3.电场 电场强度

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。

第二讲：电场强度的叠加原理及电场强度的计算

内容：§9－3

电场强度的求法

要求：

1．理解场强叠加原理；

2．掌握用积分的方法计算电场强度。

重点与难点：

1．电场强度及其计算。

作业：

习题：P37：9，11

预习：电场强度的叠加原理

四、电场强度叠加原理

1．点电荷的场强：电荷Q，空间r处

0204rrQqFE＝

2．点电荷系：

在点电荷系Q1，Q2，…，Qn的电场中，在P点放一试验电荷q0，根据库仑力的叠加原理，可知试验电荷受到的作用力为iFF，因而P点的电场强度为

iiiEqFqFqFE＝

即 304rrQEEii＝＝

点电荷系电场中某点的场强等于各个点电荷单独存在时在该点的场强的矢量和。这就是电场强度的叠加原理。

3．连续分布电荷激发的场强

将带电区域分成许多电荷元dq，则

0204rrdqEdE＝

其中，对于电荷体分布，dq=ρdv， vrrdvE0204＝

对于电荷面分布，dq=σds，0204rrdsEs＝

对于电荷线分布，dq=λdl，lrrdlE0204＝

其中体密度 dVdQVQVlim0＝ 单位C/m3；

面密度 dSdQSQSlim0＝ 单位C/m2； 线密度 dldQlQllim0＝ 单位C/m。

五、 电场强度的计算：

1．离散型的：304rrQEEii＝＝

2．连续型的：0204rrdqEdE＝

空间各点的电场强度完全取决于电荷在空间的分布情况。如果给定电荷的分布，原则上就可以计算出任意点的电场强度。计算的方法是利用点电荷在其周围激发场强的表达式与场强叠加原理。计算的步骤大致如下：

1 电场强度习题精选

一、填空题

1．如图1所示，质量为m的小球用绝缘细线悬挂在O点，放在匀强电场中，在图示位置处于平衡状态．匀强电场场强的大小为E，方向水平向右，那么小球的带电性质是_______，其带电量 ________，此时，将细线剪断，小球在电场中的运动轨迹是_________，小球的加速度为_______________．

1、 2、

2．在水平方向的匀强电场中，将质量为m、带电量为q的小球悬挂起来，如图2所示，现加一个水平方向的匀强电场，若要求小球能到达与悬挂点等高的位置，则所加的匀强电场的场强至少为_______．

3．如图3所示，A、B两球用绝缘细线悬挂在支架上，A球带 C的正电荷，B球带等量的负电荷，两悬点相距3cm，在外加水平方向的匀强电场作用下，两球都在各自的悬点正下方保持静止状态，则该匀强电场的场强大小为______N/C．

二、选择题

1．以下关于电场线的叙述，正确的是（ ）

A．电场线是电荷移动的轨迹

B．电场线是仅受电场力作用且从静止开始运动的电荷的运动轨迹

C．仅受电场力作用时，电荷不可能沿电场线运动 D．电荷的运动轨迹有可能与电场线重合

2．某电场的电场线分布如图所示，则某电荷在a点和b点所受电场力的大小关系是（ ）

A． ． B． ． C． ．

D．由于未说明电荷的正负，因而无法比较其大小．

3．下列关于电场线的说法中正确的是（）

A．在静电场中释放点电荷，在电场力作用下该点电荷一定沿电场线运动

B．电场线上某点的切线方向与在该处正电行的运动方向相同

C．电场线上某点的切线方向与在该处的电荷所受的电场力方向相同

D．在静电场中，电场线从正电行出发到负电荷终止 2 4．如图所示为电场中的一根电场线，在该电场线上有a、b两点，用Ea、Eb分别表示两处场强的大小，则（）

《电场强度》 教学设计

一、概述

课题名称是《电场强度》，是教科2003课标版高中物理选修3－1中第一章的第三节。

本节课所需课时为1课时，40分钟。

二、教学目标

1.知识与技能

①知道电场的概念，电场是物质存在的形式之一。

②理解电场强度概念，掌握电场强度的叠加原理。

③掌握静电场的电场线分布及电场线的性质。

2.过程与方法

①体会用比值定义法理解电场强度的概念和性质。

②通过观察熟悉几种常见电场线的分布。

3.情感态度与价值观

①学习正确的认识观。

②树立正确的科学态度。

③培养科学精神。

三、教学重点、难点分析

1.教学重点：如何用比值法定义物理量。

2.教学难点：探究描述电场强弱的物理量。

四、教学用具

多媒体课件

五、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，具体的

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。

六、教学过程

一、复习提问、新课导入（5分钟）

回顾历史上安培和法拉第所提出的观点。

教师提问：安培与法拉第的观点有哪些不同？人们为什么接受法拉第的观点？

学生思考并回答。

设计意图：通过对物理学史的了解，体会科学家科学研究的艰辛及成功的喜悦。

二、新课教学（25分钟）

（一）认识电场

通过研究电荷之间靠电场相互作用引出电场的性质。

教师总结电场的概念，学生进一步理解电场是传递电荷间相互作用的物质。

设计意图：通过理解电场的特性使学生认识到随着科学的进步，人类对物质形态的认识也在不断深入。

（二） 科学探究电场强度

1.试探电荷和场源电荷