学案 选修3-1.3

教学设计整体设计教学目标(一)知识与技能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．能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算。

4．知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算。

(二)过程与方法通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电荷量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。

(三)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。

重点及难点：电场强度的概念及其定义式，对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算。

教学过程问题引入：电荷间的相互作用力是怎样产生的？一、电场启发学生从哲学角度认识电场，理解电场的客观存在性，不以人的意识为转移，但能为人的意识所认识的物质属性。

利用课本图145说明：电荷A和B是怎样通过电场与其他电荷发生作用。

电荷A对电荷B的作用，实际上是电荷A的电场对电荷B的作用；电荷B对电荷A的作用，实际上是电荷B的电场对电荷A的作用。

(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。

特殊性：不同于生活中常见的物质，看不见，摸不着，无法称量，可以叠加。

物质性：是客观存在的，具有物质的基本属性——质量和能量。

(2)基本性质：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。

可见，电场具有力和能的特征。

提出问题：同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小一般不同，这是什么因素造成的？引出电场强度的概念：因为电场具有方向性以及各点强弱不同，所以造成同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小不同，我们用电场强度来表示电场的强弱和方向。

高中物理选修 3-1全册学案目录1.1《电荷及电荷守恒》学案1.2《库仑定律》学案1.3《电场强度》学案1.4《电势能和电势》学案1.5《电势差》学案1.6《电势差与电场强度的关系》学案1.7《静电现象的应用》学案1.8《电容器和电容》学案1.9《带电粒子在电场中的运动》学案2.1《电源和电流》学案2.1《电源和电流》教案2.2《电动势》学案2.3《欧姆定律》学案2.4《串联电路和并联电路》学案2.5《焦耳定律》学案2.6《电阻定律》学案2.7《闭合电路的欧姆定律》学案2.8《多用电表》学案2.9《实验测定电池的电动势和内阻》学案2.10《逻辑电路》学案3.1《磁现象和磁场》学案3.2《磁感应强度》学案3.3《几种常见的磁场》学案3.4《磁场对通电导线的作用力》学案3.5《磁场对运动电荷的作用力》学案3.6《带电粒子在匀强磁场中的运动》学案电荷及守恒定律学案课前预习学案一、预习目标认识电荷，知道电荷守恒定律，了解点电荷、元电荷二、预习内容【问题 1】自然界存在几种电荷，它们之间的相互作用如何？【问题 2】摩擦可以产生静电，你能找出一两件通过摩擦带上电的物体吗？说说它们分别带的是正电还是负电？【问题 3】电荷的多少叫做电荷量，用表示。

在国际单位制中，电荷量的单位是，简称，用符号表示。

元电荷 e=【问题 4】甲、乙两同学各拿一带电小球做实验，不小心两小球接触了一下，结果两小球都没电了！电荷哪里去了呢？消失了？你能帮他们解释一下原因吗？【问题 5】想一想，在什么情况下带电体可以看成点电荷呢？三、提出疑惑课内探究学一、学习目标1．认识电荷，了解点电荷、元电荷、感应起电。

2．知道电荷守恒定律。

3．探究点电荷的相互作用规律，知道库仑定律二、学习过程【问题 1】①请你自制一个简易验电器。

器材准备：一小段金属丝，两条长约 2cm、宽约 4mm 的金属箔，一个带有塑料瓶盖的透明玻璃瓶。

②摩擦过的物体一定会带电吗？摩擦身边的物体，并用做好的验电器判定它们在摩擦后是否都带上了电。

第一章静电场1.3电场强度【教学目标】1、知道电荷相互作用是通过电场发生的；2、理解电场强度和电场线的概念。

3、用电场强度概念求点电荷产生电场的电场强度；4、知道几种典型电场的电场线分布。

5、以电场线描述电场为例，渗透用场线描述矢量场的方法重点：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【自主预习】1．英国物理学家、化学家首先提出场的概念。

他指出：电荷的周围存在，带电体间的相互作用是通过它们各自产生的传递的。

电场是一种特殊形态的，电场最基本的特征是，这也是检验空间是否存在电场的依据之一。

2．为研究电场而放进电场的电荷称为；产生电场的电荷称为。

3．电场强度是反映电场本身的力的性质的物理量。

电场中某处的电场强度大小定义为放在该处的电荷受到的电场力跟该电荷的电量的。

电场强度的大小表示电场的，电场强度的方向就是电场的，且物理学中规定：电场中某点的电场强度的方向跟电荷在该点所受的电场力的方向。

电场强度的单位是或。

4．是电场强度的，适用于电场；仅适用于真空中点电荷的电场。

5．如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就互相，形成合电场。

这时某点的场强等于各个点电荷存在时在该点产生的场强的。

6．等量异种电荷和等量同种电荷连线上以及中垂线上电场强度各有怎样的规律？(1)等量异种点电荷连线上以中点O场强最小，中垂线上以中点O的场强为最大；等量同种点电荷连线上以中点电场强度最小，等于零．因无限远处场强E∞＝0，则沿中垂线从中点到无限远处，电场强度先增大后减小，之间某位置场强必有最大值．(2)等量异种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强相同；等量同种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强大小相等、方向相反.【典型例题】一、场强的公式【例1】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＝仅适用于真空中点电荷形成的电场C．电场强度的方向就是放入电场中的电荷受到的静电力的方向D．电场中某点场强的方向与试探电荷的正负无关二、电场线的理解【例2】如图1 所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，若带电粒子q(≫)，由a运动到b，静电力做正功．已知在a、b两点粒子所受静电力分别为、，则下列判断正确的是( )A．若Q为正电荷，则q带正电，>B．若Q为正电荷，则q带正电，<C．若Q为负电荷，则q带正电，>D．若Q为负电荷，则q带正电，<三、电场强度【例3】.场源电荷Q＝2×10－4 C，是正点电荷；检验电荷q＝－2×10－5 C，是负点电荷，它们相距r＝2 m，且都在真空中，如图2所示．求：(1)q在该点受的静电力．(2)q所在的B点的场强.(3)只将q换为q′＝4×10－5 C的正点电荷，再求q′在B点的受力及B点的场强．(4)将检验电荷移去后再求B点场强．四、电场强度的叠加【例4】如图3所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷＋Q，在x轴上C点有点电荷－Q，且＝，∠＝60°.根据上述说明，在x轴上场强为零的点为．如果C点没有电荷的存在，x轴上电场强度为零的点是．【课后练习】1.由电场强度的定义式E＝可知，在电场中的同一点( )A．电场强度E跟F成正比，跟q成反比B．无论试探电荷所带的电荷量如何变化，始终不变C．电场中某点的场强为零，则在该点的电荷受到的静电力一定为零D．一个不带电的小球在P点受到的静电力为零，则P点的场强一定为零2．如图4所示是静电场的一部分电场分布，下列说法中正确的是( ) A．这个电场可能是负点电荷的电场B．点电荷q在A点处受到的静电力比在B点处受到的静电力大C．点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速度小(不计重力)D．负电荷在B点处所受到的静电力的方向沿B点切线方向3．在点电荷形成的电场中，其电场强度( )A．处处相等B．与场源电荷等距的各点的电场强度都相等C．与场源电荷等距的各点的电场强度的大小都相等，但方向不同D．场中各点的电场强度与该点至场源电荷的距离r成反比4．电场强度E的定义式为E＝，下面说法中正确的是( )A．该定义只适用于点电荷产生的电场B．上式中，F是放入电场中的点电荷所受的静电力，q是放入电场中的点电荷的电荷量C．上式中，F是放入电场中的点电荷所受的静电力，q是产生电场的电荷的电荷量D．库仑定律的表达式F＝可以说是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的库仑力大小；而可以说是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小5．将质量为m的正点电荷q在电场中从静止释放，在它运动过程中如果不计重力，下述正确的是( )A．点电荷运动轨迹必与电场线重合B．点电荷的速度方向必定和所在点的电场线的切线方向一致C．点电荷的加速度方向必与所在点的电场线的切线方向一致D．点电荷的受力方向必与所在点的电场线的切线方向一致6．以下关于电场和电场线的说法中正确的是( )A．电场和电场线都是客观存在的物质，因此电场线不仅能在空间相交，也能相切B．在电场中，凡是电场线通过的点场强不为零，不画电场线区域内的点的场强为零C．同一试探电荷在电场线密集的地方所受静电力大D．电场线是人们假设的，用以形象表示电场的强弱和方向，客观上并不存在7．如图5所示是在一个电场中的a、b、c、d四个点分别引入试探电荷时，电荷所受的静电力F跟引入的电荷的电荷量之间的函数关系，下列说法正确的是( ) A．这个电场是匀强电场B．这四点的电场强度大小关系是>>>C．这四点的场强大小关系是>>>D．无法比较E值大小8.一负电荷从电场中A点由静止释放，只受静电力作用，沿电场线运动到B点，它运动的v－t图象如图6所示，则两点A、B所在区域的电场线分布情况可能是下图中的( )9．在如图7所示的匀强电场中，有一轻质棒，A点固定在一个可以转动的轴上，B端固定有一个大小可忽略、质量为m，带电荷量为Q的小球，当棒静止后与竖直方向的夹角为θ，求匀强电场的场强．10．如图8所示，正电荷Q放在一匀强电场中，在以Q为圆心、半径为r的圆周上有a、b、c三点，将检验电荷q放在a点，它受到的静电力正好为零，则匀强电场的大小和方向如何？b、c两点的场强大小和方向如何？答案：例1.解析因为电场强度是矢量，有方向，故A错误；E＝仅适用于真空中点电荷形成的电场，B正确；电场强度的方向就是放入电场中的正电荷受到的静电力的方向，C错误；电场中某点的场强仅由电场本身决定，与试探电荷无关，故D正确．例2. A解析从电场线分布可以看出，a点电场线密，故>，所以带电粒子q在a点所受静电力大，即>；若Q带正电，正电荷从a到b静电力做正功，若Q带负电，正电荷从a到b静电力做负功，故A项正确.例3解析(1)由库仑定律得F＝＝9×109× N＝9 N方向在A与B的连线上，且指向A.(2)由电场强度的定义：E＝＝所以E＝9×109×＝4.5×105方向由A指向B.(3)由库仑定律F′＝＝9×109× N＝18 N方向由A指向B，E＝＝＝4.5×105方向由A指向B.(4)因E与q无关，q＝0也不会影响E的大小与方向，所以移去q后场强不变.例4.解析在x轴上由－Q产生的电场强度方向沿水平方向，在C点右侧水平向左，左侧水平向右，要想和等量的正电荷在x轴上产生的合场强为零，该点应该出现在C点的右侧，距离A、B、C三个电荷相同的D点上．答案D点拓展探究如果C点没有电荷的存在，x轴上电场强度为零的点是．答案O点解析C点如果没有电荷存在，则变成等量同种电荷的电场，应该是O点处的场强为零．课后练习1答案解析电场强度是由电场本身所决定的物理量，是客观存在的，与放不放试探电荷无关．电场的基本性质是它对放入其中的电荷有静电力的作用，F＝.若电场中某点的场强E＝0，那么F＝0，若小球不带电q＝0，F也一定等于零，选项B、C正确．场强是描述电场强弱和方向的物理量，是描述电场本身性质的物理量．2. 答案 B解析负点电荷的电场线是自四周无穷远处从不同方向指向负电荷的直线，故A错．电场线越密的地方场强越大，由图知>，又因F＝，得>，故B正确．由a＝，a∝F，而F∝E，>，所以>，故C错．B点的切线方向即B点场强方向，而负电荷所受静电力方向与其相反，故D 错．3. 答案 C4. 答案5.答案解析正点电荷q由静止释放，如果电场线为直线，电荷将沿电场线运动，但如果电场线是曲线，电荷一定不沿电场线运动(因为如果沿电场线运动，其速度方向与受力方向重合，不符合曲线运动的条件)，故A选项不正确；由于点电荷做曲线运动时，其速度方向与静电力方向不再一致(初始时刻除外)，故B选项不正确；而点电荷的加速度方向，即电荷所受静电力方向必与该点场强方向一致，即与所在点的电场线的切线方向一致，故C、D选项正确．6. 答案解析电场线是为了形象描述电场而引入的假想曲线；我们规定电场线上某点的切线方向就是该点电场的方向，电场线的疏密反映电场的强弱．所以利用电场线可以判断电场的强弱和方向以及带电粒子在电场中的受力大小及方向．7. 答案 B解析对图象问题要着重理解它的物理意义，对于电场中给定的位置，放入的试探电荷的电荷量不同，它受到的静电力不同．但是静电力F与试探电荷的电荷量q的比值即场强E 是不变的量，因为F＝，所以F跟q的关系图线是一条过原点的直线，该直线斜率的大小即表示场强的大小，由此可得：>>>，故B正确．8.答案 C解析由图象知,负电荷由A点运动到B点做变加速直线运动,说明它所受静电力方向由A 指向B,且静电力逐渐增大,所以电场线上电场方向B→A,且E变大.9.答案解析小球受重力、棒拉力，还应受到水平向右的静电力F，故Q为正电荷，由平衡条件：θ－F＝0，θ＝所以F＝θ又由F＝，得E＝10.答案，方向向右＝，方向向右＝，方向指向右上方，与连线成45°角解析点电荷Q周围空间的电场是由两个电场叠加而成的．根据题意可知，Q在a点的场强和匀强电场的场强大小相等、方向相反，所以匀强电场的场强大小为E＝，方向向右．在b点，两个电场合成可得＝，方向向右．在c点，两个电场合成可得＝，方向指向右上方，与连线成45°角．。

1.3 基因工程的应用——学案编者：陆德平一、植物基因工程的成果：植物基因工程技术主要用于提高农作物的能力，以及改良农作物的和利用植物生产等方面。

（一）抗虫转基因植物1．杀虫基因种类：Bt毒蛋白基因、抑制剂基因、抑制剂基因、植物凝集素基因等。

2．成果：抗虫植物：棉、玉米、马铃薯、番茄等。

（二）抗病转基因植物1．植物的病原微生物：主要有、真菌和细菌等。

2．抗病基因种类（1）抗病毒基因：病毒基因和病毒的复制酶基因。

（2）抗真菌基因：基因和抗毒素合成基因。

（3）成果：烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。

（三）其他抗逆转基因植物1．抗逆基因：调节细胞基因使作物抗碱、抗旱；鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒；抗除草剂基因，使作物抗除草剂。

2．成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。

（四）转基因改良植物品质1．优良基因：必需氨基酸的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因。

2．成果：转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。

例1、科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是①该技术将导致定向变异②DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料④受精卵是理想的受体A．①②③④B．①③④C．②③④D．①②④二、动物基因工程的成果（一）提高动物的生长速度1．生长基因：外源基因。

2．成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。

（二）改善畜产品的品质1．优良基因：肠乳糖酶基因。

2．成果：转基因牛含量少。

（三）转基因动物生产药物1．基因来源：药用基因+ 蛋白基因的启动子。

2．成果：乳腺生物反应器或反应器。

（四）转基因动物作器官移植的供体1．器官供体：抑制或除去抗原决定基因。

2．成果：利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官。

（五）基因工程药物1．来源：转基因。

2．成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。

例2、抗病毒转基因植物成功表达后，以下说法正确的是A．抗病毒转基因植物，可以抵抗所有病毒B．抗病毒转基因植物，对病毒的抗性具有局限性或特异性C．抗病毒转基因植物可以抗害虫D．抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异三、基因治疗1．概念：把导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。