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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。
人教版物理选修3－1第一章第三节《电场强度》《电场强度》教学设计教学分析学生从本节课开始接触电场的概念，由于它的抽象性，故可先把它接受下来，在学习中逐渐加深对它的认识。
本节的主要内容包括电场及其力的性质，以及定义了电场强度来反映电场的强弱及其特点。
本节的主要特点就是抽象性强，场的概念较难理解，再就是引入点场强度这个物理量的时候采用了比值定义法，有方法论的介绍总结。
另外关于场的叠加要通过类比（类比波的叠加）进行研究，所以说本节还有方法性强的特点。
结合本节的特点和地位现定位本节的教学目标如下：1.使学生能初步接受场的客观存在的特殊物质性。
2.能够深入理解电场强度的物理意义、定义式、矢量性，也能应用其来分析计算一些简单问题。
3.通过知识的学习掌握科学的思维方式和研究问题的方法。
教学过程：（表一）（表二）（表三）第三节电场强度第一课时学案学习任务：理解电场的客观存在，理解电场强度，点电荷场强计算式，场强的叠加原理。
新课学习：①请进入角色，想象“假如你是一名乘客”情景，思考什么是“场”？②怎样解释电荷没有接触也能产生力呢？知识：电场:基本性质：③既然电荷是通过电场产生力的作用，那么电场又有哪些规律呢？怎么去研究这些规律呢？怎样描述各个不同位置的电场的强弱以及数量关系呢？场源电荷：试探电荷：电场强度：定义：公式：单位：方向：物理意义：巩固理解：1.电场中某点放一试探电荷，电荷量为q，受到电场力为F,则该点的场强为E=F/q, 则A．若移去试探电荷q，则该点的场强为零。
B．若在该点放一个电荷量为2q的试探电荷，该点的场强变为E/2.C．若在该点放一个电荷量为-2q的试探电荷,该点的场强仍为E，场强方向与原来相反。
D．若在该点放一个电荷量为-q/2的试探电荷,则该点的场强仍为E，场强方向也还是原来的方向，但-q/2的试探电荷受电场力F/2，方向与F相反。
2.由电场强度的定义式E=F/q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．无论检验电荷所带的电量如何变化，F/q 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电场力一定为零D．一个不带电的小球在P点受到的电场力为零，则P点的场强一定为零3.电场中有一点P,下列说法中正确的是：A．若放在P点电荷的电量减半，则P点的场强减半。
《电场强度》教学设计【教学目标】一、知识与技能1．知道电场的物质性；电荷间的相互作用是通过电场发生的。
2．理解电场强度，会根进行有关的计算。
知道电场强度是矢量及方向规定。
3．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。
4．知道场强的叠加原理，并能应用这一原理进行简单的计算。
5.会用电场线描述电场。
二、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。
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．电场强度的概念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】电场强度的概念【教学过程】一、复习导入复习：库仑定律的内容是什么？教师：我们不免会产生这样的疑问：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？看课本“探究影响电荷间相互作用力的因素”（1．2－1）。
2.本质原因又是什么呢？带着这两个疑问学习第三节电场强度。
二、新课教学（一）电场学生自学“电场”内容并解决以下问题：（1）电荷间的相互作用是如何发生的？（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？学生回答问题。
（电场是）存在于电荷周围的一种特殊的物质。
特点：物质性、看不见摸不着、存在于电荷周围。
场与实物是物质存在的两种不同形式。
电场的基本性质：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的原因是什么呢？②如何来描述电场的强弱呢？③怎么来研究电场？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。
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。
1.3《电场强度》测试1．电场中有一点P，下列哪种说法是正确的()A．若放在P点电荷的电荷量减半，则P点的场强减半B．若P点没有试探电荷，则P点场强为零C．P点场强越大，则同一电荷在P点所受静电力越大D．P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向解析：选C.电场中某点的电场强度与试探电荷无关，故A、B错；由于F＝qE知，C对；场强方向与正试探电荷受力方向相同，故D错．2．(2011年杭州高二检测)真空中距点电荷(电量为Q)为r的A点处，放一个带电量为q(q≪Q)的点电荷，q受到的电场力大小为F，则A点的场强为()A．F/Q B．F/qC．k qr2D．k Q r2答案：BD3．下列各电场中，A、B两点电场强度相同的是()图1－3－12解析：选C.A图中，A、B两点场强大小相等，方向不同，B图中A、B两点场强的方向相同，但大小不等，C图中是匀强电场，则A、B两点场强大小、方向相同；D图中A、B两点场强大小、方向均不相同．4．(2011年黄冈中学高二检测)如图1－3－13所示是静电场的一部分电场线分布，下列说法中正确的是()图1－3－13A．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点处受到的静电力的方向沿B点切线方向解析：选B.因为(孤立)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球对称分布，而图中的电场线分布不具备这种特点，所以它不可能是负点电荷的电场，选项A错误．因电场线越密处场强越大，故由图知场强E A>E B.又因点电荷q在电场中所受静电力F＝qE ∝E，故静电力F A>F B，选项B正确．由牛顿第二定律知，加速度a＝F/m∝F，而F A>F B，故a A>a B.选项C错误．因“B 点切线方向”即B 点场强方向，而负电荷所受静电力的方向与场强方向相反，故选项D 错误．5．一粒子质量为m ，带电荷量为＋q ，以初速度v 与水平方向成45°射向空间一匀强电场区域，恰做直线运动．求这个匀强电场的最小场强的大小并说明方向． 解析：粒子进入电场区域后要受重力和电场力作用而做直线运动，知其合力必与v 在一直线上．由图及力的分解知识可知，最小的电场力qE ＝mg cos45°.所以E min ＝mg q cos45°＝2mg 2q，方向垂直于v 指向斜上方． 答案：2mg2q垂直于v 指向斜上方一、选择题1．关于电场线的叙述，下列说法正确的是( ) A ．电场线是直线的地方一定是匀强电场B ．电场线的方向就是带正电的试探电荷的运动方向C ．点电荷只受电场力作用时，加速度的方向总是与所在处的电场线的切线重合D ．画有电场线的地方有电场，没画电场线的地方就不存在电场 答案：C2．一个检验电荷在电场中某点受到的电场力为F ，这点的电场强度为E ，在下图中能正确反映q 、E 、F 三者关系的是( )图1－3－14解析：选D.电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定，与放入该点的检验电荷及其所受电场力无关，A 、B 错误；检验电荷在该点受到的电场力F ＝Eq ，F 正比于q ，C 错误，D 正确．3．(2011年启东中学高二检测)图1－3－15如图1－3－15所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A 、B 两点，用E A 、E B 表示A 、B 两处的场强，则( )A．A、B两处的场强方向相同B．因为A、B在一条电场线上，且电场线是直线，所以E A＝E BC．电场线从A指向B，所以E A>E BD．不知A、B附近电场线的分布情况，E A、E B的大小不能确定解析：选AD.电场线的切线方向指场强方向，所以A对；电场线的疏密程度表示场强大小，只有一条电场线的情况下不能判断场强大小，所以B、C错误，D正确．4.点电荷A和B，分别带正电和负电，电荷量分别为4Q和Q，在A、B连线上，如图1－3－16所示，电场强度为零的地方在()图1－3－16A．A和B之间B．A的右侧C．B的左侧D．A的右侧及B的左侧解析：选C.因为A带正电，B带负电，所以只有在A右侧和B左侧两者产生的电场强度方向相反，因为Q A>Q B，所以只有B的左侧，才有可能E A与E B等大反向，因而才可能有E A 和E B矢量和为零的情况．故正确答案为C.5.如图1－3－17所示，实线表示匀强电场中的电场线，一带电粒子(不计重力)经过电场区域后的轨迹如图中虚线所示，a、b是轨迹上的两点，关于粒子的运动情况，下列说法中可能的是()图1－3－17A．该粒子带正电荷，运动方向为由a到bB．该粒子带负电荷，运动方向为由a至bC．该粒子带正电荷，运动方向为由b至aD．该粒子带负电荷，运动方向为由b至a解析：选BD.由运动轨迹可判定电场力方向向左，则粒子应带负电，故A、C错；运动a→b 与b→a均有可能．故B、D对．6. (2011年苏州高二检测)一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图1－3－18中虚线所示．不计粒子所受重力，则()图1－3－18A．粒子带正电B．粒子加速度逐渐减小C．A点的速度大于B点的速度D．粒子的初速度不为零解析：选BCD.由运动轨迹可知电场力方向向左，粒子带负电，故A错；A→B电场强度变小，电场力变小，加速度变小，B对；粒子运动过程中，电场力与运动方向的夹角大于90°角，所以速率减小，故C对；若粒子的初速度为0，将沿电场线向左下侧运动，故D对．7.实线为三条未知方向的电场线，从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如图1－3－19中的虚线所示(a、b只受电场力作用)，则()图1－3－19A．a一定带正电，b一定带负电B．电场力对a做正功，对b做负功C．a的速度将减小，b的速度将增大D．a的加速度将减小，b的加速度将增大解析：选D.由于电场线方向未知，故无法确定a、b的电性，A错；电场力对a、b均做正功，两带电粒子动能均增大，则速度均增大，B、C均错；a向电场线稀疏处运动，电场强度减小，电场力减小，故加速度减小，b向电场线密集处运动，故加速度增大，D正确．8．AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O.将电荷量分别为＋q和－q的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径，如图1－3－20所示．要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷Q()图1－3－20A．应放在A点，Q＝2qB．应放在B点，Q＝－2qC．应放在C点，Q＝－qD．应放在D点，Q＝－q解析：选C.由平行四边形定则得出＋q和－q在O点产生的合场强水平向右，大小等于其中一个点电荷在O点产生的场强的大小．要使圆心处的电场强度为零，则应在C点放一个电荷量Q＝－q的点电荷，故C选项正确．9．(2011年华南师大附中高二检测)图1－3－21如图1－3－21所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A →O →B 匀速飞过，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况是( ) A ．先变大后变小，方向水平向左 B ．先变大后变小，方向水平向右 C ．先变小后变大，方向水平向左 D ．先变小后变大，方向水平向右解析：选B.等量异种电荷电场线分布如图(a)所示，由图中电场线的分布可以看出，从A 点到O 点，电场线由疏到密；从O 点到B 点，电场线由密到疏，所以沿点A 、O 、B ，电场强度应由小变大，再由大变小，方向为水平向右，如图(b)所示．由于电子做匀速直线运动，所受合外力必为零，故另一个力应与电子所受电场力大小相等、方向相反，电子受到电场力方向水平向左，且沿点A 、O 、B 运动的过程中，电场力由小变大，再由大变小，故另一个力的方向应水平向右，其大小应先变大后变小，所以选项B 正确．二、计算题10.如图1－3－22所示，在边长为l 的正方形四个顶点A 、B 、C 、D 上依次放置电荷量为＋q 、＋q 、＋q 和－q 的点电荷，求正方形中心O 点的电场强度．图1－3－22解析：由对称性原理可知：若正方形四个顶点处均放置相同电荷量的电荷，则中心O 点的场强为零，因此可把D 点的电荷－q 等效为两部分：＋q 和－2q .＋q 和另外三个点电荷在中心O 点的合场强为零，－2q 在中心O 点的场强为E ＝2kq l 2/2＝4kql 2故正方形中心O 点的场强大小为E ＝4kql 2，方向沿OD 连线由O 指向D .答案：4kql2，方向沿OD 连线由O 指向D .11．如图1－3－23所示，两根长为L 的绝缘细线下端各悬挂一质量为m 的带电小球A 、B ，A 、B 带电荷量分别为＋q 和－q ，今加上匀强电场(方向水平向左)，场强为E ，使联结AB 的绝缘细线(长为L )拉直，并使两小球处于静止状态，E 的大小应满足什么条件？图1－3－23解析：B 球受力如图所示． 由于B 球静止，有⎩⎪⎨⎪⎧mg ＝F sin60° ①qE ＝F cos60°＋k q 2L 2＋F T ② ①②式联立，并考虑到F T ≥0， 得E ≥mg 3q ＋kqL2. 答案：E ≥mg 3q ＋kq L2 12.竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场．其电场强度为E ，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m 的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，如图1－3－24所示，请问：图1－3－24(1)小球带电荷量是多少？(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？ 解析：(1)由于小球处于平衡状态，对小球受力分析如图所示 F sin θ＝qE ① F cos θ＝mg ②由①②得tan θ＝qE mg ，故q ＝mg tan θE . (2)由第(1)问中的方程②知F ＝mgcos θ，而剪断丝线后小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线的拉力大小相等，故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于mgcos θ.小球的加速度a＝F合m＝gcosθ，小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属极上时，它经过的位移为s＝bsinθ，又由s＝12at2，t＝2sa＝2b cosθg sinθ＝2bg cotθ.答案：(1) mg tanθE(2)2bg cotθ。
