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1、2022年人教版高中物理選修3-1 第一章 第3節(jié) 電場(chǎng)強(qiáng)度 教案2
教材分析
電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度的概念是電學(xué)中最重要的概念之一,它的研究方法和定義方法也是物理學(xué)中比較常見的方法。本節(jié)內(nèi)容表明電荷間的相互作用是通過電場(chǎng)發(fā)生的,電場(chǎng)是存在于電荷周圍的一種特殊的物質(zhì),它最基本的特征是對(duì)放入其中的電荷具有力的作用。正是利用電場(chǎng)的這一特性,我們通過研究試探電荷的所受靜電力特點(diǎn),引入了描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量─電場(chǎng)強(qiáng)度。
學(xué)情分析
本節(jié)內(nèi)容對(duì)于學(xué)生來說是一陌生的內(nèi)容,且比較抽象,學(xué)生學(xué)起來有一定的困難,教師應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)啟發(fā)引導(dǎo)。
教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1.粗略了解物理學(xué)史上對(duì)電荷間相互作用
2、力的認(rèn)識(shí)過程。
2.知道電荷間的相互作用是通過電場(chǎng)發(fā)生的,電場(chǎng)是客觀存在的一種特殊的形態(tài)。
3.理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及其定義,會(huì)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。知道電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,知道電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是怎樣規(guī)定的。
4.能根據(jù)庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義推導(dǎo)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式,并能用此公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。
5.知道場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理,并能應(yīng)用這一原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。
(二)過程與方法
1.經(jīng)歷“探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量”的過程,獲得探究活動(dòng)的體驗(yàn)。
2.領(lǐng)略通過電荷在電場(chǎng)中所受靜電力研究電場(chǎng)、理想模型法、比值法、類比法等物理學(xué)研究方法。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.體驗(yàn)探究物理規(guī)律的艱
3、辛與喜悅。
2.學(xué)習(xí)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的態(tài)度。
教學(xué)重難點(diǎn)
(一)教學(xué)重點(diǎn)
1.探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。
2.理解電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度的概念,并會(huì)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。
(二)教學(xué)難點(diǎn)
探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。
課前準(zhǔn)備
學(xué)生準(zhǔn)備展示預(yù)習(xí)情況,老師準(zhǔn)備幻燈片,計(jì)算機(jī),銅絲,塑料筆
教學(xué)方法
以“電荷間相互作用如何發(fā)生”、“如何描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱”兩大問題為主線展開,具體操作思路是:1.學(xué)生自學(xué)電場(chǎng),培養(yǎng)學(xué)生閱讀、汲取信息的能力。
2.通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M和定量分析的方法探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。
3.通過練習(xí)鞏固加深對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度概念的理解,探討點(diǎn)電荷的電場(chǎng)及場(chǎng)強(qiáng)疊加原理。
4、
課時(shí)安排:
2課時(shí)
教學(xué)過程
(一)復(fù)習(xí)提問、新課導(dǎo)入(5分鐘)
教師:上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了庫(kù)侖定律,請(qǐng)同學(xué)們回憶一下:庫(kù)侖定律的內(nèi)容是什么?
學(xué)生回答:略
教師:我們不免會(huì)產(chǎn)生這樣的疑問:
投影展示問題1:真空中?它們之間相隔一定的距離這種相互作用是如何產(chǎn)生的呢?難道能夠不需介質(zhì)超越空間?
投影展示“探究影響電荷間相互作用力的因素”圖片。
教師:這幅圖大家不陌生,那么相同的小球在不同的位置所受作用力不一樣,說明了什么?
學(xué)生回答:庫(kù)侖力的大小與距離有關(guān)。
教師:其本質(zhì)原因又是什么呢?(投影展示問題2)
教師:帶著這兩個(gè)疑問,本節(jié)課我們一齊來學(xué)習(xí)第三節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度。(
5、板書課題)
(二)新課教學(xué)(35分鐘)
(一)電場(chǎng)
教師:請(qǐng)同學(xué)們帶著以下問題自學(xué)“電場(chǎng)”內(nèi)容。
(1)電荷間的相互作用是如何發(fā)生的?這一觀點(diǎn)是誰提出來的?
(2)請(qǐng)用自己的語(yǔ)言描述一下什么是電場(chǎng)?
(3)電場(chǎng)有什么本領(lǐng)?
學(xué)生自學(xué),師板書“一、電場(chǎng)”。
學(xué)生回答:(1)略;
教師:法拉第同學(xué)們?cè)浄瘢?
學(xué)生(集體)回答:電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
教師:法拉第是英國(guó)物理學(xué)家、化學(xué)家,對(duì)事物的本質(zhì)有著非常敏銳的洞察力,在電學(xué)上有著突出的貢獻(xiàn)。依據(jù)法拉第的觀點(diǎn),我們?nèi)绾蚊枋鲭姾葾、B之間的作用力。
師生共析。
(2)略;
教師啟發(fā)引導(dǎo):場(chǎng)是“物質(zhì)”──它和分子、原子組成的實(shí)物一樣
6、具有能量、質(zhì)量和動(dòng)量,電視機(jī)、收音機(jī)信號(hào)的發(fā)射與接受就是電磁場(chǎng)在空間的傳播;“特殊”──看不見摸不著;“存在于電荷周圍”并板書。
(電場(chǎng)是)存在于電荷周圍的一種特殊的物質(zhì)。
教師:場(chǎng)與實(shí)物是物質(zhì)存在的兩種不同形式。
(3)學(xué)生回答:對(duì)放入其中的電荷有靜電力的作用。
(二)科學(xué)探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的方法
教師:下面我們?cè)賮硖接懙诙€(gè)問題。
依次投影問題:①相同的小球在不同的位置所受作用力不一樣,其本質(zhì)原因是什么呢?(對(duì)照“探究影響電荷間相互作用力的因素”圖片說明)
學(xué)生回答:電場(chǎng)強(qiáng)弱不同。
②那么如何來描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱呢?
教師啟發(fā):像速度、密度等尋找一個(gè)物理量來表示。
③如何來研
7、究電場(chǎng)?
(學(xué)生思考)
教師啟發(fā)引導(dǎo):電場(chǎng)的本領(lǐng)是對(duì)場(chǎng)中的其他電荷具有作用力,這也是電場(chǎng)的最明顯、最基本的特征之一。因此在研究電場(chǎng)的性質(zhì)時(shí),我們可以從靜電力入手。(板書研究方法)
教師:對(duì)于像電場(chǎng)這樣,看不見,摸不到,但又客觀存在的物質(zhì),可以根據(jù)它表現(xiàn)出來的性質(zhì)來研究它,這是物理學(xué)中常用的研究方法。
教師:還需要什么?
學(xué)生回答:電場(chǎng)及放入其中的電荷。
多媒體依次展示,教師簡(jiǎn)述:①“探究影響電荷間相互作用力的因素”中的試探電荷②場(chǎng)源電荷。
師生共析對(duì)試探電荷的要求。
教師:下面請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察模擬實(shí)驗(yàn)的動(dòng)畫演示,并描述你看到的現(xiàn)象說明了什么。多媒體動(dòng)畫模擬:①不同位置偏角不同;
8、②增加試探電荷帶電量偏角均增加。
學(xué)生回答:不同位置受力不同;同一位置試探電荷帶電量增加,受力增大,但不同位置受力大小關(guān)系不變。
教師:下面我們?cè)偻ㄟ^表格定量地來看一看:
將表格填完整,并分析、比較表格中的數(shù)據(jù)有什么特點(diǎn)和規(guī)律,看你能否得出如何來描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱。多媒體展示表格,學(xué)生回答后依次填入:①F1、F2、F3及F1<F2<F3;②2F1、3F1、4F1、nF1等。
表一:(P1位置)
試探電荷
q
2q
3q
4q
nq
靜電力
F1
2F1
3F1
4F1
nF1
表二:(P2位置)
試探電荷
q
2q
3q
4q
nq
靜電力
F2
9、
2F2
3F2
4F2
nF2
表三:(P3位置)
試探電荷
q
2q
3q
4q
nq
靜電力
F3
2F3
3F3
4F3
nF3
(學(xué)生思考并交流討論)
學(xué)生回答:
(1)不同的電荷,即使在電場(chǎng)中的同一點(diǎn),所受靜電力也不同,因而不能直接用試探電荷所受的靜電力來表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱;
(2)電場(chǎng)中同一點(diǎn),比值F/q是恒定的,與試探電荷的電荷量無關(guān);(同一張表格)
(3)在電場(chǎng)中不同位置比值F/q不同。(三張表格比較)
師生共同小結(jié):比值由電荷q在電場(chǎng)中的位置決定,與電荷q的電荷量大小無關(guān),它才是反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量。
教師:在物理學(xué)中我們定義放入電
10、場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的靜電力F跟它的電荷量q的比值,叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。并板書。
(三)電場(chǎng)強(qiáng)度
1.定義:
教師:以前我們還學(xué)過哪些物理量是用比值法來定義的?
學(xué)生回答:略。
教師:從它的定義,電場(chǎng)強(qiáng)度的單位是什么?
學(xué)生回答:N/C
教師介紹另一種單位并板書。
2.單位:N/C或V/m,1N/C=1V/m
教師結(jié)合板畫:在電場(chǎng)中不同位置,同種電荷受力方向不同,說明場(chǎng)強(qiáng)是矢量還是標(biāo)量?
學(xué)生(集體)回答:矢量
教師結(jié)合板畫:電場(chǎng)中同一點(diǎn)放入正電荷和負(fù)電荷受力方向不同,如何確定場(chǎng)強(qiáng)的方向呢?
教師:在物理學(xué)中作出了這樣的規(guī)定。(板書)
3.方向:電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向
11、跟正電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向相同。
教師:按照這個(gè)規(guī)定,如果放入電場(chǎng)中的是負(fù)電荷呢?
學(xué)生回答:與負(fù)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受靜電力的方向相反。
板書設(shè)計(jì)
一、電場(chǎng)
客觀存在的一種特殊的物質(zhì)形態(tài)
二、電場(chǎng)強(qiáng)度
1.定義:E=F/q
2.單位:
3.方向:跟正電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向相同
三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)
1.推導(dǎo):
2.大?。?
3.方向:
四、電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加
教學(xué)反思
探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量是本節(jié)課的重難點(diǎn)內(nèi)容之一,應(yīng)給學(xué)生充分的思考時(shí)間,并讓學(xué)生相互交流討論,教師還可進(jìn)行適當(dāng)啟發(fā)引導(dǎo)。另外,探究時(shí)間很難控制,在內(nèi)容處理上應(yīng)做到詳略得當(dāng),發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性,如對(duì)電場(chǎng)及練習(xí)題的處理,盡可能由學(xué)生完成。