啊?

我一时也不知道了,但是我们可以应用我们已有的知识来研究一下这个个问题。我们对电场的研究是从电场力角度进入的,那我们在电场中的同上点上放入不同的电荷来研究一下它的受力啊,在真空中的点电荷Q(因为前面所学的知识库仑定律的适用条件)产生的电场中的某一点放入检验电荷q,那么它受到的电场力是,那么放入2q

2F,3q

3F。。。。。。。,

那么大家是不是可以发现试探电荷在电场中某点受到的电场力F与试探电荷的带电量q是成正比的啊,

,E是一个比例常数,与试探电荷是无关的。那么这个对于电场中确定的一点而言是不变的,与试探电荷是无关的,

那这个物理量就不是我们所寻找的啊,(有的兴奋,激动)但是我们知道这个E虽然与试探电荷无关,但我们知道如果是这个物理量,那么它应该由场源电荷及在场的位置决定的啊?我们还进一步和论证。我们再由刚才的方法,(应用已有的知识来论证),,那么它确实是与试探

r来决定的,那么这个物

Q电荷是无关的,仅与场源电荷和到场源电荷Q 的距离理量就是我们要寻找的,(引入电场强度概念的时机已经成熟)所以有进我们在进行科学研究时要充分的应用自己在智慧和已有知识来进行。

3、电场强度的概念 (1)定义:试探电荷在电场中某点所受电场力与它的电荷量的比值叫做该点的电场强度。 (2)定义式: 单位:牛顿每库仑,N/C,(伏每米,V/m)

(3)电场强度的方向规定再利用图1.2-1所示的实验,引导学生讨论:把同一试探电荷放到电场中的不同位置,试探电荷受到的电场力方向是否相同?经过讨论,学生会明白电场强度应该能描述电场的强弱也能描述电场的方向,所以电场强度是矢量,那么电场的方向应该是怎样的啊?“学生提出电场中某点的电场强度方向就是该点试探电荷所受电场力的方向”对不对,让学生讨论,那么正负电荷在电场中同一点所受电场力方向相反啊,不是有两个方向了,那么如何规定啊?规定的方法与电流方向的规定一样:电场中某点的电场强度方向跟正电荷在该点所受电场力方向相同,与负电荷在该点所受电场力方向相反。

(4)电场强度的物理意义:就是描述电场的强弱和方向的物理量。

但是电场强度E与试探电荷的带电荷量q,及所受的力有没有关系啊?没有,只起到试探的作用,如果你的这一点不放入试探电荷,那么这一点的电场的强弱

和方向也是确定的,就如香气场中某点的香气不会因为你没有去闻,但就没有了或改变了。

那么香气场中的这种性质应该用什么来描述啊?

以某一个人闻到的香气和这个鼻子的灵敏度相比值来定义的,是不是。 所以用比值定义物理量,用来表示研究对象的某种性质。是物理学中非常重要的一种科学方法,前面学过的速度v,密度

。(让学生通过对密度来类比研究,说明强调E与试探电荷所受到的电场力和电荷

量是无关的,只是起到了试探有作用。)

能反映物体单位时间内运动位移的多少的性质即速度,

能反映单位体质内含物质多少的性质即密度,

能反映单位电荷受到电场力的性质即电场的强弱

那么我们现在就来应用一下用比值法来定义物理量的这种物理学上重要的科学方法。

场是物理学中重要的概念,除了电场和磁场,还有引力场,物体间的万有引力就是通过引力场发生作用的,地球附近的引力场叫做重力场。仿照电场强度的定义,你认为应该怎样定义重力场强度的大小和方向啊?

加强学生对所学知识的应用能力和迁移能力,并通过这个练习加深学生对比值法定义物理量的一种思想的理解,为今后遇到这种情况有更好处理能力,使学生对所学到的知识进行升华。

3、点电荷的电场 电场强度的叠加

最简单的电场是点电荷产生的电场,那么我们就从最简单的电场开始来研究一下点电荷电场的特性.设一个点电荷的电量为Q,与之相距r的试探电荷的电量为q,根据库仑定律,试探电荷受到的电场力为:, 由电场强度的定义:,所以

该点电场强度为。

那么、这两个公式有什么区别啊?

一个定义式,一个决定式,定义式中的q是试探电荷,F上试探电荷在该点受到的电场力,但是电场强度E与q、F是没有关系的,只起到试探有作用。而决定式中的Q是场源电荷,r是离场源电荷距离中r,E是在这个场源电荷Q形成有电场中离场源电荷中r处这个点上的电场强度。而且这个公式只适用于真空中的点电荷。

以点电荷Q为球心,以r为半径的球面上,各点的电场强度的大小和方向有怎样的关系?建议学生画出场源电荷,分正、负两种场源电荷分别画出电场强度的方向。(为后面电场线的学习做铺垫)

关于电场强度的叠加问题,可以让学生讨论下列问题:

(1)两等量同号场源电荷Q,相距r,试求以它们连线为边长的等边三角形的顶点处的电场强度的大小和方向。(学生能求出大小,但是会漏了另一个顶点的一组解,此问题培养学生思维的全面性)

(2)改变其中一个场源电荷的电性,画出等量异号点电荷产生的电场强度的矢量和,明确电场强度的叠加实质上是求各个电场强度单独存在时的矢量和。

一个较大的带电体不能看做点电荷,在计算它产生的电场时,可以把它分做成若干小块处理,然后再用电场强度的叠加计算整个带电体的电场。

对于一个半径为R的均匀带电体(球壳)在球外部产生的电场,与一个位于球心的,电荷量相等的点电荷产生的电场相同,球外各点的电场强度也是

.

法拉弟不仅提出了场的概念,而对于电场的定量的研究我们引入了电场强度这处物理量,而对于电场的形象的描述法拉弟引入了电场线,而且用电场线直观地描绘了场的清析图景。

那么有关于这一块的内容我们准备在下一节课中与同学们一起来研究,也来研究一下科学家是如何用一种虚拟的曲线把抽象的电场形象的描绘出来,体现科学中的美感。

三、小结

1、在这一节课中我们通过生活中的芬香剂的类比了解了抽象的“场”的有关性质,并通过类比和已学的知识找到描述电场这种性质的物理量“电场强度”E。

2、经历场强概念的建立的过程,进一步认识用比值法定义一个物理量的方法。

3、对

一、这两个式子的区别我们应该要撑握。

4、对于点电荷的电场及分布特点和电场的叠加的知识要撑握并能应用解决对应的实际问题。

推荐第5篇:1.3电场强度

电场强度

尊敬的各位老师: 大家好!我是X号考生XXX,我的说课题目是《电场强度》,我将从教材分析、教法学法、教学程序设计三个方面进行说课。首先我们来进行教材分析。

一、教材分析 1.1教材分析

本节课出自人教版高中物理选修3-1第一章第三节。 《普通高中物理新课程标准》涉及本节内容的要求是:了解静电场;初步了解电场是物质存在的形式之一;理解电场强度;会用电场线描述电场。教材首先从“驳斥”物理史上占据一定地位的超距作用这样一个错误观念中引入“场”的思想,并从电磁场这一客观存在上揭示电场的存在,然而,这对于初学者来说依然非常抽象。本节内容涉及的概念比较多,而且难以理解,承接库仑定律、启发电势、电势差,乃至整个电磁学,所以同学们学好本节内容,领悟(抽象问题的)学习方法就尤为重要。因此,这节课我预备用连续两个课时来讲,分别以电场强度、电场线两个核心概念展开教学 1.2教学目标

根据以上的教材分析和本着面向全体学生的原则,我从知识与技能目标、过程与方法目标和情感与态度目标三个方面培养学生,为学生终身发展、应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础。

1)我确定的知识与技能目标是:

1 了解电场概念,知道电场是物质存在的形式之一;

2 理解电场强度概念,并能用电场强度公式计算,如点电荷作为场源的,相关电场的电场强度;

3 理解电场强度的叠加原理,并能用此进行相关问题的计算; 4 知道均匀带电的球或球壳外电场的电场强度特征;

5 知道电场线概念、意义及性质,并能用它来分析电场相关问题。 2)我确定的过程与方法目标是:

1 体会电场是描述电荷相互作用的一种有效而且方便的方法;

2 在探究电场属性(电场强度)过程中体会用比值定义物理概念的方法;从比值定义法的普遍意义上理解电场强度概念和性质;

3 会用“力线”这一形象直观方法描述抽象问题。 3)我确定的情感、态度与价值观目标是:

认识到科学于由“谬误”到“纠正谬误”中螺旋式发展,对科学史上的历史事件有着正确的认识观,树立正确的科学态度,培养科学精神。

1.3:重点、难点的确定及依据:以深刻理解电场强度的物理意义为重点内容。确定依据为本节课的中心是让学生认识到场的客观存在,及场的力的性质。由此引入一个物理量并恰当地定义它成为本节课的核心问题,因此将它定为重点。

本节课的难点有三个:一场强的定义方法;二场强和电场力的区别和联系;三几种典型电场线的分布。确定的依据有三个方面:一电场强度的引入过程需要较强的抽象思维能力,二电场强度与电场力容易发生混淆,三学生对电场线的分布往往只识其形而不解其质。 那么,究竟应该怎样来完成本节课的任务呢?下面说一下本节课的教法和学法。

二、教法学法:

教法:根据本节课内容较抽象、理性思维较强的特点,教学中要综合运用多种教学方法来启发学生思维,如:启发式教学法、“发现学习”教学法。

学法:让学生独立思考,协商讨论,突出主体性。因为学生不是被动接受知识的容器,而是学习的主人。促进学生自主学习,合作探究,形成个性化的知识结构同时变学会为会学,是改革传统教学的重大课题。

三、教学过程 3.1引入新课

首先打开一瓶芳香剂,在一片芳香中进入课堂,并对同学说我今天我给大家带来了一片芳香,我给教室起个名字叫“芳香场”然后就围绕这个“芳香场”展开问题,用类比的方式来引出电场,电场强度,电场线等概念。如通过比较前排和后排同学对香味浓淡程度的不同感受引导学生:芳香场香不香,不是由我们的鼻子决定,而是芳香场本身决定。当然,要检测芳香场有多香,离不开使用我们的鼻子,然而我们又要避开我们鼻子的因素,例如灵敏度的影响。那么怎样避免?如果把我们闻到的香味程度定义为A,把灵敏度定义为B,芳香场本身的芳香强度定义为C,那么你觉得这三者会是什么关系?学生:C=A/B 。

这样就引出了比值定义法。然后我讲解比值定义法的一般规律,即用比值定义法定义的物理量,一般是用来描述某一事物的某一方面的固有属性、功能或者本领得,这种固有属性、功能或者本领一般情况下只与事物本身因素决定。再举个例子来说明,如材料的密度由材料本身决定。然后再让后面的同学站到前面来体验,学生会发现,感觉前面比后面香。我由此接着说明,芳香场不同地方的芳香强度还是不一样的。然后再问,芳香场你闻得到,但是看到了,摸到了吗?没有。虽然我们看不到,摸不着,但它的确存在,因为我们用鼻子体验到了。接下来,我让同学回忆库仑定律的实验,实验中两个两点电荷间有一定距离,却存在着相互作用力,那是因为这两个电荷之间存在着中间介质——电场,电荷受到的力叫做电场力。接下来,我就来探究电场的性质,以及电场的强度又是如何定义的?

设计说明:这个课堂引入,可用时长一点,力争做到“体验逼真,逻辑严密,内容丰富”,学生真实地体验芳香场的存在,切身感受香味程度、灵敏度、芳香强度的关系,以及芳香场的芳香强度的性质特征(或者决定因素)。这个引入做得精彩,那么很自然地就解决了本节课堂学习——电场的存在,电场力、电荷量和电场强度的关系,以及电场强度的性质特征。注意,这里先避免谈及香味剂这一场源的决定性因素。等后面分析点电荷的电场强度特征的时候,再做类比——体会到电场也不是平白无故产生的。 3.2 进入新课 (1)电场 电场强度

首先,我让同学阅读书上电场,电场强度两部分内容,然后出示幻灯片上的问题,以提问的方式来学习。,因为之前有了准备充分的引入,可以直接切入实质问题。我的问题是 1.电场的定义和基本性质:(存在于带电体周围的特殊物质。对放入其中的电荷有力的作用,这种力叫电场力)然后展示电荷间相互作用力的幻灯片,并加以解释。 2.用什么可以检验是否存在及其强弱分布情况?(检验电荷)

3.对检验电荷有什么要求?(电荷量和尺寸必须充分小,原来的电场不因试探电荷的出现而有明显的变化)

4.电场的强度,由置入该场的检验电荷所受电场力决定的吗?(电场强度由电场本身决定,与电场力无关。

5.电场强度的定义,公式,单位,方向,物理意义

解答完这些问题后,再出示一道例题,以巩固以上的基础知识。然后就可以进行下一环节的学习了。

(2)点电荷的电场强度和电场强度的叠加

这一部分我这样导言:电场不是凭空产生的。我们把激发电场的那个东西,称之为场源。就像我们的芳香场一样,不是凭空产生的,是由芳香剂激发产生的。那么电场强度与产生它的场源电荷有什么关系呢?接下来我带领学生进行书上点电荷电场强度大小的推导。接下来用幻灯片给出正点电荷和负点电荷的电场图片,让同学们分析它们之间的区别。

接下来提出问题,如果某一电场是有多个点电荷激发,那么该电场的电场强度怎样?让学生就此问题展开讨论,引导学生向着电场强度的叠加方向回答。然后在幻灯片上出示书上图1.3-3图,带领学生分析电场的叠加得出结论:电场中某点的电场强度为各个点电荷在该点产生的电场强度的矢量和。

接下来提出问题一个比较大的带电物体是不能看做点电荷的,那么我们怎样计算它的电场呢?同学讨论后我会给出用分割方法来分析问题的思想。接着带领学生探究均匀带电球体(环)外的电场强度,均匀带电球体(环)所产生的电场在球外的某点的电场强度可用公式 表达,这一严格证明需要用到高斯定理。显然这已经超出了高中阶段要求。所以再引入之前,我先让同学回忆上一节库仑定律的中的一个问题:两个均匀带电的玻璃小球,它们的电荷量分别为Q、q ,尽管小球的半径与它们之间的距离r比较起来不能忽略不计,但它们之间的库仑力可以这样计算:认为小球的电荷量全部集中于球心并看作电荷,然后利用库仑定律进行计算。接下来请同学们计算带电量为+Q的均匀带电小球半径为R,它所激发的电场在球外某点P(r>R)的电场强度大小是多少?方向如何?提示,利用上小题结论,并采用分割思想分析解答。)这样就化简为易了。 (4)电场线

这一部分我这样导言:电场是一种看不到也摸不着的特殊物质。这是一个非常抽象的物理观点,最初有些科学家对此都很难接受理解。为此,电场观念创始人法拉第发明了一套直观形象方法,帮助我们对电场及其性质的理解。这一方法就是电场线方法。接下来我们探究学习这一方法,及其性质。

然后我用幻灯片显示书上图1.3-5——1.3-7,然后我介绍电场线的概念,再让学生根据所示图片说出电场线的特点,然后我再总结电场线及其特点,和集中常见电场线的画法,加以强调,在重复讲解后,找几名同学到黑板上分别画出正点电荷和负电荷所产生电场的电场线,等量异号电荷的电场线,等量同种电荷的电场线,其他同学在练习本上画,画完以后,我在带领学生一起检查,对错误加以说明和改正,最后,提示同学们电场线不是实际存在的线,而是为了形象地描述电场而假想的线,以避免学生走进误区。

(5)匀强磁场

这一环节我会直接给出匀强磁场的定义,然后让同学根据匀强磁场的定义来画出匀强电场的电场线。接下里告诉学生,匀强磁场是一个理想的模型,然后出示图1.3-10并加以解释分析。 3.3反馈练习这一环节我将用幻灯片出示几道练习题,通过学生的解答情况来考察学生的学习情况,好在接下来的课中进行巩固。 3.3课堂小结

在这一环节,我将会以提问的方式对这两节的内容进行归纳和总结,并将要点写在黑板上。 3.4布置作业

1.阅读科学漫步的内容 2.完场课后习题1,5,6,7 我的说课到此结束,谢谢

推荐第6篇:《电场电场强度》教案

物理组集体备课材料

《电场、电场强度》教案(初稿) 彭泽一中物理组许卿 教学目标 知识目标

知道电荷间的相互作用是通过电场发生的,知道电场是客观存在的一种特殊物质形态。 理解电场强度的概念及其定义,会根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。

能根据库仑定律和电场强度定义推导点电荷电场强度的计算式,并能用此公式进行有关的计算。 能力目标

培养学生分析、总结、语言表达的能力。 教学重点 电场强度。 教学难点

电场强度概念的建立。 教学方法

类比分析法、问题解决法、实验分析法。 教学过程

[引入] 接触力是通过接触使物体间有相互作用而产生的,那么非接触力又是通过什么产生的呢?本节我们来探讨这个问题。 新课教学 ㈠电场

[类比磁力引入] 电荷间的相互作用是通过一种场发生的,叫电场。 [学生活动] 阅读课本相关内容,了解电场性质。 电场在哪儿存在?

电场能看得见吗?借助显微镜可以吗? 电场的基本性质是什么? [教师总结作答] 在电荷周围存在电场。

电场是客观存在的一种特殊物质形态,是不可以通过仪器观察到的。 电场的性质是对放入其中的电荷有力的作用,这种力叫做电场力 [CAI课件展示] ㈡电场强度 [方法介绍] 因为电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用,所以必须在电场中放入电荷才能研究电场。

[提出问题] 对放入电场的电荷有什么要求吗?为什么?

[结论]

[深入思考] 电场强弱不一样该如何表示呢?

[学生提出猜想,共同讨论方案的可行性] [引入定义] 放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量的q的比值,叫做该点的电场强度,简称场强,用E表示。 ⑴表达式: E = F/q ⑵单位:1N/C = 1V/m ⑶物理意义:反映电场性质(强弱)的物理量,场强大电场强;场强小电场弱。 ⑷矢量性:物理学中规定:电场中某点正电荷受力的方向就是该点的场强方向。

[深入探究] 某点的场强同试探电荷有关吗?该点的场强由什么决定? 某一点的场强当不放试探电荷时将变为零的观点是否正确?

[实例分析] 分析如图A、B 两点的场强是否相同课堂反馈 ㈢点电荷的场强、电场的叠加

[学生活动] 由库仑定律和场强公式推导点电荷的场强公式。

q受力为

F = kQq/r2 根据电场强度定义:

E = F/q = kQ/r2 公式中各物理量及对应的字母:

E→电荷产生的场强→N/C k→静电力恒量→Nm2/C2 Q→产生电场的电荷→C r→电场中某点到Q的距离→m 场强方向:

如果Q是正电荷,E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q; 如果Q是负电荷,E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q。

课堂小结

课堂反馈

下列说法中正确的是

A、在非匀强电场中,各点的场强大小必定不等 B、电场强度是反映电场的力的性质的物理量

C、电场强度是矢量,它的方向就是电荷在该点的受力方向

如图所示,在正电荷Q的电场中距Q为r的P点放一个很小的点电荷q,测得 q受到的电场力为F,则P点的电场强度为 A、E = F/q

B、E = kQ/r2 C、E = F/Q

D、E = kq/r2 在电场中的某点放入电荷量为5.0×10-9C的点电荷,受到的电场力为3.0×10-4N。这一点的场强是多大?如果改用电荷量为6.0×10-9C的点电荷,用来确定该点场强,场强会不会改变?为什么?

地球的表面通常存在一竖直方向的电场,一带负电的微粒在此电场中受到一个向上的力,电场强度的方向是竖直向上,还是竖直向下? 布置作业

回顾复习本节内容。 课后作业。 预习下节。

物理组集体备课材料 集体备课记录

高一物理备课组活动记录

时间.3.28 地点:行政楼二楼

主持人:夏长根

主备人:许卿

记录人:袁慧 出席老师:许卿夏长根袁慧黄岩孙平方 活动记录

许卿:各位老师:大家好

我讲课的题目是“电场强度”,下面我对这节课分以下几个方面进行说明,具体内容如下:

一、教材分析

本章是选修3系列的第一章,是高中阶段电学内容的开始,也是高中阶段基础的内容之一。电场强度描述了电场的力的性质,是电学中最基本的概念。学好电场强度和电场力,才可拓展延伸至电场力做功、电势差、电势能、电流的形成、带电粒子的运动等一系列的新概念。所以电场强度是掌握电学其他许多概念的基础。因此电场强度概念不仅是本章的重点、难点,也是整个高中电学,乃至整个电磁学的重点之一。要让理解电场强度的概念,首先要建立电场的概念,这是学生在学习本节感到最困难的地方。

统观教学指导意见和教材,不难发现本课的教学有如下的特点:

1.知识点多:电场,电场强度,电场线,检验电荷,点电荷的电场,场源电荷,矢量运算等

2.教学内容抽象:电场看不见模不着,学生对于场的感性认识少,电场线是一个理想的模型.

3.学生的知识体系不完备:关于场没有完整的知识网络,在教学中必须重新构建.

二、教学目标

(一)知识与技能

1、知道电场是电荷周围存在的一种特殊物质,知道电荷间的相互作用是通过电场发生的。

2、了解试探电荷的作用,理解对试探电荷量和试探电荷的尺寸的要求。

3、理解电场强度,知道它的单位和定义式及方向的规定。

4、了解点电荷周围的电场分布和电场的叠加,会用点电荷的场强公式和电场叠加进行有关计算。

(二)过程与方法

1、培养学生在通过实验及类比的方法、提高发现问题、提出问题和解决问题的能力及知识的迁移能力。

2、在理论和实验论证、猜想环节中培养学生科学论证能力和推理能力。

3、通过电场强度定义式的得出,让学生体会到用比值法定义物理量的方法和重要性。

(三)情感态度和价值观

1、通过对于“超距作用”的观点到场的提出的物理学史的回顾,使学生认识到科学探究的协作性和继承性,法拉弟在电磁学中的重要性。

2、通过电场强度的研究,培养学生探究的精神以及对于自然、生活中物理现象的好奇性。

3、通过学习电荷的电场分布,认识到对称和科学美感

三:重点、难点的确定及依据:以深刻理解电场强度的物理意义为重点内容。

确定依据为本节课的中心是让学生认识到场的客观存在,及场的力的性质。由此引入一个物理量并恰当地定义它成为本节课的核心问题,因此将它定为重点 孙平方:我认为题由问题引入较好

[问题]

1、下列哪些力是接触力?哪些力是非接触力? 拉力、重力、压力、支持力、摩擦力、磁力 上节我们学习的静电力是接触力还是非接触力?

夏长根:本节内容较为抽象,要利用实验让学生感受,可以这样设计: [实验探究] 1.在一个带电体的周围不同距离处悬挂相同的带电小球,观察现象。 2.在一个带电体的周围相同距离处悬挂不同的带电小球,观察现象。 注:悬挂的带电小球是试探电荷。 [实验思考] 1.悬线偏角不同,说明受到的电场力一样吗?

2.不同位置同一试探电荷偏角不同,说明受到的电场力一样吗?为什么? 3.相同距离处不同试探电荷偏角的不同,又说明什么情况?反映什么特点? [归纳] 1.偏角不同,说明受到的电场力不同。 2.不同位置同一试探电荷偏角不同,说明同一电荷在同一电场的不同位置受到的电场力不同,也说明不同位置的电场强弱一般不同

同一位置不同试探电荷受电场力的不同导致悬线偏角不一样,说明电场力跟试探电荷的电荷量有关,电荷量越大,受力越大。

黄岩:关于电场强度的合成与分解,我建议增补一下内容

[问题讨论]如果有几个点电荷产生电场,那么空间中某点的电场又是如何的呢?场强呢?

[讨论结果]如果有几个点电荷产生电场,它们的电场就互相叠加,形成合电场。合成原理:矢量运算法则。

夏长根:今天的教研活动很成功,各位老师提出了很好的改进方法,年轻老师也是一个很好的学习机会,本节课明天第三节课在高一(0)班由许卿老师讲,希望全组老师准时参加,许卿老师对教案要认真修改。 物理组集体备课材料

《电场、电场强度》教案(修改稿) 彭泽一中物理组许卿 教学目标 知识目标

知道电荷间的相互作用是通过电场发生的,知道电场是客观存在的一种特殊物质形态。 理解电场强度的概念及其定义,会根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。

能根据库仑定律和电场强度定义推导点电荷电场强度的计算式,并能用此公式进行有关的计算。 能力目标

培养学生分析、总结、语言表达的能力。 教学重点 电场强度。 教学难点

电场强度概念的建立。 教学方法

类比分析法、问题解决法、实验分析法。 教学过程 课题引入

[问题]

1、下列哪些力是接触力?哪些力是非接触力? 拉力、重力、压力、支持力、摩擦力、磁力。

2、上节我们学习的静电力是接触力还是非接触力?

[引入] 接触力是通过接触使物体间有相互作用而产生的,那么非接触力又是通过什么产生的呢?本节我们来探讨这个问题。 新课教学 ㈠电场

[类比磁力引入] 电荷间的相互作用是通过一种场发生的,叫电场。 [学生活动] 阅读课本相关内容,了解电场性质。 电场在哪儿存在?

电场能看得见吗?借助显微镜可以吗? 电场的基本性质是什么? [教师总结作答] 在电荷周围存在电场。

电场是客观存在的一种特殊物质形态,是不可以通过仪器观察到的。 电场的性质是对放入其中的电荷有力的作用,这种力叫做电场力 [CAI课件展示] ㈡电场强度 [方法介绍] 因为电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用,所以必须在电场中放入电荷才能研究电场。

[提出问题] 对放入电场的电荷有什么要求吗?为什么?

[结论]

[实验探究] 在一个带电体的周围不同距离处悬挂相同的带电小球,观察现象。 在一个带电体的周围相同距离处悬挂不同的带电小球,观察现象。 注:悬挂的带电小球是试探电荷。 [实验思考] 悬线偏角不同,说明受到的电场力一样吗?

不同位置同一试探电荷偏角不同,说明受到的电场力一样吗?为什么? 相同距离处不同试探电荷偏角的不同,又说明什么情况?反映什么特点? [师生互动归纳] 偏角不同,说明受到的电场力不同。

不同位置同一试探电荷偏角不同,说明同一电荷在同一电场的不同位置受到的电场力不同,也说明不同位置的电场强弱一般不同

同一位置不同试探电荷受电场力的不同导致悬线偏角不一样,说明电场力跟试探电荷的电荷量有关,电荷量越大,受力越大。 [深入思考] 电场强弱不一样该如何表示呢?

[学生提出猜想,共同讨论方案的可行性] [引入定义] 放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量的q的比值,叫做该点的电场强度,简称场强,用E表示。 ⑴表达式: E = F/q ⑵单位:1N/C = 1V/m ⑶物理意义:反映电场性质(强弱)的物理量,场强大电场强;场强小电场弱。 ⑷矢量性:物理学中规定:电场中某点正电荷受力的方向就是该点的场强方向。

[深入探究] 某点的场强同试探电荷有关吗?该点的场强由什么决定? 某一点的场强当不放试探电荷时将变为零的观点是否正确?

[实例分析] 分析如图A、B 两点的场强是否相同课堂反馈 ㈢点电荷的场强、电场的叠加

[学生活动] 由库仑定律和场强公式推导点电荷的场强公式。

q受力为

F = kQq/r2 根据电场强度定义:

E = F/q = kQ/r2 公式中各物理量及对应的字母:

E→电荷产生的场强→N/C k→静电力恒量→Nm2/C2 Q→产生电场的电荷→C r→电场中某点到Q的距离→m 场强方向:

如果Q是正电荷,E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q; 如果Q是负电荷,E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q。

[问题讨论] 如果有几个点电荷产生电场,那么空间中某点的电场又是如何的呢?场强呢?

[讨论结果] 如果有几个点电荷产生电场,它们的电场就互相叠加,形成合电场。合成原理:矢量运算法则。

[实例分析] 课本例2。 课堂小结

课堂反馈

下列说法中正确的是

A、在非匀强电场中,各点的场强大小必定不等 B、电场强度是反映电场的力的性质的物理量

C、电场强度是矢量,它的方向就是电荷在该点的受力方向

如图所示,在正电荷Q的电场中距Q为r的P点放一个很小的点电荷q,测得 q受到的电场力为F,则P点的电场强度为 A、E = F/q

B、E = kQ/r2 C、E = F/Q

D、E = kq/r2 在电场中的某点放入电荷量为5.0×10-9C的点电荷,受到的电场力为3.0×10-4N。这一点的场强是多大?如果改用电荷量为6.0×10-9C的点电荷,用来确定该点场强,场强会不会改变?为什么?

地球的表面通常存在一竖直方向的电场,一带负电的微粒在此电场中受到一个向上的力,电场强度的方向是竖直向上,还是竖直向下? 布置作业

回顾复习本节内容。 课后作业。 预习下节。

推荐第7篇:电场 电场强度教案

《5.1 电场 电场强度》教学设计

【教学内容】

第五单元第1节。

【教学目标】

知识与技能:了解电场是客观存在的一种特殊物质形态;理解电场强度的概念及其定义式,理解电场强度方向的规定;理解电场线的意义和性质。了解匀强电场的概念。

过程与方法:能用电场线描述电场,能运电场强度的定义式进行简单的计算;学会运用观察、归纳等方法从现象进行分析推理、发现客观规律,体会比值法定义物理量。

情感态度价值观:通过介绍静电研究的历史知识,激发学生热爱科学的情感,通过实验观察、分析推理培养学生严谨的科学态度和正确的思维方法。

【教学重点】

电场强度的定义及电场线的意义。

【教学难点】

对电场强度定义及电场线意义的理解。

【教具准备】

橡胶棒、玻璃棒、丝绸、毛皮、验电器、铁架台、通草球等。

【教学过程】

◆创设情境──引出课题

1.课件展示:播放视频及PPT,展示生活及生产中的静电现象。

2.实验演示:捋不拢的丝线,随梳飘动的头发等等。

3.生活现象回顾:弹不掉的灰尘,冬天脱毛衣时的火花与噼啪声等等。

4.教师讲述:以上现象的发生都与静电有关,从今天开始我们将探究静电现象。

5.人类研究静电的历史回顾

人类认识静电现象,最早的记载是希腊哲学家泰勒斯(生活时代略早于中国的孔子)发现了当时的希腊人摩擦琥珀吸引羽毛。在中国,西汉末年已有“顿牟(玳瑁)掇芥(细小物体之意)”的记载;晋朝时有关于摩擦起电引起放电现象的记载:“今人梳头,解著衣时,有随梳解结有光者,亦有咤声”。但对静电现象的科学研究却开始于2000年后的18世纪,其主要原因,一是当时的社会发展水平尚未出现对电的需求,二是科学技术水平落后,无法对研究提供技术和设备支持。

历史上,人类研究静电现象时遇到的主要困难:

一是一般物体的带电量较小,静电力非常小,没有精密仪器测量非常小的力;二是没有电量的单位,无法衡量和控制电荷的多少;三是物体有一定的大小和形状,电荷在物体上的分布情况不清楚,不好确定两带电物体之间的距离。

对静电力的科学研究,关键是上述问题的解决,谁能解决上述问题,谁就能取得研究的成功。

◆实验与探究──新课学习

一、两种电荷及电荷间的相互作用

1.摩擦起电及带电物体的特性

演示及学生实验:分别用玻璃棒、橡胶棒靠近碎纸屑,它们不会吸引碎纸屑;将玻璃棒与丝绸摩擦,橡胶棒与毛皮摩擦,分别用摩擦后的玻璃棒、橡胶棒靠近碎纸屑,它们吸引碎纸屑。

教师讲述:通过摩擦,玻璃棒、橡胶棒带了电,有了电荷,这种带电方式叫摩擦起电,各种不同物质相互摩擦,都可以带电或有电荷。带电或有电荷的物体能吸引轻小物体。

2.两种电荷及相互作用

教师讲述:人类通过探究知道,自然界存在两种电荷,分别叫做正电荷与负电荷。人们把与丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷,将与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做负电荷。人们还发现,电荷间有相互作用,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。

3.物体带电的多少──电量

不管用什么方式使物体带电,总可以使物体带电的多少不同。物体所带电荷的多少叫做电荷量,简称电量。在国际单位制中,电量的单位是库仑,简称库,用大写英文字母“C”表示。

4.提出问题

带电物体即就是不相互接触,它们之间也会发生力的作用。那么,这个力是怎样产生的?又是怎样作用给另一个带电物体的呢?

二、电场

1.什么是电场?

电荷的周围空间存在电场。不管物体是通过什么方式带电的,也不管物体处在什么样的物理环境中,只要物体带电,在它周围的空间就一定存在电场。

电场是一种特殊的物质。在自然界里,物质的存在形式有两种,一种就是我们平时能够看得见摸得着的实物,如生活中使用的由各种物质构成的物体,它们有形态、色泽、硬度、密度、导电性、功能、结构等方面的差异。物质的另一种存在形式就是场,比如电场、磁场等,它们看不见摸不着,但它们能表现出被人们感知的特性,人们就是借助这些特性来研究电场的。

2.电场的基本特性

电场的基本特性就是对处在其中的电荷有力的作用,这个力称为电场力或库仑力。

两个带电物体间的电场力是通过电场实现的。比如甲乙两个电荷,甲电荷在它周围空间建立电场,乙电荷就处在了甲的电场中,受到甲电荷电场的电场力作用;同理,乙电荷在它周围空间建立电场,甲电荷处在乙电荷的电场中,受到乙电荷电场的电场力作用。

通过分析可以知道,电荷间的电场力是通过电场发生的。

三、点电荷

1.引入背景

一般带电物体,都有大小及形状的差别,即就是它们带电量相等,由于它们大小、形状的不同,使得电荷在物体上的分布情况不同,这会影响到对电荷间相互力的研究。带电体体积越小,或者描述带电体大小的线度相比于两带电体的距离可以忽略时,带电体本身的大小对问题研究的影响越小,这种情况下,可以忽略带电体自身的大小,把带电体看成是只具有电荷的点。就像研究物体的机械运动时,把物体看成具有质量的点──质点一样。

2.点电荷

点电荷是为了简化研究而引入的理想模型,实际的带电物体,总有一定的体积和形状,不会是一个“点”,所以点电荷实际上是不存在的。但物理学研究中的一个重要策略就是舍弃次要因素,抓主要因素。当带电体间的距离比它们的大小尺寸大很多时,它们的大小对于它们之间的电场力的影响是非常小的,影响它们之间电场力的主要因素是各自的电量和它们之间的距离,这时,可以忽略电荷自身的大小,把它们看成是只具有电量的几何点──点电荷。

比如两个直径为20cm的带电球,当两球心的距离为30cm时,由于球的直径与间距差不多,这种情况下,两个带电球就不能视为点电荷;如果两球心的距离为10m,这时他们的间距远远大于球的直径,球的直径对与它们间的电场力几乎没有影响,可以把它们视为电量集中在球心的点电荷。

四、电场强度

1.电场中不同位置电场特性的强弱不同

(1)科学家的实验探究:如图所示,在带电体Q产生的电场中的不同点A、B先后放入同一带电体q,发现q所受电场力的大小、方向不同,q在A点受到的电场力比在B点时受到的电场力大。

(2)实验结果剖析:既然两个位置放置的是同一电荷,那么两次受到的电场力大小、方向的不同肯定不是q引起的,应该是Q的电场引起的,这说明电场有强弱、方向的差别。如上述实验中,带电体Q电场中A点的电场比B点的电场强一些。

2.电场强度

(1)科学家的实验探究:如图所示,在带电体Q产生的电场中的不同点A、B先后放入另一带电体q,发现它在A、B两点时受到的电场力与q不同,但对于A点来说,q及q所受的电场力与电量的比值却一样;对于B点来说,q及q所受的电场力与电量的比值也一样。而且A点的这个比值比B点的这个比值大,而我们已经知道A点的电场比B的电场强,这样可以得出一个结论,将带电体放入电场中,放入的带电体在电场中的某点所受到的电场力与自己的带电量的比值的大小恰好与电场的强弱相对应。在其他任何电场中进行探究,也会有这样的结果。

(2)电场强度的定义

放入电场中某一点的电荷所收到的电场力F与它所带电量q的比值,叫做该点的电场强度(简称场强),用符号E表示。 /

/

/

(3)单位:N/C(牛顿/库仑)

(4)方向:正的点电荷所受电场力的方向。

五、电场线

1.引入背景

用图像形象表示电场的强弱和方向。电场强度是描述电场强弱及方向的物理量,因此电场强度、电场线描述的是同一现象,可以说电场线是电场强度的图示。就像用力的图示形象描述力的三要素一样。

2.怎样用电场线描述电场

(1)力的图示中线段的方向表示力的方向,因此可以在电场中画出有方向的线条,用线条的方向或线条上的切线方向表示电场的方向。

(2)可以按上述要求画出多条线条,电场强(电场强度大)的地方线条密一些,电场弱(电场强度小)的地方线条疏一些。这样线条的相对疏密程度就可以表示电场的强弱(电场强度的大小)

3.电场线

(1)画法及意义:可以在电场中画出一系列从正电荷出发到负电荷终止的曲线,使曲线上每一点的场强方向都在该点的切线方向上,这些曲线就叫做电场线。

同一电场中,电场线密集的区域电场强度大一些,电场线稀疏的区域电场强度小一些;电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向。

4.对静电场中电场线的讨论

(1)电场线是人为引进形象描述电场的线,在电场中人们总是画出有限的条数,不能认为两线条之间的“空白”处没有电场。

(2)电场线总是起始于正电荷,终止于负电荷。对于孤立的正电荷,可认为无限远处有一个负电荷,等着“接收”它“发出”的电场线;对于孤立的负电荷,可认为无限远处有一个正电荷,“发出”让它“接收”的电场线。

(3)在没有电荷的地方,任何两条电场线不相交。因为对于电场中的一个点来说,电场的方向是唯一的,如果两条电场线在某点相交,就会出现该点电场强度方向不唯一,这与事实相违背。

(4)电场线不是带电粒子在电场中运动的轨迹。

5.几种电场中的电场线

(1)孤立正、负点电荷电场。

(2)等量异号、同号点电荷电场中的电场线。

六、匀强电场

1.匀强电场的概念

在电场的某一区域里,如果各点场强的大小和方向都相同,这一区域的电场就叫匀强电场。如两块相互靠近的带电平行金属板间的电场中,除去边缘附近以外,两板正对部分空间的电场是匀强电场

2.匀强电场的说明

(1)匀强电场是某电场中的一个区域。

(2)匀强电场中的电场线是等间距的平行直线。

◆交流与评价──总结归纳

1.问题讨论:课本第129页“复习与巩固”

1、

2、3。

2.引导学生归纳本节要点(见板书设计)

【作业布置】

1.复习课文,书面完成课本第129页“复习与巩固”

4、5。

2.撰写小论文《电场强度与电场线》

3.预习第2节

【板书设计】

2010-05-06

推荐第8篇:《电场》教案4

《电场》教案

【教材分析】教材从电荷在电场中受力入手,引入了电场强度的概念,明确它是表示电场强弱的物理量。本节课主要由电场强度、点电荷的电场和电场强度的叠加、匀强电场三部分内容组成。原本都是很抽象的知识,通过与重力场做类比,引入试探电荷的方法,化抽象为具体,引领学生的认知。 【教学目标】

一、知识与技能

1.粗略了解物理学史上对电荷间相互作用力的认识过程。

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殊的形态。

3.理解电场强度的概念及其定义,会根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.能根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单的计算。

6.利用电场线描述电场,知道匀强电场的特点。

二、过程与方法 地球重力场

1.经历“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.领略通过试探电荷在电场中所受静电力的方法来研究电场,体会理想模型、比值法、类比法等物理学研究方法的应用。

三、情感态度与价值观

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态度。

【教学重点】

1.探究描述电场强弱的物理量——场强。

2.理解电场、电场强度的概念,并会根据电场强度的定义进行有关的计算。 3.几种特殊电场及其电场线的画法。

【教学难点】充分理解场强的物理意义、学会分析矢量场强的大小和方向。 【教学用具】多媒体课件、电场线模拟演示仪

【教学设计】

一、复习提问、新课导入教师:上一节课我们学习了库仑定律,也就是表示两个点电荷之间静电力大小的公式,请同学来回答。学生回答:教师:我们不免会产生这样的疑问:投影右图。问题1:真空中两个电荷相隔一定的距离,却能够发生相互作用,它们之间难道就没有物质吗?学生思考。教师:假如没有物质,那么电荷的能量从何而来?假如存在物质,这种物质肯定有它的特殊性,因为我们看不见摸不着它。其实真的存在这样的物质,它叫做场。比如重力场。物体和地球之间的相互作用,是通过这种场发生的,这里的场可以叫做重力场。而电荷与电荷之间的相互作用,是通过电场发生的。

二、新课教学

(一)电场

教师:首先提出电场这种物质的科学家是英国的物理学家、化学家——法拉第。他对事物的本质有着非常敏锐的洞察力,在电学上有着突出的贡献。向学生简要介绍法拉第的求学经历。让电场与重力场做类比即可理解电荷之间的力是如何发生的了。

教师启发引导:场都是“物质”──它和分子、原子组成的实物一样,虽然我们看不见、摸不着,但它们都具有能量、质量和动量,物体受到的万有引力是靠重力场来完成的,电视机、收音机信号的发射与接受是靠电磁场来实现的。

教师板书:电场是存在于电荷周围的一种特殊的物质,场与实物是物质存在的两种形式。教师:通过库仑定律的学习,我们可以联想到:电场具有怎样的特性呢?学生回答:对放入其中的电荷有电场力的作用。

教师:这种力的作用与电场的强弱有关吗?引导学生科学探究。 学生思考

(二)电场强度

教师:下面我们来探讨三个问题。①相同的小球在不同的位置所受作用力不一样,其本质原因是什么呢?

学生回答:电场强弱不同。

②那么如何来描述电场的强弱呢?

教师启发:像速度、密度等寻找一个物理量来表示。③如何来研究电场?学生思考。教师引导:电场的本领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。因此在研究电场的性质时,我们可以从静电力入手。对于像电场这样,看不见,摸不到,但又客观存在的物质,可以根据它表现出来的性质来研究它,这是物理学中常用的研究方法。

教师:怎样让它表现出来呢?学生回答:在电场中放入电荷。

教师:对放入的电荷有要求吗?比如电量的大小。学生回答:带电量非常小的点电荷。教师:下面请同学们仔细观察模拟实验的动画演示,并描述你看到的现象说明了什么。多媒体动画模拟:①不同位置偏角不同②增加试探电荷带电量偏角均增加学生回答:不同位置受力不同;同一位置试探电荷带电量增加,受力增大。

推荐第9篇:电场教案1

电场

专题一 库仑定律 电场和电场线

一、库仑定律的文字表述、公式、适用条件?

1、文字表述,真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.

2、适用条件:真空(干燥空气)中,点电荷.

QQ

3、公式:Fk122,求解静电力F时,利用公式将Q

1、Q2代绝对值,求得大小,方r向依据同斥异引判定.

二、电场:存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用力的一种特殊物质形态,称为电场.

1、电场的基本性质:它对放入其中的电荷有力的作用,这种电场对电荷的静电力称为电场力.同时,电场还能使放入其中的电荷具有能.

2、电场强度:放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值,叫做该点的电场强度,简称场强.

3、定义式:E=F/q.

这是利用比值定义法定义电场强度的.比值定义法,是物理学中定义物理量常采用的方法.如:ρ=m/V,v=s/t,a=

v1v0等等. t

4、适用范围:任何电场

大小:EF/q矢量性:矢量

向方向:正电荷所受电场力的方单位:伏每米,符号V/m,1N/C=1 V/m,

5、E表示电场本身的属性,不由F、q决定,即E跟电场中某点有无试探电荷和试探电荷的电荷量的多少,电性如何、所受电场力均无关.但可用E=F/q计算E.

Q

6、点电荷场强:Ek2

r

7、电场的叠加原理:如果有几个点电荷同时存在,它们的电场就互相叠加,形成合电场.这时某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和.

三、电场线

1、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致,并使线的疏密表示场强的大小。这些线称为电场线。

(1)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。

2、常见电场线的分布

(2)等量异号点电荷的电场线

(3)等量同号点电荷电场的电场线

练习

--1.场源点电荷Q=104C,试探点电荷q=-105C,它们相距r=1m而静止,且都处于空气中,如图

求:(1)q受的电场力. (2)q所在B点的场强EB=?

-(3)只将q换为q′=2×105C的电荷,求q′所受力及B点的场强. (4)将试探电荷拿去后,再求B点的场强.

2.如图,点电荷q与4q静止于空气中,相距r,它们都是正电荷,求: (1)它们连线中点A的场强. (2)求场强为零的点的位置.

2、两个点电荷电量分别为+4Q、-Q,固定在相距为L的两点,在何处放一个什么样的第三点电荷可使第三点电荷保持静止?

3.在电场中某点放一检验电荷,其电量为q,检验电荷受到的电场力为F,则该点电场强度为E=F/q,那么下列说法正确的是 ( ) A.若移去检验电荷g,该点的电场强度就变为零

B.若在该点放一个电量为2q的检验电荷,该点的场强就变为E/2 C.若在该点放一个电量为-2q的检验电荷,则该点场强大小仍为E,但电场强度的方向变为原来相反的方向 D.若在该点放一个电量为-

q的检验电荷,则该点的场强大小仍为E,电场强度的方向2也还是原来的场强方向

4.下列说法中,正确的是 ( ) A.在一个以点电荷为中心,r为半径的球面上,各处的电场强度都相同 B.E=kQ仅适用于点电荷形成的电场 2r C.电场强度的方向就是放入电场中的电荷受到的电场力的方向

D.当初速度为零时,放入电场中的电荷在电场力作用下的运动轨迹一定是直线

5.P为点电荷(+q1)电场中的一个点,在P点放一点电荷(+q2),+q1对+q2的作用力为F,则 ( ) A.P点场强为E=F/q1, 方向是q2在P点所受电场力的方向

B.将P点的电荷改为q2/2,则P点场强也相应地变为原来的1/2 C.若P点的电荷改为-q2, 则P点场强大小不变,方向与原来方向相反 D.若取走P点的点电荷,则P点场强相应地变为零 E.以上说法均不对

6.关于电场线,下列说法正确的是 ( ) A.电场线是客观存在的

B.电场线与电荷运动的轨迹是一致的

C.电场线上某点的切线方向与电荷在该点的受力方向可以不相同 D.沿电场线方向,场强一定越来越大

7.如图14—6甲为静电场的一部分电场线的分布, 下列说法正确的是( )

A.这个电场可能是负点电荷的电场 B.这个电场可能是匀强电场

C.点电荷q在A点时受到的电场力比在B点时受到的电场力大

D.负电荷在B点时受到的电场力的方向沿B点切线方向即沿乙图中的Ba方向

8.相距为L的A、B两点分别固定等量异种电荷Q,在AB连线中点处电场强度为( ) A.零

2 B.kQ/L,且指向-Q 2 C.2kQ/L, 且指向-Q 2 D.8kQ/L, 且指向-Q 9.关于电场强度和电场力说法正确的是( ) A.电场强度和电场力都反映电场本身的一种物理性质

B.电场强度反映电场本身的一种物理性质,其大小由放入电场中电荷所受电场力决定 C.电场中某一点电场强度反映电场本身性质,其大小与放入电场中的电荷无关 D.电荷在电场中某点所受电场力与电场强度、电荷量均有关 10.下列关于电场强度两个表达式E=F/q,E=

KQ,正确的是 ( ) r2A.E=F/q是场强定义式,F是放人电场中电荷受到的力,q是产生电场的电荷量 B.E=F/q是场强定义式,F是放入电场中电荷所受电场力,q是放入电场中电荷电量

2 C.E=KQ/r是真空中点电荷场强计算式,Q是产生电场的电荷电量

2 D.E=F/q适用于任何电场;E=KQ/r仅适用于点电荷电场

-10-611.将一点电荷q=-10C放在电场中P点.电荷受到电场力大小为lON, 方向向东,把该电荷撤去后,P点场强为 ( ) A.零

4 B.10N/C, 方向向东

4 C.10N/C,方向向西

-16 D.10N/C,方向向西 12.如图14—7所示,正电荷q在电场力作用下由P向Q做加速运动, 而且加速度越来越大,那么可以断定, 它所在电场是图中哪一个? ( )

13.关于电场线,下列说法正确的是 ( ) A.靠近正点电荷, 电场线越密, 电场强度越大, 靠近负点电荷,电场线越密,电场强越小

B.电场线的切线方向是点电荷只在电场力作用下的加速度方向 C.电场线是点电荷在电场中只受电场力作用时运动的轨迹 D.电场中任何两条电场线都不相交

14.如图14—8,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条直线上有a、b两点用Ea、Eb.表示a、b两处的场强大小,则( ) A.a、b两点场强方向相同

B.电场线从a指向b, 所以Ea>Eb C.电场线是直线,所以Ea=Eb D.不知a、b附近的电场线分布,Ea,Eb的大小都不能确定

15.在x轴上有两个点电荷,一个带正电Q1,一个带负电-Q2,Q1=2Q2, E1和E2分别表示两个电荷所产生的场强大小,则x轴上 ( ) A.E1=E2之点有一处,该处合场强为零

B.E1=E2之点共有两处,一处合场强为零,另一处合场强为2E2 C.E1=E2之点共有三处, 其中两处合场强为零, 另一处合场强为2E2 D.E1=E2之点共有三处,其中一处合场强为零,另两处合场强为2E3

专题二 电场能的性质

1.电势差

(1)定义:在移动电荷的过程中,电场对电荷所做的功与电荷电量的比值,叫这两点间的电势差.

(2)定义式:UABWAB.q(3)①A、B两点间的电势差可以是正值或负值,大小等于单位正电荷从A移到B时电场力所做的功.

②电势差的单位——伏(V),如果1 C的正电荷在电场中由一点移动到另一点,电场力所做的功为1 J,这两点间的电势差是1 V.

③电势差的绝对值也叫电压.

④不论电场如何分布,电场力是恒力还是变力,都可用W=qU来计算电功.2.电势 电势:电场中某点的电势等于单位正电荷由该点移到参考点(零电势点)时电场力所做的功.

电势差与零电势点的选取无关,但电势是相对零电势点而言的,与零电势点的选取有关.3.电势能

电场力做正功,电荷的电势能减少; 电场力做负功,电荷的电势能增加.电势能公式

-[例题]在如图所示的电场中,把点电荷q=+2×1011C,由A点移到B点,电场力做-功WAB=4×1011J.A、B两点间的电势差UBA等于多少?B、A两点间的电势差UBA等于多少?

-2.将带电量为6×10C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做了3×105J

-的功,再从B移到C,电场力做了1.2×105J的功,则

(1)A、C间的电势差UAC.

(2)电荷从A移到B,再从B移到C的过程中电势能共改变了多少?

练习

1.下列关于电荷在电场中移动时,其电势能变化的说法中,正确的是 A.正电荷沿电场线方向移动,其电势能增加 B.正电荷逆电场线方向移动,其电势能增加 C.负电荷沿电场线方向移动,其电势能减少 D.负电荷逆电场线方向移动,其电势能减少

2.如图,带电粒子在电场中由A点移到B点,可判知 A.粒子带负电

B.粒子的电势能不断减少 C.粒子的动能不断减少

D.粒子在B点的加速度大于在A点的加速度

3.下列说法中哪些是正确的

A.沿电场线的指向,场强一定越来越小 B.沿电场线的指向,电势一定越来越低 C.沿电场线方向移动电荷,电势能逐渐减小

D.在电场力作用下,正电荷一定从电势高处向电势低处移动 4.对于电场中A、B两点,下列说法正确的是

A.电势差的定义式UABWAB/q,说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比,与移动电荷的电量q成反比

B.A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点电场力所做的功

C.将1 C电荷从A点移到B点,电场力做1 J的功,这两点间的电势差为1V

D.电荷由A点移到B点的过程,除受电场力外,还受其他力的作用,电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功

5.关于电势与电势能的说法,正确的是 A.电荷在电势越高的地方,电势能也越大

B.电荷在电势越高的地方,它的电量越大,所具有的电势能也越大

-6C.在正点电荷电场中的任一点处,正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能 D.在负点电荷电场中的任意点,正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能

6.a、b为电场中的两点,且a点电势高于b点,则可知 A.把负电荷从a点移到b点电场力做负功,电势能增加 B.把正电荷从a点移到b点电场力做正功,电势能减少 C.无论移动的是正电荷还是负电荷,电荷的电势能都要减少 D.无论是否有电荷移动,a点电势能总是大于b点的电势能

图15—5—3 7.如图14—5—3所示,电场中有A、B两点,则下列说法中正确的是 A.电势A>B,场强EA>EB B.电势A>B,场强EA<EB

C.将+q电荷从A点移到B点电场力做了正功

D.将-q电荷分别放在A、B两点时具有的电势能εA>εB 8.关于电势的概念,下列说法正确的是 ( ) A.电场中某点的电势等于单位正电荷所具有的电势能 B.电场中某点的电势等于该点与零电势点间的电势差

C.电场中某点对标准位置的电势等于把静止的单位正电荷从标准位置匀速移至该点外力做的功

D.电场中某点的电势等于放在该点的检验电荷的电势能与其电量之比 9.如图14一17所示,电场中有A、B两点,则下列说法中正确的是( ) A.电势UA>UB,场强EA>EB B.电势UA>UB,场强EA

C.将+q从A点移到B点电场力做了正功

D.将-g电荷分别放在A、B两点时具有的电势能AB

-910.一个带正电的质点,电量q=2.0×10C,在静电场中由a点移到b-5-点,在这过程中,除电场力外,其他力做的功为6.0×10J,质点的动能增加了8.0×105 J,则a、b两点间的电势差为

4444A.3×10 V B.1×10 V C.4×10 V D.7×10 V 1.BD

2.AC 1.B 2.C 3.CD 4.AB 5.AB 6.BC

-5-4447.3,1.8×10 8.(1)1.2×10 J,1.2×10 V (2)1.2×10 V.

专题三

等势面

场强与电势差的关系

一、面:电场中电势相同的各点构成的面.

特点1:在同一等势面上移动电荷电场力不做功.

特点2:电场线跟等势面垂直,且由电势高的等势面指向电势低的等势面. 特点3:任两个等势面都不相交.

二、与电势差的关系

EU注:①只适用于匀强电场 d②d:沿场强方向的距离

[例题]如图,在匀强电场中的M、N两点距离为2 cm,两点间的电势差为5 V,M、N连线与场强方向成60°角,则此电场的电场强度多大? 练习1.关于等势面的说法正确的是( )

A.电荷在等势面上移动时不受电场力作用,所以电场力不做功 B.等势面上各点的场强大小相等 C.等势面一定跟电场线垂直 D.两个等势面永不相交

2.如图14—20所示,三个等势面上有a、b、c、d四点, 若将一正电荷由c经a移到d, 电场力做正功W1, 若由c经b移到d,电场力做正功W2,则 ( ) A.W1>W2,Ul>U2 B.W1U2 3.如图14—23为点电荷-Q的电场中的等势面,把正电荷q沿圆弧AA′从A移到A′, 电场力做功W1,把q沿直线BB′从B移到B′,电场力做功W2,把q沿直线CC′从C移到C′,电场力做功w3.则 ( ) A.W1>W2>W3 B.W2>W3>W1 C.W3>W2>Wl D.无法确定

4关于等势面,正确的是 ( ) A.等势面上各点电势一定为0 B.等势面上任意两点间电势差一定为零

C.在同一等势面上,无论沿任何路径移动电荷.电场力都不做功 D.两个不同的等势面上任意两点间的电势差为一定值

5.如图14—16所示,对两个电量均为+q的点电荷连线中点0和中垂线上某点P正确的是 ( ) A.0P,E0EP B.OP,EOEP

C.将正电荷从0移到P,电场力做正功

D.将正电荷从0移到P,电场力做负功

6.如图14—17所示,B、C、D三点都在以点电荷+Q为圆心,半径为r的圆弧上.将一检验电荷从A点分别移到B、C、D各点时,电场力做的功是 ( ) A.WAB>WAC B.WAD>WAB C.WAC>WAD D.WAB=WAC

7下列关于U=Ed说法正确的是 ( ) A.在电场中,E跟U成正比,跟d成反比 B.对于任何电场,U=Ed均成立

C.U=Ed仅适用于匀强电场,d是电场中任意两点间的距离 D.U=Ed仅适用于匀强电场,d是场强方向上两点间的距离

8.如图14—19所示,a、b、c是一条电场线上三点,电场线方向 由a到c,a、b间距离等于b、c 间距离,用a、b、c和Ea、Eb、Ec表示三点的电势和场强,可以判定 ( ) A. abc B.Ea>Eb>Ec

C.abbc

D.Ea=Eb=Ec

9.关于场强和电势的下列说法中,正确的是

A.在电场中a、b两点间移送电荷的过程中,电场力始终不做功,则电荷所经过路径上的各点的场强一定为零

B.电场强度的方向就是电势降落最快的方向

C.两个等量同种电荷的电场中,从两电荷连线的中点沿连线的中垂线向外,电势越来越低,场强越来越小

D.两个等量异种电荷的电场中,两电荷连线的中垂线上各点的电势均相等,而连线的中点场强最大,沿中垂线向外,场强越来越小

10.两个电量均为+q的点电荷连线中点O和中垂线上某点P正确的关系是

A.U0<Up,E0>Ep B.U0>Up,E0<Ep

C.将正电荷从o点移至p点,电场力做正功 D.将正电荷从o点移至p点,电场力做负功

11图所示,将两个带等量异性电的点电荷,分别置于A、B两点,CD是AB连线的垂直平分线,O为其垂足,AB线上M、N两点分别与O点等距.CD线上S、T两点分别与O点等距.若定无限远处电势为零,下面说法正确的是

A.M、N两点比较,场强EM=EN,方向相同;电势φM=φN≠0 B.S、T两点比较,场强ΕS=ET,方向相同,电势φS=φT=0

C.若M、N、S、T四点与O点均等距,则场强EM=EN=ES=ET,且方向相同 D.电势差USM=UNT,且均为负值 12.平行于低面的匀强电场中,有a、b、c三点,各点的电势分别为φa=8 V,φb=-4 V,φc=2 V,如图所示,已知ab103 cm,ac53 cm,ac与ab之间夹角为60°,试求这个匀强电场场强的大小和方向.

电容器、电容

一、构造

三、工作方式

四、电容

二、作用 1)充电 1)意义 2)放 2)定义式 练习题

1、某电容C=20PF,那么用国际单位表示,它的电容为_________F

2、两个电容器电量之比为2:1,电压之比为1:2,则它们的电容之比为( ) 3.对于一个确定的电容器的电容正确的理解是[ ]

A.电容与带电量成比 B.电容与电势差成反比C.电容器带电量越大时,电容越大。D.对确定的电容器,每板带电量增加,两板间电势差必增加.

4关于电容器下列说法正确的是 ( )

A.平行板电容器所带电量是指两极板所带电量绝对值之和 B.电容器电容越大,所带电量越多

C.电容器容纳电荷本领随两极板间电势差增加而增加

D.不同电容器,若两极间电势差相等,所带电量多的电容大 5有关电容器,正确的是 ( ) A.电容器的带电量与极板间电压成正比 B.电容器电容与电容器带电量成正比 C.电容器电容与极板间电压成反比 D.以上说法均不对

6.将平行板电容器两极分别与电源两极相连,若使电容器两极板间距增大,则 ( ) A.电容器电容减小 B.极间场强增大 C.极板带电量增大 D.极板上电压不变 7.列正确的是 ( ) A.由公式CQ并可知,电容大小跟电量成正比,跟电压成反比 U B.电容器的电容大小与电压、电量无关 C.电容器带电量是指每个极板带电量绝对值 D.电量越多,电容越大

8.如图14—24所示是描述对给定的电容器充电时电量Q,电压U,电容C之间相互关系的图象,其中错误的是 ( )

9.图14—36所示,两块平行相对的金属板MN与电池相连接,N板接地,在距离两板等远的一点P固定一个带正电的点电荷,如果将M板向上平移一小段距离,则 ( ) A.点电荷所受电场力要减小 B.点电荷所受电场力要增大 C.点电荷电势能保持不变 D.点电荷电势能减小

平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,两板间悬挂一带电小球,静止时悬线与垂线夹角为,如图14—38所示,现将正极板向右平移一小段距离,则小球的悬线受到的拉力将( ) A.变大 B.变小 C.不变 D.不能确定

11平行板电容器的两个极板分别与一电源正、负极相连,如图14—25所示,在保持开关闭合的情况下,将电容器极板距离增大,则电容器电容C、带电量Q,极板间场强E的变化 ( ) A.C、Q、E都逐渐增大 B.C、Q、E都逐渐减少 C.C、Q逐渐减小,E不变 D.C、E逐渐减小,Q不变

上题中,待电容器充电后将开关断开,再将电容器极板间距增大,则电容器电容C,极板间电压U极板间场强E的变化是 ( ) A.C变小,U不变,E不变 B.C变小,U变大,E不变 C.C变小,U变小,E不变 D.C变小,U不变,E变小

推荐第10篇:电场计算题典型题

1.如图9=5-19所示,两块长3cm的平行金属板AB相距1cm,并与300V直流电源的两

极相连接,AB,如果在两板正中间有一电子( m=9×10

沿着垂直于电场线方向以2×107m/s的速度飞入,则

1)电子能否飞离平行金属板正对空间?

(2)如果由A到B分布宽1cm的电子带通过此电场,能飞离电场的电子数占总数的百分之

几?

v0

图9-5-19

2.如图所示,边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场 电量为q、动能为Ek的带电粒子从a点沿ab方向进入电场,不计重力。

(1)若粒子从c点离开电场,求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能;

(2)若粒子离开电场时动能为Ek’,则电场强度为多大?

3.如图所示,质量为m=1克、电量为q=2×10-6库的带电微粒从偏转极板A、B中间的位置以10米/秒的初速度垂直电场方向进入长为L=20厘米、距离为d=10厘米的偏转电场,出电场后落在距偏转电场40厘米的挡板上,微粒的落点P离开初速度方向延

长线的距离为20厘米,不考虑重力的影响。求:

(1)加在A、B两板上的偏转电压UAB

(2)当加在板上的偏转电压UAB满足什么条件时,此带电微粒会碰到偏转极

-31kg,e=-1.6×10-19C),

4.如图所示,两带有等量异电荷的平行金属板M、N竖直放置,M、N两板间的距离d=0.5m.现

-2-

5将一质量为m=1×10kg、电荷量q=4×10C的带电小球从两极板上方A点以v0=4m/s的初速度水平抛出,A点距离两板上端的高度h=0.2m,之后小球恰好从靠近M板上端处进入两板

间,沿直线运动碰到N板上的B点,不计空气阻力,取g=10m/s.设匀强电场只存在于M、N之间。求:

(1)两极板间的电势差;

(2)小球由A到B所用总时间; (3)小球到达B点时的动能.

5.一质量为m,带电量为+q的小球从距地面高h处以一定初速度水平抛出.在距抛出点水

平距离L处,有一根管口比小球直径略大的竖直细管.管上口距地面h/2,为使小球能无碰撞地通过管子,可在管子上方的整个区域加一个场强方向水平向左的匀强电场,如图图9-5-18所示,求: (1)小球初速v0 (2)电场强度E的大小.

(3)小球落地时动能EK.

图9-5-18

复合场问题

例1:一条长L 细线上端固定在O点,下端系一个质量为m的小球,将它置于一个足够大的匀强电场中,场强为E,且水平向右。已知小球在C点时平衡,细线与竖直方向夹角为α如图所示,求:

⑴当悬线与竖直方向的夹角β为多大时,才能使小球由静止释放后,细线到达竖直位置时,小球速度恰好为零?

⑵当细线与竖直方向成α角时,至少要给小球一个多大的冲量,才能使小球在竖直平面内做完整的圆周运动?

2.(14分)如图9-9所示,一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置,圆轨道最低点与一条水平轨道相连,轨道都是光滑的.轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,场强为E.从水平轨道上的A点由静止释放一质量为m的带正电的小球,为使小球刚好在圆轨道内做圆周运动,求释放点A距圆轨道最低点B的距离s.已知小球受到的电场力大小等于小球重力的

倍.

4图9-9

3.如图5-10所示,在竖直向下的匀强电场中有一绝缘的光滑离心轨道,一个带负电的小球从斜轨道上的A点由静止释放,沿轨道滑下,已知小球的质量为m,电量大小为-q,匀强电场的场强大小为E,斜轨道的倾角为α (小球的重力大于所受的电场力) 。 (1)求小球沿斜轨道下滑的加速度的大小;

(2)若使小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时不落下来,求A点距水平地面

的高度h至少应为多大?

(3)若小球从斜轨道h = 5R 处由静止释放,假设能够通过B点,求在此过程中小

球机械能的改变量。

4.一个质量为m、带有电荷-q的小物体,可在水平轨道Ox上运动,O端有一与轨道垂直的固定墙、轨道处于匀强电场中,其场强大小为E,方向沿OX轴正方向,如图所示。小物体以初速度v0从x0点沿OX轨道运动,运动时受到大小不变的摩擦力f作用,且f<qE;设小

物体与墙碰撞时不损失机械能,且电量保持不变,求它在停止运动前所通过的总路程s。

5.如图甲所示,电荷量为q=1×10C的带正电的小物块置于绝缘水平面上,所在空间存在方向沿水平向右的电场,电场强度E的大小与时间的关系如图乙所示,、物块运动速度与时间t的关系如图丙所示,取重力加速度g=10m/s。2

-4

求(1)前2秒内电场力做的功。 (2)物块的质量.

(3)物块与水平面间的动摩擦因数。E

/

/s

/s

第11篇:高中物理说课稿:《电场强度》

给人改变未来的力量

高中物理说课稿:《电场强度》

各位评委、各位老师:大家好

我说课的题目是“电场强度”,下面我对这节课分以下几个方面进行说明,具体内容如下:

一、教材分析

本章是选修3系列的第一章,是高中阶段电学内容的开始,也是高中阶段基础的内容之一。电场强度描述了电场的力的性质,是电学中最基本的概念。学好电场强度和电场力,才可拓展延伸至电场力做功、电势差、电势能、电流的形成、带电粒子的运动等一系列的新概念。所以电场强度是掌握电学其他许多概念的基础。因此电场强度概念不仅是本章的重点、难点,也是整个高中电学,乃至整个电磁学的重点之一。要让理解电场强度的概念,首先要建立电场的概念,这是学生在学习本节感到最困难的地方。

统观教学指导意见和教材,不难发现本课的教学有如下的特点:

1.知识点多:电场,电场强度,电场线,检验电荷,点电荷的电场,场源电荷,矢量运算等

2.教学内容抽象:电场看不见模不着,学生对于场的感性认识少,电场线是一个理想的模型

3.学生的知识体系不完备:关于场没有完整的知识网络,在教学中必须重新构建

二、教学目标 (一)知识与技能

1、知道电场是电荷周围存在的一种特殊物质,知道电荷间的相互作用是通过电场发生的。

2、了解试探电荷的作用,理解对试探电荷量和试探电荷的尺寸的要求。

3、理解电场强度,知道它的单位和定义式及方向的规定。

4、了解点电荷周围的电场分布和电场的叠加,会用点电荷的场强公式和电场叠加进行有关计算。

(二)过程与方法

1、培养学生在通过实验及类比的方法、提高发现问题、提出问题和解决问题的能力及

给人改变未来的力量

知识的迁移能力。

2、在理论和实验论证、猜想环节中培养学生科学论证能力和推理能力。

3、通过电场强度定义式的得出,让学生体会到用比值法定义物理量的方法和重要性。(三)情感态度和价值观

1、通过对于“超距作用”的观点到场的提出的物理学史的回顾,使学生认识到科学探究的协作性和继承性,法拉弟在电磁学中的重要性。

2、通过电场强度的研究,培养学生探究的精神以及对于自然、生活中物理现象的好奇性。

3、通过学习电荷的电场分布,认识到对称和科学美感

三、重点、难点的确定及依据:以深刻理解电场强度的物理意义为重点内容。确定依据为本节课的中心是让学生认识到场的客观存在,及场的力的性质。由此引入一个物理量并恰当地定义它成为本节课的核心问题,因此将它定为重点。

本节课的难点有三个:一场强的定义方法;二场强和电场力的区别和联系;三几种典型电场线的分布。确定的依据有三个方面:一电场强度的引入过程需要较强的抽象思维能力,二电场强度与电场力容易发生混淆,三学生对电场线的分布往往只识其形而不解其质。

四、教法、学法

教法:根据本节课内容较抽象、理性思维较强的特点,教学中要综合运用多种教学方法来启发学生思维,如:启发式教学法、“发现学习”教学法。

学法:让学生独立思考,协商讨论,突出主体性。因为学生不是被动接受知识的容器,而是学习的主人。促进学生自主学习,合作探究,形成个性化的知识结构同时变学会为会学,是改革传统教学的重大课题。

五、教学过程

据以上的分析,教学中以现代教学理论为指导,以掌握知识为主线,以培养能力为中心,突出重点,突破难点,设计如下教学程序:

1.引入新课:(大约需要3分钟) 首先提出问题(看幻灯片1)学生解答,之后我这样导言:力不能脱离施力、受力物理而独立存在,即力具有物质性,由此可知在电荷的周围存在着一种特殊的物质。这节课我们从两个方面去认识它,一是定量描述,二是形象化描述。由此引出课题“电场强度”

意图:这样处理抓住要害,让学生在原有的知识结构的基础上发现矛盾,使学生不知不觉开始新的认知体系的建构。

2.新课教学:

给人改变未来的力量

首先电场的教学:(看幻灯片2) 让学生认识到电场是一种特殊的物质,并通过类比的方式,克服学生陌生心理。之后强调本节课的知识主线:电场对放入其中的电荷有力作用。

然后进入电场强度的教学(大约需要17分钟) 创设问题情景:(幻灯片3) 1)两点电荷间静电力的产生用场的观点怎样解释?进一步说明场具有何性质? 2)电场看不见、摸不着,我们如何来认识它?

3)引入的试探电荷应具有什么特点才能真正反映原电场的性质?

4)同一试探电荷在某一电荷形成的电场中的不同位置受力的大小方向一般不同,这说明了什么问题?

通过前四个问题,以电荷在电场中受力为主线,引出电场力的性质:即电场有强弱又有方向

(看幻灯片4) 1)能否任意选取一个电荷,用它在电场中某位置受到的电场力表示该点的电场的强弱和方向?为什么?

2)同一试探电荷在电场中的不同位置受力不同,不同试探电荷在电场中同一位置受力不同,说明什么问题?

3)电场力即与试探电荷电量有关,又与电荷在电场中的位置有关,据此试问:F/Q是反映了谁的量?

显然我们应引入一个物理量,并对它恰当的定义,使其充分反映场的强弱和方向,引入的物理量就叫场强吧,该如何定义它呢?

意图:通过以上合理设问,明确思维轨迹。让学生清晰地掌握场强引入的思路及其物理意义,即突出了重点,又突破了教学难点一。而在下面的问题中又顺理成章出开始了对场强的进一步的认识。(看幻灯片5) 1) 前面用比值法定义了场强的大小,场强的方向又如何定义呢? 2)由定义式E=F/Q和力学单位制确定E的单位和其单位在数值上含义。 让学生思考在E=F/Q中Q是什么电荷的电量?能否推出E∝F、E∝1/Q 而场强E的决定因素又是什么?

最后让学生在上述思考的基础上归纳电场强度物理意义、定义及其特点

电场强度是对电场的定量描述。但电场看不见、摸不着,为便于我们的研究,需要把它

给人改变未来的力量

形象化的表达出来,物理学中用一系列的曲线来代表电场。

⑶由此引出电场线教学(大约需要12分钟) 幻灯片7 在这部分教学中我类比学生认知结构中已有的知识,首先复习初中所学的磁感线的定义,并通过条形磁铁磁感线的分布引导学生进一步认识到:磁感线的疏密同时反映了磁场的强弱。在此基础上引导学生认识到画电场线也需要以一个恰当的规定为前提,经过这样处理使已有知识对新知识的学习发生影响,从而使学习形成最大的正迁移。

在类比基础上解决下列问题(幻灯片8) ①让学生总结出画电场线的两个规定

②在了解了匀强电场定义的前提下,画出它的电场线?

③在做完教材41页例二后,画出孤立正电荷、负电荷电场的电场线

④不要求画出等量同号、等量异号点电荷电场的电场线,让学生观察教材图12-7, 找出:

电场线的方向特点 电场线在空间上的分布特点 之后观看图片和动画:(幻灯片

8、9) 最后学生注意观察几种典型电场的电场线分布,总结电场线全部特点

意图:通过恰当的类比,潜移默化、突破难点教学难点三。正所谓“随风潜入夜,润物细无声”,在使学生获得创造体验的同时把握根本。

3、课堂练习:(大约需要10分钟) 为巩固所学知识,并使知识顺利迁移,将安排如下练习:

1)在电场强度教学结束时,练习教材例题一,巩固F=EQ表达式的应用。

2)在引导学生画孤立点电荷电场线之前,练习教材例题二,即巩固定义E=F/Q,又为下一步教学做铺垫。

3)通过让学生填写场强与电场力的区别与联系的表格,即考查、反馈了知识的掌握情况,又突破了此教学难点二。

4、课后小结:(大约需要3分钟) 在这部分教学活动中,让学生畅谈对本节课知识上的收获,思想方法上的领悟,教师在评价的同时加以补充。意图是帮助学生梳理全节知识,培养学生归纳总结能力。

5、布置作业:

给人改变未来的力量

为使学生巩固所学知识、领会研究方法,特布置作业如下: 1)课后练习⑴⑵⑶

2)阅读课后的阅读材料“用比值定义物理量”

6、板书设计

第12篇:电场典型题含答案

库仑定律与电场强度典型题

1.如图所示,在M、N处固定着两个等量异种点电荷,在它们的连线上有A、B两点,已知MA=AB=BN.下列说法正确的是A

A.A、B两点场强相同

B.A、B两点电势相等

C.将一正电荷从A点移到B点,电场力做负功

D.负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能

2.水平面上A, B, C三点固定着三个电荷量为Q的正点电荷,将另一质量为m的带正电的小球(可

视为点电荷)放置在0点,OABC恰构成一棱长为L的正四面体,如图所示。己知静电力常量为k,重力加速度为g,为使小球能静止在O点,小球所带的电荷量为C

mgL2

2A.B

.3kQ9kQ

22

C

.D

. 6kQ6kQ

3.一带正电小球从光滑绝缘的斜面上O点由静止释放,在斜面上水平虚线ab和cd之间有水平向右

的匀强电场如图所示。下面哪个图象能正确表示小球的运动轨迹D()

4、一带电粒子射入一正点电荷的电场中,运动轨迹如图所示,粒子从A运动到B,则AD

A.粒子带负电

B.粒子的动能一直变大

C.粒子的加速度先变小后变大

D.粒子在电场中的电势能先变小后变大

5.如图所示,A、B是真空中的两个等量异种点电荷,M、N、O是AB连线的垂线上的点,且AO>OB。

一带负电的试探电荷仅受电场力作用,运动轨迹如图中实线所示,M、N为轨迹和垂线的交点,设M、N两点的场强大小分别EM、EN,电势分别为φM,φN。下列说法中正确的是( B )

A.点电荷A一定带正电

B.EM小于EN

C.φM大于φN

D.此试探电荷在M处的电势能小于N处的电势能

6.如图所示,在绝缘平面上方存在着足够大的水平向右的匀强电场,带正电的小金属块以一定初速

度从A点开始沿水平面向左做直线运动,经L长度到达B点,速度变为零。此过程中,金属块损失的动能有

2转化为电势能。金属块继续运动到某点C(图中未标出)时的动能和A点时的动能相

3同,则金属块从A开始运动到C整个过程中经过的总路程为D

A.1.5LB.2L C.3LD.4L

7.真空中,A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r则A、B两点的电场强度大小之比为

A.3:1B.1:

3C.9:1D.1:9

【解析】根据库仑定律Fkq1q2,选C。 r

28.A、B、C三点在同一直线上,AB:BC=1:2,B点位于A、C之间,在B处固定一电荷量为Q的点电荷。当在A处放一电荷量为+q的点电荷时,它所受到的电场力为F;移去A处电荷,在C处放一电荷量为-2q的点电荷,其所受电场力为()

(A)-F/2(B)F/2(C)-F(D)F

答案:B

9..如图所示,在平面直角 中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O处的电势为0 V,点A处的电势为6 V, 点B处的电势为3 V, 则电场强度的大小为 ()

A.200V/mB.200 V/m

C.100 V/mD.100 V/m

18A;

解析:OA中点C的电势为3V,连BC得等势线,作BC的垂线得电场线如图,由E

故A对。

UE200v/m,得:d

10.在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球,小球A、B、C位于等边三角形的三个顶

点上,小球D位于三角形的中心,如图所示.现让小球A、B、C带等量的正电荷Q,让小球D带负电荷q,使四个小球均处于静止状态,则Q与q的比值为( D )

13A.B\\.C.3D.3 3

311.要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍,下列方法可行的是( AD )

A.每个点电荷的电荷量都增大到原来的2倍,电荷间的距离不变

B.保持点电荷的电荷量不变,使两个点电荷的距离增大到原来的2倍

C.使一个点电荷的电荷量增加1倍,另一个点电荷的电荷量保持不变,同时使两点电荷间的距离

1减小为原来的

21D.保持点电荷的电荷量不变,将两点电荷间的距离减小为原来的 2

12.如图所示,三个点电荷q

1、q

2、q3固定在同一直线上,q2与q3的距离为q1与q2距离的2倍,每个电荷所受静电力的合力均为零,由此可以判定,三个电荷的电荷量之比q1:q2:q3等于()

A.(-9) :4:(-36)

C.(-3) :2:6B.9:4:36 D.3:2:6

13、两个质量分别是m

1、m2的小球,各用丝线悬挂在同一点,当两球分别带同种电荷,且电荷量分别为q

1、q

2时,两丝线张开一定的角度θ

1、θ2,如图所示,此时两个小球处于同一水平面上,则下列说法正确的是()

A.若m1>m2,则θ1>θ2B.若m1=m2,则θ1=θ

2C.若m1θ2D.若q1=q2,则θ1=θ2

14.如下图所示,完全相同的金属小球A和B带有等量电荷,系在一个轻质绝缘弹簧两端,放在光滑绝缘水平面上,由于电荷间的相互作用,弹簧比原长缩短了x0,现将不带电的与A、B完全相同的金属球C先与A球接触一下,再与B球接触一下,然后拿走,重新平衡后弹簧的压缩量变为( D ) 11A.x0B.0 48

11C.大于x0D0 88

15.如下图所示,有两个完全相同的带电金属球A、B,B固定在绝缘地板上,A在离B高H的正上方,由静止释放,与B碰撞后回跳高度为h,设整个过程只有重力、弹力和库仑力作用,且两球相碰时无能量损失,则(BC)

A.若A、B带等量同种电荷,h>H

B.若A、B带等量同种电荷,h=H

C.若A、B带等量异种电荷,h>H

D.若A、B带等量异种电荷,h=H

16.如下图所示,电荷量为Q

1、Q2的两个正电荷分别置于A点和B点,两点相距L,在以L为直径的光滑绝缘半圆环上,穿着一个带电小球q(可视为点电荷),小球在P点平衡,若不计小球的重力,那么PA与AB的夹角α与Q

1、Q2的关系满足( D )

QQA.tan2α= B.tan2α= Q2Q

1QQC.tan3α= D.tan3α= Q2Q1

17.如图所示,在光滑且绝缘的水平面上有两个金属小球A和B,它们用一绝缘轻弹簧相连,带同种

电荷.弹簧伸长x0时小球平衡,如果A、B带电荷量加倍,当它们重新平衡时,弹簧伸长为x,则x和x0的关系为( C )

A.x=2x0B.x=4x0C.x4x0

18.如图,质量分别为mA和mB的两小球带有同种电荷,电荷量分别为qA和qB,用绝缘细线悬挂在天花板上。平衡时,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹角分别为1与2(1>2)。两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动,最大速度分别为vA和vB,最大动能分别为EkA和EkB。则()

(A)mA一定小于mB(B)qA一定大于qB

(C)vA一定大于vB(D)EkA一定大于EkB

答案:A、C、D

19、关于静电场,下列说法正确的是

A.电势等于零的物体一定不带电

B.电场强度为零的点,电势一定为零

C.同一电场线上的各点,电势一定相等

D.负电荷沿电场线方向移动时,电势能一定增加

解析:考察电场和电势概念,选D

20、三个相同的金属小球1.2.3.分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径。球1的带电量为q,球2的带电量为nq,球3不带电且离球1和球2很远,此时球

1、2之间作用力的大小为F。现使球3先与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,此时

1、2之间作用力的大小

仍为F,方向不变。由此可知

A..n=3B..n=4C..n=5D..n=6

nqnq

2解析:设

1、2距离为R,则:F2,3与2接触后,它们带的电的电量均为:,再3与12R

(n2)qn(n2)q

2接触后,它们带的电的电量均为,最后F有上两式得:n=6 248R

21.一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是递减的。关于b点电场强度E的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)(D)

22、如题19图所示,电量为+q和-q的点电荷分别位于正方体的顶点,正方体范围内电场强度为零的点有答案D

A.体中心、各面中心和各边中点

B.体中心和各边中点

C.各面中心和各边中点

D.体中心和各面中心

23.如图所示,A、B是两个带等量同种电荷的小球,A固定在竖直放置的10 cm长的绝缘支杆上,B静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上,且恰与A等高.若B的质量为3 g,则B带电荷量是多少?(取g=10 m/s2)

答案:1.0×10 C

24.长为L的绝缘细线下系一带正电荷的小球,其带电荷量为Q,悬于O点,如图所示.当在O点另外固定一个正电荷时,如果球静止在A

处,则细线拉力是重力mg的两倍.现将球拉至图中B处(θ=60°),放开球让它摆动,问: -6

(1)固定在O处的正电荷的带电荷量为多少?

(2)摆球回到A处时悬线拉力为多少?

mgL2答案:(1)kQ (2)3mg

第13篇:电场教案 必修二

******第一章

静电场****** 第一课时 电荷

库仑定律

一、教学目标

1.在物理知识方面的要求: (1)掌握两种电荷;

(2)定性了解两种电荷间的作用规律; (3)掌握库仑定律的内容及其应用。

2.通过观察演示实验,概括出两种电荷间的作用规律。培养学生观察、概括能力。

3.渗透物理学方法的教育,运用理想化模型方法,突出主要因素,忽略次要因素,抽象出物理模型——点电荷,研究真空中静止点电荷间互相作用力问题——库仑定律。

二、重点、难点分析

1.重点是使学生掌握真空中点电荷间作用力大小的计算及方向的判定——库仑定律。

2.真空中点电荷间作用力为一对相互作用力,遵从牛顿第三定律,是难点。

三、教具

1.演示两种电荷间相互作用

有机玻璃棒、丝绸、碎纸片、毛皮、橡胶棒(2支) 2.定性演示相关物理量间关系

铝箔包好的草球、表面光滑洁净的绝缘导体、绝缘性好的丝线、绝缘性好的支架、铁架台。

四、主要教学过程 1.新课引入

人类从很早就认识了磁现象和电现象,例如我国在战国末期就发现了磁铁矿有吸引铁的现象。在东汉初年就有带电的琥珀吸引轻小物体的文字记载,但是人***高二物理组***

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******第一章

静电场****** 类对电磁现象的系统研究却是在欧洲文艺复兴之后才逐渐开展起来的,到十九世纪才建立了完整的电磁理论。

电磁学及其应用对人类的影响十分巨大,在电磁学研究基础上发展起来的电能生产和利用,是历史上的一次技术革命,是人类改造世界能力的飞跃,打开了电气化时代的大门。

工农业生产、交通、通讯、国防、科学研究和日常生活都离不开电。在当前出现的新技术中,起带头作用的是在电磁学研究基础上发展起来的微电子技术和电子计算机。它们被广泛应用于各种新技术领域,给人们的生产和生活带来了深刻的变化。为了正确地利用电,就必须懂得电的知识。在初中我们学过一些电的知识,现在再进一步较深入地学习。

2.教学过程设计

(1)研究两种电荷及电荷间的相互作用

实验一:用橡胶棒与毛皮摩擦后,放于碎纸片附近观察橡胶棒吸引碎纸片情况。

提问一:为什么橡胶棒会吸引碎纸片?

答:橡胶棒与丝绸摩擦后就带电了,带电物体会吸引轻小物体。

提问二:注意观察带电橡胶棒吸引碎纸片情况,会发现被橡胶棒吸起的纸片中,较大的纸片先落下来,这是为什么?

答:带电体在空气中不断放电,使它带电量不断减少,因而吸引轻小物体的力也相应减小,所以较大纸片先落下来。

教师总结:在初中的学习中,我们已经知道,自然界存在两种电荷,叫做正电荷与负电荷。用毛皮摩擦橡胶棒,用丝绸摩擦有机玻璃棒后,橡胶棒带负电,毛皮带正电,有机玻璃棒带正电,丝绸带负电。物体带电后,能吸引轻小物体,而且带电越多,吸引力就越大,电荷的多少叫电量,电量的单位是库仑。电子带有最小的负电荷,质子带有最小的正电荷,它们电量的绝对值相等,一个电子电量e=1.6×10-19C。任何带电物体所带电量要么等于电子(或质子)电量,要么是它们的整数倍,因此,把1.6×10-19C称为基元电荷。

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******第一章

静电场******

提问三:若将橡胶棒摩擦过的毛皮靠近碎纸片,会出现什么现象? 答:毛皮带上正电,也会吸引轻小物体。 教师用实验验证学生的判断。

实验二:用云台支起一根橡胶棒,如图1所示,再将它与另一根橡胶棒并在一起,用毛皮摩擦它们的一端,使之带上同种电荷,再观察两端相互作用的情况,发现它们相斥,而且它们的距离越小斥力越大,过一会儿,它们间的作用力会明显减弱。

提问四:被毛皮摩擦过的橡胶棒的两端为什么会相斥?斥力的大小与什么因素有关?

答:因为它们带上了同种电荷,而电荷间作用的规律是同种电荷相斥,异种电荷相吸,斥力的大小与电荷间的距离有关,距离越小,斥力越大,反之,距离越大,斥力越小;斥力的大小还与电量有关,电量越大,斥力越大。由于放电的原因,棒上的电量不断减小,而斥力也随时间的增大而明显减小。

提问五:若将与橡胶棒摩擦过的毛皮与支起的橡胶棒带电的一端靠近,或用丝绸摩擦过的有机玻璃棒与支起的橡胶棒带电的一端靠近,会出现什么现象?

答:会吸引,异种电荷相吸。 教师用实验验证学生的判断。

提问六:若将与有机玻璃棒摩擦过的丝绸与支起的橡胶棒带电的一端靠近,会出现什么现象?

答:会相斥,同种电荷相斥。 教师用实验验证学生的判断。

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静电场******

实验三:如图2,先把表面光滑洁净的绝缘导体放在A处,然后把铝箔包好的草球系在丝线下,分别用丝绸摩擦过的玻璃棒给导体和草球带上正电,把草球先后挂在P

1、P

2、P3的位置,带电小球受到A的作用力的大小可以通过丝线对竖直方向的偏角大小显示出来。观察实验发现带电小球在P

1、P

2、P3各点受到的A的作用力依次减小;再增大丝线下端带电小球的电量,观察实验发现,在同一位置小球受到的A的作用力增大了。

提问七:电荷间作用力大小跟什么有关?

答:与电荷间距离及电量多少有关,电荷的作用力随着距离的增大而减小,随着电量的增大而增大。

教师总结:电荷之间存在着相互作用力,力的大小与电量的大小、电荷间距离的大小有关,电量越大,距离越近,作用力就越大;反之电量越小,距离越远,作用力就越小。作用力的方向,可用同种电荷相斥,异种电荷相吸的规律确定。

(2)库仑定律

我国东汉时期就发现了电荷,并已定性掌握了电荷间的相互作用的规律。而进一步将电荷间作用的规律具体化、数量化的工作,则是两千年之后的法国物理学家库仑,他用精确实验研究了静止的点电荷间的相互作用力,于1785年发现了后来用他的名字命名的库仑定律。

正像牛顿在研究物体运动时引入质点一样,库仑在研究电荷间的作用时引入了点电荷,无疑这是人类思维方法的一大进步。

什么是点电荷?简而言之,带电的质点就是点电荷。点电荷的电量、位置可以准确地确定下来。正像质点是理想的模型一样,点电荷也是理想化模型。真正的点电荷是不存在的,但是,如果带电体间的距离比它们的大小大得多,以致带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,这样的带电体就可以看成点电荷。均匀带电球体或均匀带电球壳也可看成一个处于该球球心,带电量与该球相同的点电荷。

库仑实验的结果是:在真空中两个电荷间作用力跟它们的电量的乘积成正比,跟它们间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***高二物理组***

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******第一章

静电场****** 定律。若两个点电荷q1,q2静止于真空中,距离为r,如图3所示,则q1受到q2的作用力F12为

式中F

12、q

1、q

2、r诸量单位都已确定,分别为牛(N)、库(C)、

q2受到q1的作用力F21与F12互为作用力与反作用力,它们大小相等,方向相反,统称静电力,又叫库仑力。

若点电荷不是静止的,而是存在相对运动,那么它们之间的作用力除了仍存在静电力之外,还存在相互作用的磁场力。关于磁场力的知识,今后将会学到。

(3)库仑定律的应用

例1 两个点电荷q1=1C、q2=1C相距r=1m,且静止于真空中,求它们间的相互作用力。

这时F在数值上与k相等,这就是k的物理意义:k在数值上等于两个1C的点电荷在真空中相距1m时的相互作用力。

例2 真空中有A、B两个点电荷,相距10厘米,B的带电量是A的5倍。如果A电荷受到的静电力是10-4N,那么B电荷受到的静电力应是下列答案中的哪一个? [ ] A.5×10-4N B.0.2×10-4N C.10-4N D.0.1×10-4N 例3 两个完全相同的均匀带电小球,分别带电量q1=2C正电荷,q2=4C负电荷,在真空中相距为r且静止,相互作用的静电力为F。

***高二物理组***

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******第一章

静电场****** (1)今将q

1、q

2、r都加倍,相互作用力如何变? (2)只改变两电荷电性,相互作用力如何变? (3)只将r增大4倍,相互作用力如何变?

(4)将两个小球接触一下后,仍放回原处,相互作用力如何变? (5)接上题,为使接触后,静电力大小不变应如何放置两球? 答(1)作用力不变。 (2)作用力不变。

(3)作用力变为F/25,方向不变。

(4)作用力大小变为F/8,方向由原来的吸引变为推斥(接触后电量先中和,后多余电量等分)。

例4 两个正电荷q1与q2电量都是3C,静止于真空中,相距r=2m。

(1)在它们的连线AB的中点O放入正电荷Q,求Q受的静电力。 (2)在O点放入负电荷Q,求Q受的静电力。

(3)在连线上A点的左侧C点放上负点电荷q3,q3=1C且AC=1m,求q3所受静电力。

解 当一个点电荷受到几个点电荷的静电力作用时,可用力的独立性原理求解,即用库仑定律计算每一个电荷的作用力,就像其他电荷不存在一样,再求各力的矢量和。

(1)(2)题电荷Q受力为零。

(3)q3受引力F31与引力F32,方向均向右,合力为:

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******第一章

静电场******

3.课堂小结

(1)电荷间相互作用规律:同性相斥,异性相吸,大小用库仑定

(2)电荷间作用力为一对相互作用力,遵循牛顿第三定律。

(3)库仑定律适用条件:真空中静止点电荷间的相互作用力(均匀带电球体间、均匀带电球壳间也可)。

五、课后记

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静电场****** 第2.3课时 电场 电场强度(两课时)

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,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?

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静电场****** 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q

1、q

2、q3则它们分别受电场力为:

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。

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

***高二物理组***

42

******第一章

静电场******

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(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。

43 ***高二物理组***

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静电场****** e.单位:牛/库N/C

(3)一个点电荷电场的场强

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,由电场强度的定义可知,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=+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,仅由场电荷、电场中的位置两个因素决定,而与检验电荷无关。

***高二物理组***

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静电场******

(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。

(7)例题

例1 场电荷Q=2×10-4C,是正点电荷;检验电荷q=2×10-5C,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q'=4×10-5C的正点电荷,再求q'受力及B点的场强。 (4)将受力电荷拿去后再求B点场强。

在A与B的连线上,且指向A。

***高二物理组***

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******第一章

静电场******

=4.5×105N/C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q'=1C,它受力情况如图5(c)所示,F为q对q'的作用力,9F为9q对q'的作用力,而合力为8F方向指向q,所以

(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对+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。

***高二物理组***

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******第一章

静电场****** 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

(2)E=0的点在q与9q之间,距q为r/4。

四、课后记

***高二物理组***

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静电场****** 第4.5课时 静电场·电场 电场强度(2课时)

一、教学目标

1.在物理知识方面的要求:

(1)通过对电场概念的学习,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)理解场电荷、检验电荷的概念,理解和掌握电场强度的概念。 (3)掌握点电荷的电场强度公式。

(4)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.在物理研究方法上要求:

(1)树立“场”在空间上有分布的观念,并培养学生的空间想象力。 (2)通过“检验电荷”的概念,使学生明确物理测量的有效性的观念。 (3)对点电荷场强公式的分析,使学生明确理想模型建立的条件。

二、重点、难点分析

1.“场”是物理学中的重要概念,“场”的概念比较抽象,在中学物理中,本章又是初次较深入地研究“场”,所以“场”概念的引入,“场”观念的建立,既是本节的重点也是本节的难点。

2.电场强度的概念、场的叠加原理也是本节的重点。

三、教学过程设计

(一)复习提问

两个点电荷电量分别为+4Q、-Q,固定在相距为L的两点,在何处放一个什么样的第三点电荷可使第三点电荷保持静止?

在两点电连线延长线上,-Q的一侧距-Qx=L处(复习库仑定律)。

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静电场****** 与第三个电荷电量无关(为建立场强与检验电荷无关,及由力的合成向场的叠加过渡做铺垫)。

(二)引入新课

两个电荷间存在着相互作用力,上一节我们定量地研究了两个点电荷之间的相互作用力的规律——库仑定律。

提出问题:在力学中,我们所学过的弹力、摩擦力均是接触力,只有相互接触的两个物体之间才有可能产生弹力、摩擦力。两个电荷之间并不接触,它们之间的相互作用力是如何实现的呢?

(三)主要教学过程设计

1.在同学回答的基础上总结出:两个电荷之间的相互作用力是通过电场实现的。任何一个电荷在其周围空间产生电场,另一个电荷处在它产生的电场中,另一个电荷受到电场对它的作用力——称为电场力。

(如同学提出重力、引力,顺便提出重力场、引力场的概念,如无人提出暂不引入重力场、引力场。)

电荷在其周围空间产生电场,静止的电荷产生的电场是静电场。电场对处在场中的其他电荷有力的作用。

2.对任何事物的认识和理解,都要从它与其他事物的相互关系(相互作用)入手,从中找出它的基本性质,对电场的认识也应如此。为了认识电场,找到描写电场性质的物理量,我们先引入两个基本概念:场电荷和检验电荷。

场电荷:产生电场的电荷。

提出问题:什么样的电荷能产生电场?什么样的电荷不能产生电场?!为什么还要提出场电荷呢?

在总结同学的回答时,强调指出这与以前在力学、热学中研究问题时一样,是研究对象的选取的问题。

检验电荷:放在我们所研究的电场中,用来检验该电场的性质的电荷。 检验电荷必须具备的条件:(1)点电荷;(2)电量足够小,使得当将检验电荷引入电场中时不改变场电荷的分布。

提出问题:为什么检验电荷必须具备以上两个条件?

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静电场****** 先总结必须满足第二个条件的原因,强调对于任何物理测量,只有当测量工具(仪器)的引入不改变被测对象的性质时,或对被测对象的影响小到可以忽略不计时,这种测量才有意义,否则这种测量是无意义的。

对于必须满足第一个条件的原因,留在以后解决。 3.引入电场强度的概念

(1)将同一个检验电荷q,分别放在电场中的不同点,它所受的电场力的大小和方向一般说来是不同的。

提问:这一实验结果,说明了什么问题?

总结同学回答的情况,强调:同一电场中不同点的性质是不同的,研究电场必须一点一点地研究,即电场在空间有分布。同时回答检验电荷必须是点电荷的原因。

(2)集中研究电场中的某一点P。

将电量为q1的检验电荷放在P点,测得它所受的电场力大小为F1;将电量为q2的检验电荷放在P点,测得它所受的电场力大小为F2;„„将电量为qn的检验电荷放在P点,测得它所受的电场力的大小为Fn。

实验发现:在电场中的同一点,检验电荷的电量q发生变化,它所受的电场力的大小F也随之变化(成正比的变化),而电场力的大小F与检验电荷电量q的比值不变,即

这个比值不随检验电荷电量变化,说明它与检验电荷无关,它只与电场中这点(P)有关,它只由电场中这一点决定,所以这个比值可以用来描写电场中该点的性质,将它叫做电场中该点的电场强度的大小。

4.电场强度的定义

电场强度(简称场强)是描写电场有关力的性质的物理量,它是矢量。 检验电荷在电场中某点所受电场力的大小F与检验电荷的电量q的比值F/q,叫做电场中该点的电场强度的大小,即

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静电场****** 在国际单位制中,电场强度的单位是牛/库。

5.请同学根据库仑定律和电场强度的定义,推导场电荷为点电荷的电场强度的表达式。

(1)先求距场电荷Q为r的一定点P的场强大小和方向。

(2)再将r看成是变量(P点为动点),可得出点电荷Q的电场中任意一点的电场强度的表达式。

大小和方向与检验电荷无关,完全由场电荷Q和该点的设置所决定。 (4)正的点电荷与负的点电荷在空间各点产生的电场强度的方向(为以后引入电场线做准备)。

6.研究点电荷所产生的电场强度,从力的叠加(力的合成)引出场的叠加。 (1)两个等值异号的点电荷+Q、-Q,相距为L,求连线中点的场强;连线延长线距-Qx点处的场强;连成的垂直平分线上距中点为x处点的场强;当x L时,后两点的场强。

(2)在正方形(边长为a)的四个顶点处各固定一电量为+Q的点电荷,在过四边形对角线中心O垂直于平面的轴线上距O点x处的场强。

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静电场****** 对顶的两个点电荷在该点产生的场,在垂直于x轴上的分量相互抵消。

(3)半径为r的均匀带电圆环,电量为q,在其轴线上距环心O距离为x的一点的场强方向沿轴线,其指向由电荷种类确定。

小结:有了点电荷的场强公式和场的叠加原理,原则上可求任意电荷分布的电场各点的电场强度。强调点电荷的场强公式的重要性。

思考题:

1.场强E是描写电场有关力的性质的物理量。为什么不直接用检验电荷所受的电场力F来描写,而要引入电场强度这个物理量?

目的:进一步巩固场强的概念,明确场强E与电场力F的联系与区别。

0)的场强?结果如何?为什么?

目的:进一步使学生明确,点电荷(理想模型)建立的条件。

〔如时间富裕,在课堂上讨论,如时间不够,请学生在下面思考、讨论,下节课再做总结〕

(四)课堂小结

1.电场的性质:电荷在其周围空间产生电场,电场对处在场中的其他电荷有力的作用。

2.“场”的特点:在空间有分布,同一电场中的不同点,电场强度的大小和方向不同。

3.电场强度的定义

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静电场****** 4.点电荷的场强公式 5.叠加原理

(五)布置作业

四、课后记

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静电场****** 第六课时 静电场·电场线

一、教学目标

1.在物理知识方面的要求:

(1)掌握用电场线表示电场强度的方法; (2)掌握常见电场的电场线画法; (3)掌握匀强电场。

2.通过观察演示实验,概括出经典电场的电场线特点,培养学生的观察概括能力。

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.电场强度的决定因素是什么?

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。用它来形象、直观地描述磁场强弱和方向。

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静电场****** 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致,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Q,研究该电场的电场线。为此在Q的周围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点出发的所有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该相同,所以电场线应是图2(b)所示的样子。

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静电场******

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,并研究它们的电场线的形状。

首先研究直线AB上的情况,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,发现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,发现q受的合力方向也在AB直线上,方向由A向外,所以从A点出发的,方向背向A点的这条射线也是一条电场线。A与B连线上的电场线情况如图3(a)所示。 再研究线段AB的垂直平分线OO'上的情况。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,而合力都垂直OO',如图3(b)所示。所以通过OO'的所有电场线都应与OO'垂直。

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静电场****** 再在直线OO'的两侧取D与D',使它们对OO'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D'点,它受的合力指向斜下方。可以看出,从A点出发,经过D、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许多这样的电场线,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)所示的形状。

最后应指出,电场线并不只存在于纸面上,而是分布于整个立体空间。要想研究空间某一点的场强情况,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,如图4所示。分析方法略去。

(4)均匀带电的无限大平面电场的电场线

图5(a)所示为均匀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,可以肯定q受力的方向一定垂直平面a向上,所以垂直平面a的所有向上的、向下的直线,都可能是电场线,但考虑到电场线的疏密应该表示场强的强弱,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)的形状,即电场线是疏密均匀的平行线。对于无限大均匀带负电的平面,电场线形状图5(C)所示。电场线仍是疏密均匀的平行线,只是指向平面。

这说明在无限大均匀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。

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静电场****** (5)带有等量异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均匀的。

由场的叠加原理可知,每个带电平面都在它的周围独立地产生电场,而总的电场应为两个分电场的矢量和。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,各分场场强大小处处相等,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,互相抵消,场强为0,整个电场电场线的形状如图6(c)所示。

3.电场线的演示 (1)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,电场线形状与图2(b)相似。

(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)的形状。

(3)演示等量同号点电荷电场线

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静电场****** 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的形状。

(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。可以观察到,在两板的中央部分,电场线是平行的,其余边缘部分电场线不平行,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,原因是外侧E=0。

4.总结电场线的性质

(1)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)电场线不能相切。

原因:电场线疏密表示强弱,如相切则在切点电场线密度无穷大,这种情况不可能,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,无限大均匀带电平面,带有等量异性电荷的无限大平行平面的电场线。

四、课后记

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静电场******

第七课时 电势能 电势差

一、教学目标

1.通过与重力势能对比,使学生掌握电势能这一概念。 2.掌握电势差概念。

3.复习巩固用比值定义物理量的条件。 4.复习加深能量转化和功之间的关系。

二、重点、难点分析

1.重点是明确电场力的功和电势能的变化之间的关系及建立电势差的概念。

电荷的分布及两个点的位置决定,而与W、q无关。

三、主要教学过程

(一)引入新课

前面我们从电荷在电场中受到力的作用出发,研究了电场的性质。我们引入电场强度矢量E描述电场强弱,用矢量E描述电场力的性质。规定单位正电荷在某点所受电场力的方向为该点场强方向,大小为场强大小。这样表示出电场力的性质。

电场对放入其中的电荷有力的作用,此力可以做功,所以电场也有能的性质。下面我们从能量角度研究电场性质。

复习: 1.功的量度

W=Fscosθ力和物体在力的方向上位移的乘积。(θ为F与s的夹角) 2.重力功

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静电场****** (1)重力功只与物体的起末位置有关而与路径无关。如图1所示,物体沿不同路径经由A到B,重力功仅与AB两点竖直方向高度差有关,与所走路径无关。W=mgh

(2)重力功与重力势能的关系

重力对物体做功,物体重力势能减小,物体克服重力做功,物体重力势能增加。重力做多少功,重力势能就减少多少。重力功等于重力势能增量的负值,即:WG=-△Ep(3)重力势能是相对的,有零势能面。(人为选定)

(4)物体在某处的重力势能(可正可负),数值上等于把物体从该点移到零势能面处时,重力所做的功,如前图1中,如设EpA=0,则EpB=-mgh,如设EpB=0,则EpA=mgh。

(5)重力势能应归物体与地球所共有。一般我们只提物体不说地球,但不等于归物体自己所有,原因是如没有地球则谈不上物体受重力,所以也谈不上重力势能。

以上为重力功的特点及它与重力势能的关系。

在热学中,我们学过分子间有分子力,r<r0时为斥力,r>r0时为引力,分子力间可做功,且与路径无关,因此有分子势能。

分子做正功分子势能减小,分子做负功分子势能增大。 下边我们首先来看看电场力做功的特点。

(二)教学过程设计 1.电场力做功的特点

上节课我们了解了几种典型电场,今天我们就用匀强电场来研究电场力功的特点。

在场强为E的匀强场中,令电荷q沿任意一条曲线由A移至B(如图2),可将AB分成若干小段AA

1、A1A2„„,若小段的数目足够多,每一小段都足够短,则可用折射AB

1、A1B

1、A1B

2、A2B2„„代替曲线,电荷在AB

1、A1B2„„段上移动时,电场力的功为Eq·AB

1、Eq·A1B2„„,电荷在B1A

1、B2A2„„段上移动时,电场力***高二物理组***

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静电场****** 不做功,所以电荷由A移至B的过程中电场力做功W=Eq·(AB1+A1B2+„)=Eq·AB'即W为电场力与AB在电场力方向上投影的乘积,与路径无关。

由上可知:电场力做功与路径无关,仅与电荷运动的起末位置有关。此结论不仅适用于匀强电场而且适用于任何电场。(在中学阶段不必学习其证明方法)

例如:

如图3所示,在场电荷+Q的电场中检验电荷q由A移至B,电场力做的功为W。以OA为半径画弧交OB于C,则q由A沿弧到C到B电场力做功为W1,q由C到B电场力做功为W2,则有:W=W1=W2。

原因是q由A到C,电场力做功为零,WACB=WAC+WCB=W1=W2=W 小结:(1)重力做功与路径无关,所以物体具有由位置决定的重力势能。 (2)分子力做功与路径无关,所以分子间有由相对位置决定的分子能。 类似地电场力做功也与路径,无关仅与电荷起末位置有关,所以电荷在电场中也具有与位置有关的势能——电势能。

2.电势能E 电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能,叫电势能。

提问:电场力功与电势能有什么关系?提示重力功与重力势能的关系。 在学生回答的基础上总结:

(1)电场力对电荷做正功,电势能减少;电场力对电荷做负功,电势能增加。电场力功等于电势能增量负值,即W电=-△E。

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静电场****** (2)电势能也是相对的,零势能点是人为选定的。点电荷一般取无穷远为零势能处。

提问:电荷在电场中的电势能由谁决定?

讨论:如图4所示,+Q电场中检验电荷q由A移到B再到无穷远,如果是+q电场力做正功,电势能减少,到无穷远时电势能变为零,所以+q在A点时所具有的电势能大于零;如果是-q电场力做负功,电势能增加,到无穷远时电势能变为零,所以-q在A点时所具有的电势能小于零。如果图4中+Q变为-Q,检验电荷q由A移到B再到无穷远,如果是+q电场力做负功,电势能增加,到无穷远时电势能变为零,所以+q在A点时所具有的电势能小于零;如果是-q电场力做正功,电势能减少,到无穷远时电势能变为零,所以-q在A点时所具有的电势能大于零。

在学生回答的基础上总结:

(3)电荷在电场中的电势能由电荷正负和电场共同决定。

点电荷电场中电势能正负:如场电荷与检验电荷同号,则电势能E大于零;如场电荷与检验电荷反号,则电势能E小于零(前提:规定无穷远为零势能处)。

(4)电势能是属检验电荷与电场所共有的。 (5)电势能是标量,只有大小无方向。

总结:从功能关系看,电荷在电场中某点的电势能数值应为把电荷从零势能处移到场中某点时电场力所做功的负值。

3.电势差

提问:相同的电荷q在电场中都由A点出发,分别通过图5所示的路径Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ到达B点,哪个电荷电势能改变量小?

在学生回答的基础上总结:

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静电场****** 根据电场力的功与路径无关,而电场力的功数值上等于电势能的改变量,所以三者的电势能改变量相同。

让学生总结出:电荷在电场中移动时其电势能的改变量由起始点与终点的位置决定。

提问:把1C的电荷由A移到B,若电场力做了2J的功,若把2C的电荷由A移到B,电场力做了多少功?

经讨论明确2C的电荷在移动过程中的每一点处受到的电场力都是1C电荷受力的2倍,所以电场力对它做的功应是4J,即电场力的功还与移动电荷的电量q有关,即电势能的改变量△E与电量q及移动的起末位置有关。

提问:△E与q有什么关系?

由上例很容易得出△E与q成正比关系。更明确指出:场和场内两点位置确定以后,将电荷q由一点移至另一点,虽然q改变时,△E也

内两点位置决定,与检验电荷q、检验电荷q在场内两点间电势能差之值无关。

问:国际单位制中U的单位是什么? 答:焦耳/库仑又称伏特,简称伏。

问:电场中两点间电势差与零电势点选取有关吗?

取无关。

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静电场******

(三)让学生总结本节重要内容

提问:电场力的功、电势能的改变量、电势差三者中哪些与移动的电量有关?哪些与移动的电量无关?

答:电场力的功、电势能的改变量与移动的电量有关,电势差与移动的电量无关。

(四)例题

如图6所示,O点固定,绝缘轻细杆l,A端粘有一带正电荷的小球,电量为q,质量为m,将小球拉成水平后自由释放,求在最低点时绝缘杆给小球的力。

解 如图7,在B点对小球进行受力分析,在B点由T与mg合力充当向心力,球由A运动到B过程由动能定理得:

在B点:

由①②得:

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静电场******

故 杆对小球拉力3mg+2eq。

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静电场****** 第八课时 电势差 等势面

一、教学目标

1.在物理知识方面要求: (1)了解什么是电势。

(2)掌握电势差、等势面的概念,在头脑中建立不同场等势面图景。 2.渗透物理学方法的教育,运用理想化方法抽象出等势面的空间模型。

二、难点、重点分析

1.难点是使学生掌握电势的概念,这一概念虽要求不高,却不好理解。 2.重点是掌握电势差、等势面。

三、主要教学过程

(一)引入新课

前面我们曾经学习过用来描述电场力学性质的一个物理量——场强(E)。下面一起来回忆一下有关内容:(1)电场的基本性质;(2)场强是怎么定义的,方向如何?电场除了具有力的性质外,还具有能的性质,用什么物理量来描述这一性质——电势(U)。

(二)教学过程设计 1.电势U 放在电场中的电荷具有电势能,电势能与重力势能相似具有相对性。一般来说如果将一个检验电荷放在点电荷电场中,在无穷远处检验电荷具有的电势能为零。电场为做正功电势能减少,克服电场力做功,电势能增加。

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静电场******

如图1所示,将一电量为q的正检验电荷放在正点电荷的电场中,B点为无穷远处。此时q具有的电势能为零,将q由B点移至A点,需克服电场力做功,电势能增加,如果克服电场力做功为E,B点电势能为零,所以A点电势能为E,电势能与电量比为E/q。换用2q的检验电荷,同理可知需克服电场力做功2E,在A点具有电势能为2E,电势能与电量比为2E/2q=E/q,换用nq检验电荷,从B点到A点需克服电场力做功nE,在A点具有的电势能为nE,电势能与电量的比值为nE/nq=E/q。由此可见对于电场中的某一点来说,不同检验电荷具有的电势能不同但电势能与电量的比值相同,与检验电荷无关。如果将负检验电荷q从B点移至A点,电场力做正功,电势能减少,B点电势能为零,所以A点电势能为-E,但电势能与电量之比为-E/-q=

说,在电场中的同一点,不同的检验电荷可以具有不同的电势能,但电势能与电量的比值与检验电荷无关,由场唯一决定,我们就把这一比值称为场中这一点的电势。如果用U表示电势,用E表示电荷q的电势能,那么U=E/q(E、q、U均可正可负,计算时带符号运算)。此式只是电势的定义式,而不是决定式场中某点电势由场唯一决定。场定了,场中某点电势就唯一确定了,与放不放检验电荷,放什么样的检验电荷无关。

(1)电势是相对的,是相对于零势面来说的,一般选大地或无限远为零势面。

(2)沿着电场线方向电势降低。如图2所示:将正检验电荷q从无穷远分别移至A,B,C,„各点电场力所做负功为EA,EB,EC,„且EA>EB>EC均为正值,EA/q>EB/q>EC/q>„。即UA>UB>UC>„>0沿着电场线方向电势降低,同理可证负电荷电场也如此。

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静电场******

(3)正电荷电场中各点电势均为正;负电荷电场中各点电势均为负。 关于正电荷的由(2)可知:

关于负电荷由图3可知:将正检验电荷q从无穷远移至A点,电场力做正功,电势能减少无穷远处电势能为零,在A点电势能为负,电势能与电量之比为负,即电势为负。

(4)电势是标量,只有大小没有方向。

虽是标量但有正负,正的代表比零电势高,负的代表比零电势低,而不代表方向。

(5)电势的单位:伏特(V) 2.电势差

电场确定后,场中各点电势就唯一确定了,一般来说不同的点具有不同的电势,两点间电势的差值,称为这两点间的电势差,也叫电压。例:A点电势UA,B点电势UB,A、B两点间的电势差UAB=UA-UB,如UA=10V,UB=-5V,UAB=UA-UB=10V-(-5V)=15V,BA两点间电势差为UBA=UB-UA=(-5V)-10V=-15V,UBA=-UAB。 知道了电场中两点的电势,由E=qU即可算出电荷在这两点的电势能,从而算出从一点到另一点电势能的增量,设UA>UB,则正电荷在A点,电势能为UAq,在B点电势能为UBq,q从A点移到B点电势能减少了qUA-qUB。而电势能的减少等于电场力做的正功,所以正电荷从A点移到B点时电场力做的正功W=qUA-qUB=q(UA-UB)=qUAB,如果把正电荷q从B点移到A点,电势能增加了qUA-qUB,而电势能的增加等于电场力做的负功,所以正电荷从B点移到A点电场力做的负功大小为qUA-qUB=q(UA-UB)=qUAB。与此类似,将负电荷-q从A移到B,或从B移到A,电场力做功的大小仍是qUAB,所以,在电场中AB两点间移动电荷时,电场力做的功W等于电量q和这两点间的电势差U的乘积,即W=qU,式中q用C做单位,U用V做单位,W用J做单位,利用这个公式时,qU都取绝对值,算出的功W也为绝对值。

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静电场****** 说明:(1)电势能是相对的,而电势能的变化是绝对的,△E=qAB或△E=qUBA,仅由q与两点间电势差决定。

(2)电场力做正功,电势能减少,末态减初态,增量为负。电场力做负功,电势能增加,末态减初态,增量△E为正。

例题:设电场中AB两点电势差U=2.0×102V,带电粒子的电量q=1.2×10-8C,把q从A点移到B点,电场力做了多少功?是正功还是负功?设UA<UB。

W=qU=1.2×10-8×2.0×102J =2.4×10-6J 因为UA<UB,q为正电荷,故q在B点的电势能大于A点电势能,即从A点移到B点电势能增加,即电功力做负功。

3.等势面

一般说来,电场中各点的电势不同,但电场中也有许多点的电势相等。我们把电场中电势相等的点构成的面叫等势面。

(1)在同一等势面上的任意两点间移动电荷,电场力不做功,因为等势面上各点电势相等,电荷在同一等势面上各点具有相同的电势能,所以在同一等势面上移动电荷电势能不变,即电场力不做功。

(2)等势面一定跟电场线垂直,即跟场强的方向垂直。假如不是这样,场强就有一个沿着等势面的分量,这样在等势面上移动电荷时电场力就要做功。但这是不可能的,因为在等势面上各点电势相等,沿着等势面移动电荷时电场力是不做功的。所以场强一定跟等势面垂直。

(3)前面已经指出,沿着电场线方向电势越来越低。可见,电场线不但距等势面垂直,而且是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。

(4)几种典型场的等势面。

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静电场******

(5)处于静电平衡状态的导体是一个等势体,它的表面是一个等势面。因为导体在静电平衡状态时内部场强处处为零,在导体的任意两点间移动电荷时电场力所做的功为零,因此导体内部各点电势相等。

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静电场****** 第九课时

电势差与电场强度的关系

一、教学目标

1.定性掌握电势差与场强的关系。 2.定量掌握匀强场中电势差与场强的关系。

二、重点、难点分析

1.场强方向——电势降低最快的方向。

2.U=E·d——d为沿场强方向两点所在等势面间距离。

三、主要教学过程

场强是跟电场对电荷的作用力相联系的,电势差是跟电场力移动电荷做功相联系的。那么场强与电势差有什么关系呢?我们以匀强场为例来研究。 前面讲过,沿着电场线方向,也就是沿着场强的方向,电势越来越低,从图中可以看出沿AB、AD、AC方向,电势都在降低,但沿AB方向距离最短,即降低得最快,而AB方向即为场强方向,可见场强的方向是指向电势降低最快的方向。

1.场强方向是指向电势降低最快的方向。

我们再来研究场强和电势差的数量关系。设AB间距离为d,电势差为U1,场强为E。把正电荷q从A点移到B时,电场力qE所做的功为W=qEd。利用电势差和功的关系,这个功又可求得为W=qU,比较这两个式子,可得W=qEd=Uq,即U=Eq。这就是说,在匀强电场中,沿场强方向的两点间的电势场等于场强和这两点间距离的乘积。如果不是沿场强方向的呢?例如AD两点间电势差仍为U,设AD间距离s,与AB夹角α,将正电荷从A移动到D,受电场力方向水平向右,与位移夹角α,故电场力做功为W=Eqs cosα,s cosα=d,所以W=Eqs cosα=Eqd。利用电势差和功的关系,W=qU,比较这两个式子可得U=Escosα=Ed。d为AB两点间距离,也是AB所在等势面间距离或者可以说是AD两点间距离s在场强方向的投影。

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静电场****** 2.U=Ed。U为两点间电压,E为场强,d为两点间距离在场强方向的投影。 3.由U=Ed,得E=U/d,可得场强的另一个单位:V/m。

所以场强的两个单位伏/米,牛/库是相等的。注:此公式只适用于匀强场。

例 匀强电场E=200N/C,UAC=5V,AB间距离多少? UAC=Ed

例 匀强电场电场线与AC平行,把10-8C的负电荷从A移至B的电场力,做功6×10-8J, AB长6cm,求:(1)场强方向;(2)设B处电势为1V,则A处电势为多少?(3)场强为多少?电子在A点电势能为多少?

解 (1)将负电荷从A移至B,电场力做正功,所以所受电场力方向沿A至C,又因为是负电荷,场强方向与负电荷受力方向相反,所以场强方向应为C至A方向。

(2)由W=qU ***高二物理组***

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静电场****** U=W/q=6×10-8J/10-8C=6V 即AB两点间电势差为6V。

沿电场线方向电势降低,B点电势高于A点电势。U=UB-UA,UB=1V,UA=UB-U,UA=1V-6V=-5V,即A点的电势-5V。

(3)由B向AC做垂线交于D,D与B在同一等势面上。

(4)电子在A点的电势能E=qU=(-e)×(-5V)=5eV(注:计算电势能时要带号运算。)

例 一个10-5C的电荷从电场外移到电场内一点A,外力克服电场力做功0.006J,则A点电势为多少?如果此电荷从电场外移到电场内另一点B时,电场力做功是0.002J,则AB两点间电势差UAB为多少?如果有另一个电量是0.2C的负电荷从A移到B,则电场力做正功还是负功,大小是多少?

解 (1)正电荷在场外时电势能、电势均为零,从场外移至A点电场力做负功,所以电势能增加,即在A点正电荷具有的电势能为正,A点的电势也为正,又因为W=qUA∞,所以UA∞=W/q=0.006J/10-5C=6×102V,U∞=0,UA∞=UA-U∞,UA=6×102V (2)W=qUAB,UAB=W/q=0.002J/10-5C=2×102V。

(3)将10-5C的正电荷从A移至B时电场力做正功,如果将负电荷从A移到B,负电荷所受电场力方向与正电荷所受电场力方向相反,电场力对正电荷做正功,对负电荷做功为负,大小为W=qUAB=0.2C×2×102V=40J

例 如图所示,平行板电容器与电池相连,当二极板间距离减小后,则二板间的电压U和电场强度E,电容器电容C及电量Q与原来相比 [ ]。

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静电场****** A.U不变,E不变,C不变,Q不变 B.U不变,E变小,C变小,Q变小 C.U不变,E变大,C变大,Q变大 D.U不变,E不变,C变大,Q变小

解 因为平行板电容器始终与电源相联,所以两板间电压不变。根

Q=CU,U不变,C增大,所以所带电量增大。正确答案为C。 如果将此题换一下,换成给电容器充电后,使其与电源分开,再将

三.小结练习. 课后练习1.2.3题 四.课后记

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静电场******

第十.十一课时

带电粒子在电场中的运动(两课时)

一、教学目标

1.了解带电粒子在电场中的运动——只受电场力,带电粒子做匀变速运动。 2.重点掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中的运动——类平抛运动。

3.渗透物理学方法的教育:运用理想化方法,突出主要因素,忽略次要因素,不计粒子重力。

二、重点分析

初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中运动,沿电场方向(或反向)做初速度为零的匀加速直线运动,垂直于电场方向为匀速直线运动。

三、主要教学过程

1.带电粒子在磁场中的运动情况

①若带电粒子在电场中所受合力为零时,即∑F=0时,粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态。

例 带电粒子在电场中处于静止状态,该粒子带正电还是负电?

分析 带电粒子处于静止状态,∑F=0,mg=Eq,因为所受重力竖直向下,所以所受电场力必为竖直向上。又因为场强方向竖直向下,所以带电体带负电。 ②若∑F≠0且与初速度方向在同一直线上,带电粒子将做加速或减速直线运动。(变速直线运动)

打入正电荷,将做匀加速直线运动。 打入负电荷,将做匀减速直线运动。

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静电场******

③若∑F≠0,且与初速度方向有夹角(不等于0°,180°),带电粒子将做曲线运动。

mg>Eq,合外力竖直向下v0与∑F夹角不等于0°或180°,带电粒子做匀变速曲线运动。在第三种情况中重点分析类平抛运动。

2.若不计重力,初速度v0⊥E,带电粒子将在电场中做类平抛运动。 复习:物体在只受重力的作用下,被水平抛出,在水平方向上不受力,将做匀速直线运动,在竖直方向上只受重力,做初速度为零的自由落体运动。物体的实际运动为这两种运动的合运动。

与此相似,不计mg,v0⊥E时,带电粒子在磁场中将做类平抛运动。 板间距为d,板长为l,初速度v0,板间电压为U,带电粒子质量为m,带电量为+q。

①粒子在与电场方向垂直的方向上做匀速直线运动,x=v0t;在沿电

若粒子能穿过电场,而不打在极板上,侧移量为多少呢?

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静电场******

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静电场******

注:以上结论均适用于带电粒子能从电场中穿出的情况。如果带电粒子没有从电场中穿出,此时v0t不再等于板长l,应根据情况进行分析。

3.

设粒子带正电,以v0进入电压为U1的电场,将做匀加速直线运动,穿过电场时速度增大,动能增大,所以该电场称为加速电场。

进入电压为U2的电场后,粒子将发生偏转,设电场称为偏转电场。 例1

质量为m的带电粒子,以初速度v0进入电场后沿直线运动到上极板。(1)物体做的是什么运动?(2)电场力做功多少?(3)带电体的电性?

分析 物体做直线运动,∑F应与v0在同一直线上。对物体进行受力分析,若忽略mg,则物体只受Eq,方向不可能与v0在同一直线上,所以不能忽略mg。同理电场力Eq应等于mg,否则合外力也不可能与v0在同一直线上。所以物体所受合力为零,应做匀速直线运动。

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静电场****** 电场力功等于重力功,Eq·d=mgd。

电场力与重力方向相反,应竖直向上。又因为电场强度方向向下,所以物体应带负电。

例2 如图,一平行板电容器板长l=4cm,板间距离为d=3cm,倾斜放置,使板面与水平方向夹角α=37°,若两板间所加电压U=100V,一带电量q=3×10-10C的负电荷以v0=0.5m/s的速度自A板左边缘水平进入电场,在电场中沿水平方向运动,并恰好从B板右边缘水平飞出,则带电粒子从电场中飞出时的速度为多少?带电粒子质量为多少?

分析 带电粒子能沿直线运动,所受合力与运动方向在同一直线上,由此可知重力不可忽略,受力如图所示。

电场力在竖直方向的分力与重力等值反向。带电粒子所受合力与电场力在水平方向的分力相同。

=6×10-7N mg=Eq·cosα

=8×10-8kg 根据动能定理

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静电场****** 例 一质量为m,带电量为+q的小球从距地面高h处以一定的初速度水平抛出。在距抛出点水平距离为l处,有一根管口比小球直径略大的

管子上方的整个区域里加一个场强方向水平向左的匀强电场。如图:

求:(1)小球的初速度v; (2)电场强度E的大小; (3)小球落地时的动能。

解 小球在竖直方向做自由落体运动,水平方向在电场力作用下应做减速运动。到达管口上方时,水平速度应为零。

小球运动至管口的时间由竖直方向的运动决定:

E末=mgh

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静电场****** 第十二课时

电容器平行板电容器

一、教学目标

1.掌握平行板电容器的电容; 2.掌握影响平行板电容器电容的因素; 3.认识一些常用电容器;

4.结合匀强电场有关知识,研究平行板电容器极板间电场及电场源关系。

二、重点、难点分析

1.平行板电容器的电容和影响电容的因素是教学中的重点。

2.学生不常接触电容器,缺少实际知识,在接受本节课讲授内容时有一定困难,如何帮助学生在理解基础上分析解决问题是教学中的难点。

三、教具

静电计,带绝缘支架的导体圆板(两个),起电机,电介质板(泡沫塑料板),示教用各种电容器。验电器(一个),验电球。

四、主要教学过程

(一)引入新课

由上节课问题,靠近带电物体A的导体(B接地)上带有感应电荷。整个装置具有储存电荷的功能。我们称这种装置为电容器。

(二)教学过程设计

1.电容器

(1)构成:任何两个彼此绝缘、相互靠近的导体可组成一个电容器,贮藏电量和能量。两个导体称为电容的两极。

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静电场****** 欲使电容器储存电荷,首先应对电容充电,充电后还能放电。 (2)充放电

①充电:使电容器两极带异号电荷的过程。 实验1

利用起电机对相对放置的平行金属板构成的电容器充电。

把金属板与起电机断开,用验电球C与A板接触后再与验电器金属球D接触,金属箔逐渐张开。可知A板上带有电荷。然后,放掉C上多余电荷,让C与B接触后再与D接触,可见原来张开的金属箔逐渐闭合,可知A、B带异号电荷。 分析:起电机两极带电荷后,电势在带正电荷一极较高,负电荷一极较低,与电容器两极接触时,由于起电机两极与电容器两极不等势,将发生电荷定向移动,引起电荷重新分布,直至起电机两极与电容器两极达到静电平衡状态为止。这时电容器两极与起电机两极分别等势,从而电容器两极间电势差等于起电机两极电势差。同样,也可用电源(电池)对电容器充电,与正极相连的电容器极板带正电荷,与负极相连带负电荷。

②放电:使电容器两极失去所带电荷。

可用导线直接连接电容器两极,让两极板上正负电荷发生中和。 实验2

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第14篇:《电场强度》教学反思

《电场强度》教学反思

我在进行电场强度这一节内容教学时,尝试着通过问题质疑,引导学生思考、探究问题,从而获得概念;通过设置问题陷阱,让学生跳进去,再爬上来,使学生产生思维碰撞,从而加深对概念的理解。我试图让学生在行为上、情感上、思维上都能积极投入,体现“少教多学”的实质与精神,使学生在思维碰撞中掌握知识、理解概念,使学生学得轻松快乐。从教学效果上看,自己控制课堂讲授的时间,学生参与度较高,课前有学生分小组自主学习,课堂中有学生分小组讨论、学生质疑师生共同讨论解答、学生做完题目反思,课后巩固练习,实现了学生为主体而教师知识适当引导的教学方式。

电场强度是这一章的基本概念,是学习本章内容的基础。由于电场摸不着看不见,因此该部分知识对学生的抽象思维要求比较高。本节内容的重点和难点是电场强度概念的引入和理解。这个概念很抽象,学生在对概念的建立和理解上难度很大。教材在定义电场强度的设计思路是: 在一个电荷附近的任一点,检验电荷会受到静电力作用,静电力与检验电荷的电荷量的比值与该检验电荷的电荷量无关,说明比值反映了空间的某种性质,用比值法定义了电场强度。这种引入需要设置好问题,层层深入,使概念的建立过程变得自然、流畅,使学生在主动探索、合作探究中获取概念,体会到主动获取知识的快乐。

对电场的概念的建立,我设置了问题:不接触的电荷是通过什么相互作用?对于此问题的解决办法是让学生回顾初中学过的磁体间是通过什么相互作用的知识并展开小组讨论,最后形成总结意见,让学生自行到讲台前借助展示平台和形象化的框图为大家释疑。 对电场强度的概念的建立,我设置了以下三个问题:(1)什么是场源电荷?什么是试探电荷?对试探电荷有何特殊的要求?(2)用试探电荷所受的静电力能否直接表示电场的强弱?为什么?(3)如何表示电场的强弱?通过这三个问题,层层深入,建立起对电场强度的概念。

通过设置例题和变式训练来帮助学生掌握电场强度的叠加,解决这类问题的方法就是利用平行四边形定则。学生通过练习,学生自己展示自己的解题结果,并由学生自己充当一回“老师”,向同学们讲解,并请其他同学评判他的讲解,找错误、评判解题关键和解题心得,通过引导学生的这一系列的活动,学生的在较高的积极性中掌握了本节内容,体现了学生的主体地位,收效良好。

本节课的不足之处:

本节概念比较死板,感觉在课堂语言上语言比较生硬,缺乏生动,如何将物理表达与生活语言相结合,是自己将来要努力的方向。在课堂学生例题思考过程中,学生有时找不到思考的方向,在这个过程中,自己留给学生思考的时间不是很充足,这也与课堂各环节的时间分配不够优化有关,有时看学生回答不出来,就有点着急,于是就急急忙忙地给出了答案,这样缺乏学生思维的结论学生的理解一定不深,这以后得注意改正。

课堂教学,教师需要精心设计问题,启发引导学生,少教多学,把学习的主动权交给学生,使学生学会学习。通过分组自主学习、讨论交流、合作探究、多鼓励学生,让学生在互相帮助、互相沟通、互相质疑中共同成长、共同进步。

第15篇:宁夏风力发电场

宁夏都有哪些风力发电场,具体地址在哪里,?

这个我还真不知道,虽然我现在就在宁夏。。。帮你查查。。。。

中卫香山风电场一期

场址:宁夏 中卫市沙坡头区常乐镇

贺兰山头关风电场

场址:宁夏 银川 永宁 闵宁镇

华电宁夏宁东风电场二期

场址:宁夏 银川 灵武 宁东镇

华电宁夏宁东风电场

一、二期49.5MW扩建工程

场址:宁夏 银川 灵武 宁东镇

太阳山风电场二期工程 场址:宁夏 吴忠 吴忠 白土岗乡

小柳木风电工程 场址:宁夏 吴忠 青铜峡

宁夏贺兰山五期 场址:宁夏 吴忠 青铜峡 邵岗(贺兰,宁夏发电)

红寺堡二期制造商: 场址:宁夏 吴忠 红寺堡 宁夏银仪红寺堡风场2期

宁夏银仪红寺堡一期

场址:宁夏 吴忠 红寺堡 红寺堡开发区鲁家窑

太阳山宁东实验风电场 场址:宁夏 吴忠 红寺堡 太阳山

太阳山风电场二期工程 场址:宁夏 吴忠 红寺堡 太阳山二期

红寺堡二期 场址:宁夏 吴忠 红寺堡 红寺堡二期

这是10年的数据。

具体有哪些不太知道,大概位置都集中在宁东一带了

2007年8月30日宁夏太阳山风力发电场工程正式开工,宁夏自治区党委书记陈建国、自治区代主席王正伟等领导出席开工仪式并为工程奠基。

太阳山风电场位于宁夏吴忠市太阳山移民开发区境内,规划面积100平方公里,项目场址为半荒漠地区,地势平坦开阔,风能资源丰富,场地利用率较高。该项目是列入宁夏自治区重点开发建设规划的10个风电场之一,也是宁夏“宁东大会战”的重点项目之一。规划总装机容量为35万千瓦,工程总投资30亿元,分期建设。一期装机容量为4.5万千瓦,预计2007年年底建成投产,届时年发电量约为1.05亿千瓦时,与火电相比,每年可节约标准煤3万吨,并可减少二氧化硫等废气、废渣排放,同时还可节约大量的水和其它资源。太阳山风电场的建设,对于改善宁夏能源结构、增加再生能源比例具有积极意义。目前,宁夏风电产业运营总装机容量已达到20万千瓦,占宁夏总装机量的2.7%。

宁夏及相邻省区可利用开发的风能资源达500万千瓦

宁夏近日对当地风电产业进行调研时发现,宁夏及相邻周边省区可利用开发的风能资源达500万千瓦。宁夏区内目前已建成风电装机8万千瓦,占全国装机总容量的0.02%。2004年发电量2700万千瓦时,占全国发电量的0.1%。

风能资源是清洁的可再生能源,不消耗任何燃料,也不产生二氧化碳,不污染环境。风力发电是新能源中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。世界上很多国家,尤其是发达国家,已充分认识到风电在调整能源结构、缓解环境污染等方面的重要性,对风电的开发给予了高度重视。 目前,全世界约有25家风机供应商,其中前10位供应了2003年世界新增装机容量的94%。风机制造主要在丹麦、德国、西班牙、印度等国家。

我国风能资源丰富,陆地50米高度风能储量约5亿千瓦,海上可开发和利用的风能储量约7.5亿千瓦,共计12.5亿千瓦。截止到2003年底,全国风电场总装机容量仅为56.7万千瓦,占全国电力总装机容量的0.14%,尽管已建有40个风电场,但平均每个风电场的装机容量不足1.5万千瓦,远未形成规模效益。同时,由于购买国外风机价格较高和国家鼓励政策力度不够,致使我国风电成本过高、风电规模徘徊不前,与世界发达国家的差距巨大,并有进一步加大的趋势。

电作为世界上增长最快的能源,近10年来装机容量年平均增长超过30%。预测到2020年全球风电装机容量将达到12.31亿千瓦,是2003年世界风电装机容量的31倍,年平均安装容量将达1.5亿千瓦。届时风力发电装机容量将占全球发电总容量的12%。发展改革委等有关方面正在起草旨在促进可再生资源发展特别是加快风电发展的法案,预计今后我国风电在全国电力装机总量中所占比例将会逐步加大,2020年有可能达到1亿千瓦以上。新疆、内蒙古、甘肃等地区近年来也非常重视风电的开发,都制定了各自的风电发展规划,因此国内今后对风机的需求将会不断增长。

宁夏风电产业有四大优势

宁夏近日在对当地风电产业进行调研的时候发现,宁夏风电产业有四大优势两大问题。

四大优势为:

一、政府的有力支持。宁夏成立了由自治区政府主管副主席任组长的宁夏风电产业领导小组,并将风电列为自治区重点发展的特色产业之一,促使其成为宁夏的支柱型产业和新的经济增长点。

二、丰富的风能资源。据初步估计,在区内及周边相邻地区可利用的风能资源达到500万千瓦以上,其中仅贺兰山风电场(含内蒙古侧)就可开发近100万千瓦,具备大规模开发风电的资源条件。

三、有较强的机械加工能力。具有相对优势的宁夏机械制造业,为风机制造业的发展和零部件分工协作提供了一个便利的条件。宁夏现在已有企业可以生产风机的塔桶,这就可以降低风机的总造价,长城须崎是国内著名的大件铸造企业,具有为风机生产轮毂和底座的能力和技术。

四、有一定的人力资源。宁夏发电集团公司和宁夏天净电能集团公司已经开发建设了8万千瓦装机的贺兰山风电场,2005年将达到15万千瓦。贺兰山风电场的并网发电,实现了宁夏风电零的突破,为发展宁夏风电事业积累了经验,也培养了一批具有较高业务素质的风电设计与运行维护人员。

宁夏生产出第一台风力发电机组图

新华网宁夏频道讯:由恩德(银川)风电设备制造有限公司生产的首台S77/1500KW型风力发电机,22日在宁夏银川高新技术开发区顺利组装完工。S77/1500KW型风机是目前国际风力发电机的主流机型,也是我国未来使用较为广泛的主流机型之一。此型号的风力发电机技术含量高,运行安全可靠,性能优良,特别适合西北地区的内陆风场,在西北乃至全国具有广阔的市场前景。

自治区主席助理、发改委主任郝林海在庆典仪式上致辞(周健伟 摄)

近几年,宁夏回族自治区党委政府高度重视包括风机制造业在内的风电产业发展。2004年7月,宁夏发电集团董事长刘应宽向自治区党委和政府提出《关于加快宁夏风力发电产业的思考和建议》,自治区政府召开专题会议,把风电产业确定为宁夏未来的主导产业之一,要求宁夏发电集团在大力发展风电的同时,尽快完成风机制造技术的引进工作。为此,宁夏发电集团在加快发展风力发电,积极发挥风电建设主力军作用的同时,在风机制造领域进行了广泛合作交流。2005年3月,宁夏发电集团、德国NORDEX公司和宁夏天净集团在银川签订了合资组建风机制造公司的协议,并于2005年12月正式组建了恩德(银川)风电设备制造有限公司。

宁夏发电集团总经理何怀兴发言(周健伟 摄)

据介绍,此项目总投资1200万美元,银川生产基地规划建筑面积72305平方米,一期工程4.36万平方米。项目建成后,将达到年产风力发电机组200台(套)、年加工风机塔筒3万吨的生产能力。

宁夏回族自治区政府主席助理郝林海说,恩德(银川)风电设备制造有限公司成功落户宁夏并如期生产出合格产品,标志着世界先进的风力发电设备在银川诞生,标志着宁夏风电产业的发展已经迈入了一个崭新的阶段,对进一步提升宁夏机电制造业水平和促进宁夏风电产业大规模发展具有重要意义。(记者周健伟)

郝林海与德国NORDEX公司代表为宁夏首台S77/1500KW型风力发电机顺利组装完工剪彩(周健伟 摄)

宁夏发电集团董事长刘应宽与德国NORDEX公司代表交谈(周健伟 摄)

S77/1500KW型风力发电机是目前国际风力发电机的主流机型(孙劲 摄)

新华网宁夏频道8月30日电(记者 刘泉龙)30日,位于宁夏吴忠市太阳山移民开发区的太阳山风力发电场正式开工建设,工程总投资31亿元。

8月30日,宁夏发电集团太阳山风力发电场工程建设者正在施工。新华社记者刘泉龙摄

8月30日,宁夏发电集团太阳山风力发电场工程建设者正在施工。新华社记者刘泉龙摄

宁夏发电集团总经理何怀兴介绍说,太阳山风电场是宁夏回族自治区重点开发建设的10个风电场之一,规划总装机容量为350兆瓦,工程总投资31亿元,规划面积约100平方公里,分期实施建设。一期工程装机容量为45兆瓦,将于2007年底建成投产。一期工程建成后年发电量约为8214.5万千瓦时,与火电相比,按350克/千瓦时计算,每年可节约标准煤2.87万吨,并减少二氧化硫等废气、废渣的排放,同时节约了大量的水资源。这一工程建设对当地生态环境保护和发展区域经济、调整产业结构具有重要意义。

8月30日,宁夏发电集团太阳山风力发电场工程建设者运用机械设备施工。新华社记者刘泉

龙摄 据了解,宁夏把风力发电作为重要特色产业来抓,目前,风电产业运营总装机已超过20万千瓦。宁夏发电集团作为自治区骨干企业和风电发展的龙头企业,风电装机已达到16万千瓦,占全区风电总装机的80%以上。(完)

宁夏太阳山风力发电厂

地址: 宁夏回族自治区银川市金凤区黄河东路663号 电话:0951-5672670

宁夏吴忠市太阳山开发区

你从吴忠去马家滩的路上有个很大的风力发电厂,名字忘记了个很大的 叫贺兰山头关风电场。 太阳山经济开发区也有!

贺兰山脚下也有

第16篇:风力发电场总体布局

风力发电场总体布局

风力发电场设计技术规范之风力发电场总体布局依据:可行性研究报告、接入系统方案、土地征占用批准文件、地质勘测报告、环境影响评价报告、水土保持评价报告及国家、地方、行业有关的法律、法规等技术资料。

风力发电场总体布局设计应由以下部分组成:

1风力发电机组的布置。

2中央监控室及场区建筑物布置。

3升压站布置。

4场区集电线路布置。

5风力发电机组变电单元布置。

6中央监控通信系统布置。

7场区道路。

8其他防护功能设施(防洪、防雷、防火)。

风力发电场总体布局,应兼顾以下因素:

1应避开基本农田、林地、民居、电力线路、天然气管道等限制用地的区域。

2风力发电机组的布置应根据机组参数、场区地形与范围、风能分布方向确定,并与本场规划容量、接入系统方案相适应。

3升压站、中央监控室及场区建筑物的选址应根据风力发电机组的布置、接入系统的方案、地形、地质、交通、生产、生活和安全要素确定,不宣布置在主导风能分布的下风向或不安全区域内。

4场区集电线路的布置应根据风力发电机组的布置,升压站的位置及单回集电线路的输送距离、输送容量、安全距离确定。

5风力发电机组变电单元布置依据场区集电线路的形式而不同:采用架空线路时,该单元应靠近架空线路布置,采用直埋电缆时,该单元应靠近风力发电机组布置,并要保证其安全距离,必要时设置安全防护围栏。

6中央监控通信网络布置应根据风力发电机组的布置,中央监控室的位置及通信介质的传送距离、传送容量确定。

7场区道路应能满足设备运输、安装和运行维护的要求,并保留可进行大修与吊装的作业面。 8场区内道路、场区集电线路、中央监控通信网络、其他防护功能设施之间的布置应满足其相关规程、规范的电磁兼容水平和安全防护的要求。

第17篇:电场强度的教案设计

一、电场:

(1)电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质电场发生的,电荷的周围都存在电场.(2)基本性质:电场具有力和能的特征。

①引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用,且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样.

②电场能使引入其中的导体产生静电感应现象.

③当带电体在电场中移动时,电场力将对带电体做功,这表示电场具有能量.

二、电场强度(E):

①定义:电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值,叫做该点的电场强度,简称场强.用E表示。

公式:E=F/q(适用于所有电场)

单位:N/C

②方向性:物理学中规定,电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同.电场中某一点处的电场强度E是唯一的,它的大小和方向与放入该点电荷q无关,它决定于电场的源电荷及空间位置,电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷无关.

+Q P r

三、点电荷周围的电场、电场强度的叠加

(1)点电荷周围的电场

①大小:E=kQ/r2(只适用于真空中点电荷的电场)

②方向:如果是正电荷,E的方向就是沿着QP的连线并背离Q;如果是负电荷:E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q.(2)电场强度的叠加原理:某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和.

可以证明:在一个半径为R的均匀球体(或球壳)在外部产生的电场,与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同,即:球外各点的电场强度为E=kQ/r

2四、电场线

(1)电场线: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的方向。

(2)电场线的基本性质

①电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向.②电场线的疏密反映电场强度的大小(疏弱密强).

③静电场中电场线始于正电荷或无穷远,止于负电荷或无穷远,它不封闭,也不在无电荷处中断。

④任意两条电场线不会在无电荷处相交(包括相切)

各种点电荷电场线的分布情况。

五、匀强电场

(1)定义:电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场.(2)匀强电场的电场线:是一组疏密程度相同(等间距)的平行直线.例如,两等大、正对且带等量异种电荷的平行金属板间的电场中,除边缘附近外,就是匀强电场.常见电场的电场线

第18篇:电场强度教学设计

1、试以“电场强度”为例,分析它的建立过程、教学要求,并设计其教学活动过程。

建立过程:

1.对电场强弱和方向的认识。

研究验证库仑定律的实验,明确几个问题。

① B在A的电场中 ② B在不同位置受力不同,说明电场的性质与位置有关;场源电荷不同B的受力不同,说明电场的性质与场源电荷有关。所以我们说电场的性质只与电场本身有关。 ③ 确定场源电荷和场中的位置,选择不同的试探电荷发现其受到的电场力不同,要找到一个物理量描述电场的性质,此物理量只与电场本身有关,与试探电荷无关,所以直接用电场力描述电场的力的性质不合适。

2.寻找描述电场的力的性质的物理量。

在研究电荷在确定的电场、确定的点受力时,一个试探电荷受力为F,如果有一个同样的试探电荷在相同的点,其受力必然也为F,把这两个试探电荷放在一起时,电荷量变为一个的两倍,它们的受力可能是2F,依次类推……从比值定义物理量在初中就已经学习过,密度就是利用比值来定义的。我们看到电荷的受力与电荷量的比值是一个与电荷量无关的量,所以我们用这个比值来描述电场的力的性质,引入电场强度的概念。 3.电场强度的方向。

在电场中的同一点,放上不同的试探电荷,其受力方向可能不同,而同一电荷在电场的不同位置其受力方向可能也不同,所以要想完整的描述电场的力的性质,电场强度必须是矢量。我们规定正电荷的受力方向为电场强度的方向。

教学要求:

①理解电场强度的概念及其矢量性,会根据电场强度的定义式进行有关的计算; ②掌握点电荷电场强度的公式;

③掌握电场强度矢量性及叠加原理。

教学活动:

1.创设情境,提出探究课题

师:电场是物质存在的一种特殊形态,它看不见、摸不着,但客观存在,而且有能量。那么,我们如何认识它的特性,摸清它的“脾气”?我们只有根据它表现出来的性质去了解它。 师:电场最基本的性质是什么?这对我们研究问题有何启发? 生:电场最基本的性质是对放入其中的电荷有电场力的作用。所以,研究电场,我们可以在电场中放入电荷。

师:对!只有把电荷放入电场中,通过研究电荷的受力情况,才有可能探明电场的属性。那么,对放入电场中的电荷有没有要求?可不可以随意找一个带电体放入电场? 生:电荷的电荷量要充分小,不致影响原来要研究的电场;电荷的体积要充分小,以便于研究电场中各点的情况。

师:满足这样要求的电荷叫试探电荷。显然,试探电荷是一种理想化模型,有了试探电荷,我们就可以研究电场的基本属性。

师:电荷在电场中不同点受到的电场力大小一般不同,这说明什么问题? 生:这表示各点的电场强弱不同。

师:电场中各点的电场强弱与什么因素有关?如何描述电场的强弱?请同学们针对这个主题展开研究,得出结论。 2.猜想假设,设计探究方案

师:同学们可以猜想一下,电场中各点的强弱可能会与哪些因素有关?你们打算设计怎样的方案去研究、解决这个问题? 生:各点的电场强弱可能与带电体、各点位置、试探电荷有关。

(1)学生设计的实验方案:用丝线将一个轻小物体悬挂在木架上,做成如图1所示的简单实验装置,让它与带正电的玻璃棒接触带上同种电荷,进行以下实验:保持带正电的玻璃棒与小物体的位置不变,通过控制丝绸与玻璃棒的摩擦,改变玻璃棒的带电量,观察悬线偏角的变化情况。设法保持玻璃棒的带电量不变,改变小物体的带电量,观察悬线偏角的变化情况。改变木架位置,使小物体与带电体的距离改变,观察悬线偏角的变化情况。

(2)学生设计理论研究方案:在电荷Q产生的电场中:①将同一试探电荷q分别放在不同的位置A、B处(rA

3.收集证据,论证探究假设

(1)学生通过定性实验得到的初步结论:①仅改变玻璃棒的带电量,小物体受到的电场力大小变化,说明电场的强弱受玻璃棒所带电量的影响。②仅改变小物体的带电量,小物体受到的电场力大小变化,说明电场的强弱可能与小物体的带电量有关。③仅改变小物体的位置,小物体受到的电场力大小变化,说明电场的强弱与距离玻璃棒的远近有关。 师:上述定性实验的结论是否都是正确的?还必须从理论的层面加以深入研究。 (2)学生通过理论研究得到的初步结论:

①对图2情景,有弱与距离场源电荷的远近有关。

,因rAFB,说明某点电场的强②对图3情景,有, F3=kr2,由此看出,实验初步结论②是有问题的,因为电场力大小变化的直接原因是试探电荷的电量变化,因此,不能说明某点电场的强弱与试探电荷的带电量有关。 师:请大家仔细观察、研究这三个式子,从中能找到什么规律? 生:,说明在电场中同一点,试探电荷受到的电场力与其电量的比值是一个定值,而且该定值与位置有关,与场源电荷有关,与试探电荷无关。 ③对图4情景,有

,虽因rA

师生共同总结:理论和实验探究结果均表明,在电场中的同一点,试探电荷受到的电场力与其电荷量的比值是恒定的;在电场中的不同点,试探电荷受到的电场力与其电荷量的比值一般是不同的。这个比值由试探电荷在电场中的位置决定,跟试探电荷大小无关,因而可以用这个比值来定义反映电场强弱性质的物理量。

师:用比值定义一个物理量,用来表示研究对象的某种性质,这种方法我们不是第一次遇见。在2005年世界田径锦标赛上,刘翔13秒08夺得110米栏亚军,而我们班一个男生只跑了10秒,你认为该同学跑得比刘翔快吗? 生:无法判断,因为该同学运动的位移并不清楚,仅通过比较运动时间是无法比较物体运动快慢的,只有确定相同的位移,再来比时间,才能判断运动的快慢。

师;这样我们用单位时间内物体的位移来描述物体运动的快慢,从而引出了速度这一反映物体运动快慢性质的新的物理量。同样,如果直接用电场力的大小表示电场的强弱是行不通的,因为比较的电荷量可能不同,为了能统一比较标准,我们就用单位电荷量的电荷受到的电场力来描述电场的强弱,并且给这个比值一个新的名称,即电场强度,简称场强。 师:在整个探究的过程中,同学们都能积极参与,认真思考,勇于实践,体现出追求科学真理的良好精神,反思全过程,大家觉得在设计的探究方案中或在研究的过程中,有哪些问题,有哪些不足?你有何改进意见?你有哪些收获和体会? 生甲:定性实验装置太粗糙,很容易漏电,电荷量也不易控制,可以用验电器代替玻璃棒。 生乙:我在上课前也做了预习,对电场强度的概念不太理解,只是强行记忆。通过刚才的探究,我对这个概念是怎么得出的有了比较清楚的理解。 生丙:今天的实验研究方法和运用数学工具研究的方法是课本上没有的,我觉得学到了很多东西,特别是物理学的研究方法,对我启发较大。

2、试分析“加速度”这一物理量的内涵、外延,它的量度公式和决定条件,以及造成概念不清的原因。

内涵:

物体速度的变化有快有慢,所以用加速度这一物理量来表征物体速度变化的快慢。在物理概念的建立过程中是用飞机和汽车的速度变化为例子来引入,让学生分析速度大小和速度变化大小以及速度变化快慢之间的区别,从而引出表示速度变化快慢的物理量—加速度。加速度等于物体速度的变化与完成这一变化的时间的比值,即外延:

主要应用于经典物理中。 度量公式:

决定条件:初速度、末速度、速度变化的时间

造成概念不清晰的原因:

1.对加速度概念的建立,需要在前面每个环节都链接起来的情况下。

2.概念的理解不仅仅要考虑到速度变化的大小、速度变化的方向,还要考虑到速度变化对应的时间。3.踏实一个建立在抽象概念之上的抽象概念。

第19篇:电场强度教学设计

电场强度教学设计

电场强度知识与技能1.明确电场强度定义式的含义2.知道电场的叠加原理,并应用这个原理进行简单的计算.过程与方法通过分析在电场中的不同点,电场力F与电荷电量q的比例关系,使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱,即电场强度的概念;知道电场叠加的一般方法情感态度与价值观培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法重点:电场强度的概念及其定义式难点:对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算复习回顾——旧知铺垫1.库仑定律的适用条件:真空;点电荷——非接触力

2、列举:磁体间——磁力;质点间一一万有引力经类比、推理,得:电荷间的相互作用是通过电场发生的引出电场、电场力两个概念本节课,我们主要研究电场问题,以及为描述电场而要引入的另一个崭新的物理量——电场强度新课教学1.电场电场基本性质:电场客观存在于任何电荷周围,正是电荷周围存在的这个电场才对引入的其它电荷施加力的作用电场基本属性:电场源于物质,又对物质施力再根据“力是物质间的相互作用”这一客观真观,毫无疑问,电场是一种物质电场基本特征:非实体、特殊态——看不见、摸不着、闻不到电场是一种由非实体粒子所组成的具有特殊形态的物质自然界中的物质仅有两种存在的形态,一种是以固、液、气等普通形态存在的实体物质;而另一种,就是以特殊形态存在的非实体物质——场物质电场的检验方法:无论物质处于什么形态,我们都可以通过一定手段去感知它的存在,只是感知方式或使用工具不同而已,例如:①生物学中动植物的体系胞可以通过电子显微镜来观察②化学中的某些气体可以通过人体的感官来感知③生活中电视塔发射的电磁波可以通过电视接收机来感知④物理学中磁体周围的磁场可以通过放入其中的小磁针来检验⑤物理学中电荷周围的电场可以通过放入其中的检验电荷来检验2.电场强度模拟实验:下面以点电荷Q形成的电场为例,探讨一下检验电荷q在到Q距离不同的位置所受电场力F有何不同实验结论:通过观察与分析可以得出,同一个检验电荷在点电荷Q形成的电场中的不同位置所受电场力的大小、方向均不同.因为这个电场力是同一个电场给同一个检验电荷的,所以,场源电荷周围不同位置的电场有强弱之分和方向之别;电场中同一位置,不同电荷所受电场力也不同,但是,电场力与检验电荷的电荷量之比却是一个不变的常量前者引出电场强度概念;后者点明场强与检验电荷无关,而只由电场本身性质决定电场强度:①定义:放入电场中某一点的电荷受到的电场力和它的电荷量q的比值叫做该点的电场强度,简称场强,用符号E表示②定义式:E=F/q③单位:N/C④电场强度是矢量同一检验电荷在电场中不同的点所受电场力方向不同,因此,场强不仅有大小,而且有方向,是矢量用检验电荷所受电场力的方向表征场强方向比较恰当,但是,正、负检验电荷在电场中同一点所受电场力方向不同且截然相反,怎么来定义场强方向呢?回顾定义磁场方向时,检验小磁针静止时N、S极所指方向也是相反的,人为规定:小磁针N极指向为磁场方向,这是人们的一种习惯电场强度方向的定义也是如此即规定正的检验电荷所受的电场力方向为场强方向⑤定义模式:比值法3.比值法定义物理量原则:被定义量与定义用量无关应用举例:速度v=s/t单位时间内发生的位移v大→运动得快密度ρ=m/V单位体积内所含的质量ρ大→质量密集加速度a=△v/t单位时间内速度的变化.a大→速度变化快电阻R=U/I因果倒置,但已习惯R大→阻电性强场强E=F/q单位电荷量所受电场力E大→电场越强4.点电荷的电场一—场强定义式的应用公式推导:场强特征:①大小:近强远弱,同心球面上名点,场强值相等②方向:正电荷周围的场强方向一发散;决定因素:①大小:由杨源电荷的电荷量Q以及场原电荷到场点之距r“全权”决定,而与检验电荷的电荷量q的大小及其存在与否无关②方向:由场源电荷电性决定例:一点电荷Q=×10-8C,在距此点电荷30cm处,该点电荷产生的电场的场强是多少?5.电场强度的叠加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例:如图所示,要真空中有两个点电荷Q1=×10C和Q2=-×10C,它们相距求电场中A点的场强A点与两个点电荷的距离r相等,r=课堂小结1.对比法推知电场的存在,比值法定义电场的强度2.电荷间相互作用形式与本质之区别形式上:电荷对电荷的作用——非接触力本质上:电场对电荷的作用——接触力3.场强几种表达式的对比E=F/q——定义式,适用于任意电场——决定式,适用于真空中点电荷形成的电场-8-8教学反思:1.在教学过程中,要通过举例让学生进行分辨、对比,教师通过提示、启发、总结,使学生牢固掌握知识,理解和掌握类比这一研究方法,并能应用到其他知识的学习上,从而提高了学生解决实际问题的能力2.电场的定义式学生还是有理解上的问题,因为这种看不见,摸不着的物理量是大家第一次接触,所以在教学中最好能够多进行一些类比和举例,或者用实际生活中学生能够感受到并且能理解的事物来展现,加深大家的映像3.电场的叠加是学生处理作业时经常出现问题的地方,说明大家对于“场”这个概念还是似懂非懂场是矢量,遵守平行四边形的合成法则,在实际教学中要注重渗透这个概念电场强度教学设计二.教材:选修3-1三.课时:1课时四.教材分析教科书从电荷在电场中受力入手,引入了电场强度的概念,明确它是表示电场强弱的物理量本节主要由“电场强度”“点电荷的电场电场强度的叠加”“匀强电场”几部分内容组成五.学情分析本节内容对于学生来说是一陌生的内容,且比较抽象,学生学起来有一定的困难,教师应进行适当启发引导六.教学方法以“电荷间相互作用如何发生”、“如何描述电场的强弱”两大问题为主线展开,具体操作思路是:1.学生自学电场,培养学生阅读、汲取信息的能力2.通过实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七.教学目标知识与技能1.粗略了解物理学史上对电荷间相互作用力的认识过程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殊的形态3.理解电场强度的概念及其定义,会根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.能根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单的计算6.利用电场线描述电场,知道匀强电场的特点过程与方法1.经历“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.领略通过电荷在电场中所受静电力研究电场、理想模型法、比值法、类比法等物理学研究方法情感态度与价值观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态度八.教学重难点教学重点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,并会根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九.教学过程《电场强度》互接触了么?没有,那为什么会有力的作用呢!当时为了解释这种现象,提电场看不见也摸不到,我们怎么来研究它的性质呢?同学们有没有好的办法,思考一下,我听有同学说可以研究电荷在电场中受力,通过受力间接反映电场性质,很好,这就是我们今天要研究的方法在研究之前,我给大家介绍一种电荷——试探电荷,所谓试探电荷就是电量要少、体积要小,电量少可以避免试探电荷的电场对所要研究的电场产生影响,体积小,实验中可做为点电荷,对多个点进行精细的研究现在来看黑板,有这样一个正电荷,电荷量为Q,提供电场,这个电荷我们称之为场源电荷在电场中a、b两点放入电荷量为q的试探电荷,我们来看他们的受力情况,先看力的大小,可知a点处大于b点处,他们的受力方向也不同,也就是说位置改变之后,电场力的大小、方向都随之改变,而力又是由电场产生的,所以我们可以做这样的定性分析,在电场中不同的点,电场的强弱与方向是不同的带着上面的问题,下面我们来做定量的研究,同样是这个正电荷做场源电荷,在空间选取A、B两点,到Q的距离分别为r、2r,在此两点分别放入电量为q、2q、3q的试探电荷,完成下面的表格同学们来分析这组数据,首先横向观察,在同一位置,不同的试探电荷收到的力大小不同,在纵向观察,同一电荷在不同位置受力也不相同,那么同学们,我们可以用电场力直接表征电场的性质么?显然不可以,无论横向还是纵向,我们都没有发现任何规律可循同学们再来看看影响电场力大小的因素有哪些?有试探电荷的电量,到Q的距离r,同学们想一想,我们可不可以进行一些处理,简化一下变量,我听到有同学提到可以用比值,谁比上谁?我们可以尝试用电场力比上电荷量,好,接下来完成表格这回我们再来观察这个表格,首先横向观察,不管是A还是B它的值都变成恒定的了,不以试探电荷的电量变化而变化纵向再看,不同的点,比值不相同,那么这个比值可以表征电场的强弱么?我们来验证一下,看A、B的比值,明显A的要大一些,再看A、B的位置,A离着场源电荷更进一些,明显同一个电荷在A点受到的力就应该比在B点收到的力大,结果与我们的分析相吻合这就说明这个比值可以表征电场的强弱,反映电场本身的性质,这个比值就是今天我们要学习的一个重要的物理量电场强度定义:放入电场中某点的电荷收到电场力跟它的电量的比值,符号用E表示公式:E=q,单位:N/C或V/m我们再来研究电场强度的方向来看公式,我之前讲过,等号是一个很强大的符号,用等号连结说明左右所有的信息都相等,大小不说了,我们看方向这里F是矢量,有大小有方向,q是标量,两个量相比应该还是矢量,因此场强就是一个矢量,方向应该与等号右侧相同应该注意一点,电荷量q有正负所以我们可以得出结论,电场强度方向与正电荷受力方向相同,与负电荷受力方向相反其实我们可以发现,电场中场强的方向与正负电荷的选取是无关的同学们思考一下,整个研究过程中试探电荷起到什么作用它就是我们间接研究的媒介物例如温度计测量温度,温度计只能表示温度的高低却不能改变温度试探电荷一样,只能表示出场强,不会改变电场强度电场强度是一个客观存在以上我们掌握了电场强度的概念,它是反映电场本身的性质,不受外界的影响那又是什么决定电场强度呢?下面我们进行一个练习一点电荷产生的电场中任意一点P的场强大小是多少我们可以利用公式得到Ep=kQ/r2大家注意这就是点电荷产生电场强度的公式在应用时注意它的应用范围当出现多个场源电荷时P点的场强是多少?同学们计算一下我们知道电场强度为矢量,所以我们可以求出各个点电荷在P点产生电场,然后矢量合成,这就是电场的叠加原理 F

第20篇:“电场强度”教学设计

“电场强度”教学设计

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【教材】人教版普通高中课程标准实验教科书物理选修3-1第一章第三节

【教学时间】一课时

【教学目标】

一、知识与技能

.粗略了解物理学史上对电荷间相互作用力的认识过程。

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殊的形态。

3.理解电场强度的概念及其定义,会根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.能根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单的计算。

二、过程与方法

.经历“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.领略通过电荷在电场中所受静电力研究电场、理想模型法、比值法、类比法等物理学研究方法。

三、情感态度与价值观

.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态度。

【教学重点】

.探究描述电场强弱的物理量。

2.理解电场、电场强度的概念,并会根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

【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”两大问题为主线展开,具体操作思路是:

.学生自学电场,培养学生阅读、汲取信息的能力。

2.通过实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)

教师: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

教师:我们不免会产生这样的疑问:

投影展示问题1:真空中?它们之间相隔一定的距离这种相互作用是如何产生的呢?难道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(1.2-1)。

教师:这幅图大家不陌生,那么相同的小球在不同的位置所受作用力不一样,说明了什么?

学生回答:库仑力的大小与距离有关。

教师:其本质原因又是什么呢?(投影展示问题2)

教师: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

教师: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)电场有什么本领?

学生自学,师板书“

一、电场”。

学生回答:(1)略;

教师:法拉第同学们曾记否?

学生(集体)回答:电磁感应现象。

教师:法拉第是英国物理学家、化学家,对事物的本质有着非常敏锐的洞察力,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;

教师启发引导: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、收音机信号的发射与接受就是电磁场在空间的传播;“特殊”──看不见、摸不着;“存在于电荷周围”并板书。

(电场是)存在于电荷周围的一种特殊的物质。

教师: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

教师:下面我们再来探讨第二个问题。

依次投影问题:①相同的小球在不同的位置所受作用力不一样,其本质原因是什么呢?(对照“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。

②那么如何来描述电场的强弱呢?

教师启发:像速度、密度等寻找一个物理量来表示。

③如何来研究电场?

(学生思考)

教师启发引导:电场的本领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。因此在研究电场的性质时,我们可以从静电力入手。(板书研究方法)

教师:对于像电场这样,看不见,摸不到,但又客观存在的物质,可以根据它表现出来的性质来研究它,这是物理学中常用的研究方法。

教师:还需要什么?

学生回答:电场及放入其中的电荷。

多媒体依次展示,教师简述:①“探究影响电荷间相互作用力的因素”中的试探电荷;②场源电荷。

师生共析对试探电荷的要求。

教师:下面请同学们仔细观察模拟实验的动画演示,并描述你看到的现象说明了什么。多媒体动画模拟:①不同位置偏角不同;②增加试探电荷带电量偏角均增加。

学生回答:不同位置受力不同;同一位置试探电荷带电量增加,受力增大,但不同位置受力大小关系不变。

教师: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:①F

1、F

2、F3及F1<F2<F3;②2F

1、3F

1、4F

1、nF1等。

表一:(P1位置)

试探电荷

q

2q

3q

4q

nq

静电力

F1

2F1

3F1

4F1

nF1

表二:(P2位置)

试探电荷

q

2q

3q

4q

nq

静电力

F2

2F2

3F2

4F2

nF2

表三:(P3位置)

试探电荷

q

2q

3q

4q

nq

静电力

F3

2F3

3F3

4F3

nF3

(学生思考并交流讨论)

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,因而不能直接用试探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,与试探电荷的电荷量无关;(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在电场中的位置决定,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。

教师:在物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

.定义:

教师: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。

教师:从它的定义,电场强度的单位是什么?

学生回答:N/c

教师介绍另一种单位并板书。

2.单位:N/c或V/m,1N/c=1V/m

教师结合板画: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

教师结合板画: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?

教师: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。

教师:按照这个规定,如果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)

点电荷是最简单的场源电荷。设一个点电荷的电荷量为+Q,与之相距为r的A点放一试探电荷,所带电荷量为+q。

(1)试用所学的知识推导A点的场强的大小,并确定场强的方向;

(2)若所放试探电荷为-2q,结果如何?

(3)如果移走所放的试探电荷呢?

(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:

.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,它不随时间改变。电场中某点的场强完全由电场本身决定,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灵活运用,加强计算能力培养)

如图所示,真空中有两个点电荷Q1=+3.0×10-8c和Q2=-3.0×10-8c,它们相距0.1m,A点与两个点电荷的距离r相等,r=0.1m。求:

(1)电场中A点的场强;

(2)在A点放入电量q=-1×10-6c,求它受的电场力。

教师: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)

教师:根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?

学生思考后回答:无限等分成若干个点电荷。

教师:根据以上方法,同学们设想一下一个半径为R的均匀带电球体(或球壳)外部产生电场的场强,如何求解?

学生思考后回答: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,电场是存在于电荷周围的一种特殊的物质,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,我们通过研究试探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,它的研究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

客观存在的一种特殊的物质形态

二、电场强度

.定义:E=F/q

2.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

.推导:

2.大小:

3.方向:

四、电场强度的叠加

五、布置作业

教材P16-17

1、

2、7

思考题:

完成课本P173,比较电场强度E=F/q与重力加速度g=G/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,应给学生充分的思考时间,并让学生相互交流讨论,教师还可进行适当启发引导。另外,探究时间很难控制,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。

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