1.2电场(第二课时)
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选修1-1.1.2电场教案0教学目标:1.知识技能领域理解电场线知道电场线的作用和特点理解电场强度知道电场强度是描述电场关于力的性质会用定义式和点电荷的电场强度公式进行计算2.方法过程领域通过“检验电荷”的概念,使学生明确物理测量的有效性的观念3.态度、价值观领域体验法拉第关于“力线”的天才思想体验比值定义法在物理学中的应用重点难点:电场强度概念的建立教学建议:电场线实验可以借助投影仪提高演示效果可另行安排一课时进行概念复习及场强计算训练教学过程:一.新课引入:回忆上节课讲述的电场概念——电荷周围的一种特殊的物质特殊性看不见,摸不着,无法称量,可以叠加。
物质性电场是一种客观实在,它对场中电荷有力的作用。
电荷间的相互作用是通过电场实现的。
既然电场看不见,摸不着,我们想个什么样的方法来形象地描述它呢?引导学生回忆初中里学过磁场,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。
回忆磁感线的特点:在条形磁体外部由N极指向S极,内部由S极指向N极,是闭合曲线磁感线的疏密程度可以大致描述该处磁场的强弱磁感线有走向,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形象直观地描述磁场用磁感线,形象直观地描述电场呢?二.电场线a.电场线形状的模拟实验仿照在磁铁周围撒铁磁粉显示磁场分布的方法。
我们把奎宁针状晶体或头发屑均匀拌放在蓖麻油或洗洁精中,加上不同的高压电极,观察奎宁针状晶体或头发屑受电场力作用后的排列分布情况。
(可以借助投影仪提高演示效果)这个实验亦可用验电羽与感应起电机做,演示几种常见的电场分布情况,效果也不错。
(网上也有模拟电场线的动画演示,可以配合实验给学生观察)让学生将观察的实验结果进行理想化的描绘,发觉我们同样可以用一些曲线来大致描绘电场的分布。
这种方法是英国科学家法拉第提出的,这些曲线称为电场线。
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电场教学目标1.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.2.理解电场强度的概念及其定义式,会根据电场强度的定义式进行有关的计算,知道电场强度是矢量,知道电场强度的方向是怎样规定的.3.认识电场线和电场强度,懂得用电场线、电场强度描述电场,知道匀强电场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教法及教具教学过程教学内容个案调整教师主导活动学生主体活动一、复习上节课学习的相关知识二、新课教学1、(真空中)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 (只适用于点电荷的电场)②方向:如果是正电荷,E的方向就是沿着PQ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.说明:公式E=kQ/r2中的Q是场源电荷的电量,r是场中某点到场源电荷的距离.从而使学生理解:空间某点的场强是由产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离决定的,与检验电荷无关.(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.学生认真听讲提出问题如果空间中有几个点电荷同时存在,此时各教学过程先分析方法后举例:先在同一直线再不在同一直线。
《电场强度》第二课时-电场线教学设计教学过程及设计意图上节课我们学习了电场,大家思考一下,电场的基本性质是什么?是对放入其中的电荷有力的作用。
为了描述这一基本性质,我们学习了一个重要的物理量,是哪个物理量?——电场强度,电场强度可以精确描述电场力的性质。
但是,它比较抽象。
有什么办法可以形象直观的描述电场呢?今天我们就一起研究这个问题。
大家回忆一下,初中我们学习过磁场,磁场是看不见也是摸不着的,当时是怎样形象的描述磁场的?引入了磁感线。
【课件】展示条形磁铁磁感线大家注意,磁感线是否只分布在一个平面上呢?应该是空间立体的。
【课件】展示磁感线空间分布动态模拟磁感线是如何描述磁场的强弱和方向的?哪位同学说一下?疏密程度反映磁场强弱,切线方向反映磁场方向。
磁感线画出来之后,把无形的磁场用有形的线条表示出来了磁场分布情况就一目了然了。
我们理解磁场就形象直观多了。
【设计意图】用磁场来类比,快速唤醒学生的记忆,用课件展示磁感线,并且展示了磁感线的空间分布,为建立电场线空间结构做好铺垫。
电场,也是看不见摸不着的,但是我们坚信,电场一定是有规律的。
我们也一定能够把这个规律找出来。
我们先来做一个有趣的实验。
【实验】出示起电机,手摇起电机使其释放电火花。
其工作原理是摩擦起电,使两侧电极带了等量异号电荷。
刚才的电火花是电流ft穿了空气,需要很高的电压,现在这两极间的电压就达到上万伏。
哪位勇敢的同学自告奋勇上来试一试。
学生脚踩绝缘板,手握电极,【问】带电了没有?带不带电需要用验电器试一下。
这位同学带电了,那么他的周围就肯定有电场,我们看见了没有?摸得着吗?也没有。
那好,我给这位同学戴上一顶帽子,这顶帽子比较特殊,上面有一些用导电纸做成的假发,我先给他整理一下头发,【摇起电机】我们发现他的“头中许多点的场强矢量图。
用这样的矢量图倒是可以形象直观的描述电场,但是显然还不够简洁。
需要进一步找出规律。
结合课件:为什么各点的电场强度矢量长度不一样呢?有什么规律?电场方向有什么规律呢?(让学生回答)都是向外指的,沿着从电荷出发的一条直线,电场的方向变不变?不变。
1.2 电场[学习目标定位] 1.知道电荷间的相互作用是通过电场发生的,理解电场强度的概念和矢量性.2.知道电场线的性质和特点,会利用电场线分析电场的性质.3.知道匀强电场的特点.一、电场电场是电荷周围存在的一种特殊物质,电场的基本性质是对其中的电荷有力的作用,电荷之间是通过电场发生相互作用的.二、电场强度1.定义:放入电场中某点的电荷所受静电力F跟它的电荷量的比值,叫做该点的电场强度.通常用E表示,也就是E=.2.方向:电场强度是矢量.物理学上规定:正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向,那么负电荷所受电场力的方向与该点电场强度的方向相反.三、电场线1.概念如果在电场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线都跟该点的电场强度方向一致,这样的曲线就叫做电场线.2.电场线的特点(1)始于正电荷(或无限远),终于无限远(或负电荷);(2)任意两条电场线都不相交;(3)在同一幅电场分布图中电场越强的地方,电场线越密.3.匀强电场电场强度的大小和方向处处相同的电场,叫做匀强电场,匀强电场的电场线是距离相等的平行直线.一、电场和电场强度[问题设计]通过上一节课的学习我们知道:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.电荷没有接触,它们之间的这种作用是如何实现的呢?若把一试探电荷放入电场中,电荷受到的电场力大,是否说明该点的电场强呢?应该怎样表示电场的强弱呢?答案通过电场.不是.应该用试探电荷受到的静电力与试探电荷的电荷量的比值来描述电场的强弱.[要点提炼]1.电场(1)定义电场是带电体周围存在的一种特殊物质,它是电荷间相互作用的媒介.(2)电场的基本特性电场最基本的特性是对处于场中的电荷具有力的作用,这就表明电场是真实存在的,凡有电荷的地方,其周围就存在电场.2.电场强度(1)定义式:E=.(2)矢量性:规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的场强方向.(3)物理意义:是描述电场性质的物理量,与试探电荷受到的静电力大小和试探电荷的电荷量无关,它反映了电场本身的一种性质.(4)电场力计算公式:F=.[延伸思考]某同学由E=得出:E∝F、E∝的结论,你认为是否正确?答案该同学的结论是错误的.将电荷量为+q的试探电荷放在电场中的A点,电荷受到的电场力大小为F,方向如图所示,该点的场强方向与F同向,场强大小E=.若将电荷量增为2q,则电场力变为2F,场强大小E=22q=,所以场强大小与试探电荷的电荷量无关;若将+q变为-q放在A点,电场力F=-F′,方向与原来相反,根据物理学规定场强方向仍与F同向,所以场强方向与试探电荷无关.二、电场线和匀强电场[问题设计]电场看不见、摸不着,为了形象地描述电场和研究电场的性质引入了电场线,通过阅读教材请回答:电场线是如何描述电场性质的?答案电场线是有方向的曲线,曲线的切线方向表示电场方向,电场线的疏密反映电场的强弱.[要点提炼]1.电场线的特点(1)在静电场中,电场线起始于正电荷或无限远,终止于无限远或负电荷.对孤立的正电荷,可认为负电荷在无限远处,电场线由正电荷出发伸向无限远;对孤立的负电荷,可认为正电荷在无限远处,电场线由无限远处伸向负电荷.图1(2)电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致.电场线上某点的切线方向是指跟电场线的行进方向一致的那个方向,如图1所示.(3)同一幅图中,电场线的疏密程度可定性地表示电场强度的大小.电场线越密的地方,场强越大;电场线越稀的地方,场强越小.(4)两条电场线不能相交.电场中某处的场强大小和方向是唯一确定的.2.匀强电场(1)定义:如果电场强度的大小和方向都相同,这个区域的电场叫做匀强电场.(2)特点:匀强电场中的电场线是距离相等的平行直线.(3)存在:两块靠近的平行金属板,大小相等、互相正对、分别带等量的正负电荷,它们之间的电场(除边缘外)就是匀强电场.[延伸思考]电场线在电场中是不能相交的,如何证明不相交呢?答案可以用反证法证明电场线在电场中不相交:假设电场中过一点有两条相交的电场线,则这两条电场线在该点就有两个切线方向,也就是电场中的该点有两个电场强度,这与电场强度的定义是矛盾的.一、对电场的理解例1下列说法中不正确的是()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,是不依赖我们的感觉而客观存在的东西C.电荷间的相互作用是通过电场而产生的,电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用D.作出电场线时电场才存在,不作出电场线时电场就不存在解析只要有电荷就会产生电场,它是一种不依赖于我们的感觉而客观存在的物质.电荷间的相互作用是通过电场而产生的,电场的基本性质是对放入其中的电荷有作用力.故选项A、B、C正确,选项D错误.答案 D二、电场线的应用例2图2中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在该直线上有a、b两点,用、表示a、b两点的场强大小,则()图2A.a、b两点场强方向相同B.电场线从a指向b,所以>C.电场线是直线,所以=D.不知道a、b附近的电场线分布,、的大小不能确定解析根据a、b位于同一条直的电场线上,电场线的方向向右,故a、b两点的场强方向相同,选项A对.只根据这一条电场线,不知道a、b附近电场线的分布,不能确定、的大小,故选项D对,选项B、C错.答案例3如图所示的各电场中,A、B两点电场强度相等的是()解析电场强度相等是指大小相等、方向相同.A选项中A、B两点场强大小相等、方向不同;B选项中A、B两点场强大小不相等,但方向相同;C选项中两平行金属板间电场是匀强电场,故A、B两点电场强度大小、方向均相同;D选项中,A、B两点场强的大小和方向均不相同.答案 C三、电场强度的理解例4在真空中O点放一个点电荷Q=+1.0×10-9 C,直线通过O点,的距离r=30 ,M 点放一个点电荷q=-1.0×10-10 C(q产生的电场忽略不计),如图3所示.求:图3(1)q在M点受到的作用力;(2)M点的电场强度;(3)拿走q后M点的电场强度;(4)M、N两点的电场强度哪点大?解析(1)由库仑定律得,q在M点受到的作用力F==9.0×109× N=1.0×10-8 N,方向沿指向Q.(2)M点的电场强度E===1.0×102 ,方向沿背离Q.(3)由于电场中某点的电场强度只与电场本身及该点的位置有关,故撤去q后,M点的电场强度的大小、方向均不变,即大小为1.0×102 ,方向沿背离Q.(4)由(2)知点电荷形成的电场中某点的电场强度E===,即E∝,故M点的电场强度大.答案见解析1.(对电场的理解)下面的说法中正确的是()A.电荷的周围存在电场B.电荷周围的空间被我们称为电场,它表示一个区域C.电荷甲对电荷乙的库仑力是电荷甲的电场对电荷乙的作用力D.库仑力与万有引力都是不相互接触的物体之间的作用力,这种相互作用不经其他物质便可直接进行答案解析电荷周围存在的一种物质,叫电场,并非指电荷周围的空间,故选项A对,B错;电荷间的作用力是通过它们之间的电场发生作用的,C对;库仑力与万有引力都是通过场这种物质对其他物体产生力的作用,故选项D错.2.(电场强度的理解)关于电场强度,下列说法正确的是()A.以点电荷为球心、r为半径的球面上,各点的电场强度相同B.正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场的电场强度大C.若放入正电荷时,电场中某点的场强向右,则当放入负电荷时,该点的电场强度仍向右D.电荷所受到的电场力很大,即该点的电场强度很大答案 C3.(电场线的理解)下列关于电场线的说法中正确的是()A.电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同B.沿电场线方向,电场强度越来越小C.电场线越密的地方,同一试探电荷所受的电场力就越大D.在电场中,顺着电场线移动电荷,电荷受到的电场力大小恒定答案 C解析电场线上每一点的切线方向就是该点的场强方向,与放入该点的正电荷受力方向相同,与放入该点的负电荷受力方向相反,故A选项不正确;电场线的疏密表示电场的强弱,电场线越密的地方,电场强度越大,电场线越疏的地方,电场强度越小,故B选项不对,C 选项是正确的;电场力F=,显然同一电荷在电场线疏的地方受到的电场力就小,在电场线密的地方受到的电场力就大,与在电场中怎样运动无关,故D选项不对.4.(电场线的应用)如图4所示为静电场的一部分电场线的分布,下列说法正确的是()图4A.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点切线方向答案 C解析负点电荷的电场线是自四周无限远处从不同方向指向负点电荷的直线,而题图中的电场线是曲线,故选项A错误;由于匀强电场的电场强度处处相同,它的电场线应该是处处疏密均匀且互相平行的直线,故选项B错误;因为电场线越密的地方电场强度越大,结合题图可得>,又由F=得>,故选项C正确;因为B点的电场强度方向是题图中的方向并不是方向,而负电荷在B点受到的电场力的方向沿方向(与电场强度方向相反),故选项D错误.。
1.3 《生活中的静电现象》教案【教材分析】内容分析通过对教材的分析本节内容主要是了解生活中的静电现象,并解释一些简单的静电现象,知道避雷的方法,了解应用静电和防止静电的事例。
【学生学情分析】1.学生已经具备的知识准备有:电荷库仑力电场2.学生的障碍:电场的概念比较抽象,场强的定义式和场强的方向不好掌握【教学目标】1、知识与能力了解生活中常见的静电现象,能够用所学的知识解释简单的静电现象。
知道尖端放电,了解一些静电现象和避雷方法。
了解人类应用静电荷防止静电的事。
2、过程与方法通过实验探究,理解静电现象和尖端放电。
在学习静电现象的过程中,学会“科学猜想、分析验证、归纳总结”的科学探究方法,提高动手操作能力和观察分析能力。
3、情感态度与价值观通过了解一些静电现象和避雷方法,认识人类社会在发展过程中如何适应自然,建立人类必须与自然相互依存、和谐发展的认识。
【重点难点】本节重点:静电现象和静电的防止本节难点:尖端放电和避雷原理【教法学法】教法:以指导学生实验探究为主,讲授法为辅学法:主动探究、互相协作、抽象提炼【教学准备】1、教师将学生六人分为一组,为每组准备碎纸屑、塑料梳子2、避雷针模拟实验仪器【教学过程】【板书设计】一、放电现象:1、火花放电2、接地放电二、雷电和避雷1、尖端放电2、避雷针三、静电的应用和防止1、静电的应用2、静电的危害3、静电的防止【教学反思】在本节课程当中,整体思路设计比较合理,也注重了学生探究以及对学生的任务驱动,但仍存在很多不足之处,列举如下:a)给学生展示的课件有点欠缺。
b)对学生提问的技巧不是非常娴熟。
c)给学生自我展现空间太小。
《电场》第二课时电场力的性质考点及考查要求:1.理解电场强度的概念2.会分析计算在电场力作用下电荷的平衡及运动3.会利用电场中的电场线分布分析问题活动一:对电场强度的理解1.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q,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,该点的电场强度就变为E/2C.若在该点放一个电量为-2q的检验电荷,则该点场强的大小仍为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/2的检验电荷,则该点场强的大小仍为E,电场强度的方向也仍为原来的场强方向2.下列说法正确的是()A.根据E=F/q,可知,电场中某点的场强与电场力成正比B.根据E=kQ/r2 ,可知电场中某点的场强与形成电场的点电荷的电荷量成正比C.根据场强的叠加原理,可知合电场的场强一定大于分电场的场强D.电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹3.电场强度的定义式E=F/q,下列说法正确的是()A.该定义式只适用于点电荷形成的电场B.F是试探电荷所受到的力,q是产生电场电荷的电荷量C.电场强度的方向与F的方向相同D.由该定义式可知,场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比4.将一电荷量为2×10-5C的试探电荷放在点电荷Q的电场中的P点处,所受的电场力的大小为2×10-2N,则P点的电场强度的大小为 N/C,如果P点距点电荷Q为10cm ,则Q的电荷量为 C。
小结:电场强度的定义式:,适用条件:点电荷电场强度的决定式:活动二:电场的“叠加”当空间的电场是由几个点电荷共同激发的时候,空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和.5.如图所示,在真空中有两个点电荷Q1=+3.0x10-8C和Q2=-3.0x10-8C,它们相距0.1m,A点与两个点电荷的距离r相等, r=0.1m.求电场中A点场强.6.如图所示,半径为r的硬橡胶环带有均匀分布负电荷,单位长度的带电量为q,则环心处的电场强度为,若在环上截去很小的一段,其长为 L,则环心处的场强大小是.活动三:对电场线的理解及应用7.关于电场线的下列说法中正确的是:()A.电场线并非真实存在,是人们假想出来的B.电场线既能反映电场的强弱,也能反映电场的方向C.只要初速度为零,正电荷必将沿电场线方向移动D.匀强电场的电场线分布是均匀、相互平行的直线8.某电场中的几条电场线以及带负电的点电荷q在A点的受到的电场力方向如图所示。