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2019-2020年高二物理 （人教大綱版）第二冊 第十三章 電場 三、電場線(第一課時) 從容說課 本節(jié)介紹電場線．通過電場線可以形象地描述電場．雖然它不真實存在，但是可以把它的形狀顯示出來．對幾種常見的電場線形狀(如正電荷周圍的電場線形狀)要有一個感性的認(rèn)識，并且要求每個同學(xué)都能把它們畫出來，這對我們了解電場,應(yīng)用電場線方面是有很大幫助的． 本節(jié)的特點是知識點的直觀性較強,各種形狀的電場線是我們接觸認(rèn)識的一個重點．還有一個特點就是它在本章中起一個“工具”的作用,對利用電場線來理解電場強度、電勢是有很大的幫助的，在整章知識體系中可以說起到一個承上啟下的作用． 結(jié)合本節(jié)的教材特點和教材地位,把本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)定位如下： 1．知道什么是電場線，知道電場線如何來形象地表示電場的方向和強弱． 2.了解熟悉幾種常見的電場線分布形狀(如點電荷與點電荷間、點電荷與帶電平行板間勻強電場)的特點． 本節(jié)的教學(xué)重點定位于對電場線的深入理解上． 本節(jié)的教學(xué)難點定位于對電場線的非真實性存在的理解上． 為了對電場線的各個特點有充分的認(rèn)識，在教學(xué)中除了教師的分析歸納外，充分利用學(xué)生探究辯論的方法來對關(guān)于電場線與軌跡的關(guān)系進(jìn)行分析歸納，利用電場線演示器實驗演示使同學(xué)們充分了解本節(jié)知識． 本節(jié)的教學(xué)程序如下： 復(fù)習(xí)上節(jié)知識引入課題→類比引入電場線→自主閱讀，師生互動歸納電場線的意義→演示器演示常見電場線→互動探究電場線與電場的關(guān)系→通過問題討論深入了解電場線→拓展應(yīng)用→小結(jié)歸納． 教學(xué)目標(biāo) 一、知識目標(biāo) 1．知道什么是電場線，知道用電場線可以形象地表示電場的方向和強弱． 2．知道一個點電荷，兩個等量點電荷、點電荷與帶電平行板間的電場線的分布． 3．知道什么是勻強電場，以及勻強電場電場線的分布． 4．知道兩塊靠近的金屬板，大小相等、互相正對、分別帶有等量的正負(fù)電荷，它們之間的電場(除邊緣附近外)是勻強電場． 二、能力目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰Α⒎治鐾评砟芰Γ? 三、德育目標(biāo) 使學(xué)生從一些特殊事物找出它們的共性而得到一般的規(guī)律． 教學(xué)重點 電場線． 教學(xué)難點 電場線不是真實存在的線． 教學(xué)方法 分析推理法、歸納總結(jié)法、辯論法． 教學(xué)用具 感應(yīng)起電機、電場線演示器，盛有蓖麻油和木屑混合物的玻璃培養(yǎng)皿一個，一對電極球、一對平行板電極． 課時安排 1課時 教學(xué)過程 [投影本節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)法指導(dǎo)] (一)學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．知道什么是電場線，知道如何用電場線來形象地描述電場． 2．了解熟悉幾種常見的電場線的形狀特點． (二)學(xué)法指導(dǎo) 1．通過實驗觀察、自主實踐的方法來認(rèn)識幾種常見電場線的形狀特點． 2．對電場線的深入理解要通過小組討論、互動探究的方式來逐步進(jìn)行． [學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程] 一、復(fù)習(xí)引入 [復(fù)習(xí)]提問 1．電場是電荷周圍存在的一種客觀特殊物質(zhì)．它的特殊性在哪兒? 2．電場的強弱和方向可以用哪個物理量來描述?這個物理量是矢量還是標(biāo)量? [學(xué)生活動] 思考作答． [引入]除了利用電場強度這一物理量來描述電場，還可以利用另外一種直觀形象的方法來描述電場，這就是由英國物理學(xué)家法拉第首先提出的電場線．本節(jié)課我們就來了解這種描述電場的方法． 二、新課教學(xué) (一)電場線 [學(xué)生活動] 回顧復(fù)習(xí)初中學(xué)過的描述磁場的方法——磁感線． (在磁場中畫出的一些帶箭頭的曲線) [類比引入] 電場線：在電場中畫出的一些帶箭頭曲線． [提出問題] 如何用電場線來形象描述電場呢? [學(xué)生探究活動] ①類比磁感線提出猜想．(磁感線初中有了解) ②閱讀課本驗證觀點． [抽查學(xué)生代表敘述電場線描述電場的方法] [教師點撥拓展] 1．電場中的電場線不能隨便亂畫． 2．電場線的畫法：在電場中畫出，使曲線上每一點的切線方向跟該點電場方向一致．畫一箭頭表示電場的整體方向，這就是電場線． 3．如果電場線是直線，場強的方向就是電場線的方向． 如果電場線為曲線，曲線上每點的切線方向就是該點的切線方向． [投影]電場線形狀舉例 [過渡]在不同電荷周圍產(chǎn)生的電場的電場線相同嗎?不同的話，具體形狀如何呢? [學(xué)生探究活動] 先自己提出猜想，然后閱讀課本了解，注意觀察． [抽查學(xué)生代表口頭表述各種電荷周圍電場線的特點] [演示]模擬電場線形狀 利用感應(yīng)起電機使電場線演示器帶電，通過演示器中發(fā)屑的規(guī)律排列來模擬正點電荷、負(fù)點電荷、等量同種點電荷、等量異種點電荷及點電荷與帶電平行板之間的電場線分布情況．在實物投影儀上一一展示． [學(xué)生活動] 據(jù)模擬形狀及課本電場線形狀的觀察獨立畫出各種形狀的電場線，然后對照課本形狀檢查修正，重新畫出，直至完全正確為止． [抽查學(xué)生的量終結(jié)果并激勵評價] [投影]常見電場線 [學(xué)生探究活動1] 請大家歸納電場線的特點．同學(xué)通過觀察常見電場線形狀互動討論歸納． [抽查學(xué)生代表敘述，其他同學(xué)補充] [教師點撥歸納] 1．電場線是為了描述電場而假想的線，并不真實存在． 2．電場線始于正電荷(或無窮遠(yuǎn))，終于負(fù)電荷(或無窮遠(yuǎn))，不形成閉合曲線． 3．電場線的疏密程度表示場強的大小，越密的地方越強，越疏的地方越弱． 4．電場線上每一點的切線方向跟這一點的場強方向一致． [問題討論] 電場線與電場的關(guān)系． [學(xué)生探究活動] 結(jié)合自己的知識結(jié)構(gòu)獨自歸納，然后小組互動討論歸納． [師生互動總結(jié)] 1．電場客觀存在，電場線假想． 2．電場線用來形象地描述電場．用電場線的密疏定性描述電場的強弱，通過電場線每點的切線方向表示電場的方向． (二)勻強電場的電場線 [定義]勻強電場即各點的電場強弱方向都相同的電場． [提出問題] 勻強電場的電場線應(yīng)該是什么樣的形狀? [學(xué)生探究活動] 結(jié)合電場線用密疏表示強弱，切線表示方向來互動探究． [抽查同學(xué)歸納] 1．勻強電場各點電場強弱相同→電場線密疏程度一樣． 2．勻強電場各點電場方向相同→應(yīng)該是直線． 3．綜上所述，勻強電場的電場線是一些間距相等的平行直線． [演示]實際的勻強電場 將蓖麻油中的發(fā)屑攪拌均勻，將平行金屬板放入其中，用導(dǎo)線將兩板分別與感應(yīng)起電機的兩個放電桿相連，搖動起電機． 實物投影實驗現(xiàn)象． [學(xué)生活動] 觀察發(fā)屑的形狀并對照畫出電場線的分布形狀，對比課本修正． [投影]平行帶電金屬板的電場線． [說明]除金屬板的邊緣外，中間部分就是勻強電場． (三)電場線的更多…… [提出問題] 1．電場線是否能夠相交? 2．電場線是否是電荷在電場中受電場力運動的軌跡? [學(xué)生探究活動] 分成“是”“否”兩個辯論小組來辯論證明，統(tǒng)一認(rèn)識． [教師點撥拓展] l．如果兩條電場線交于一點，則交點處的場強方向有兩個，而確定電場中的一個確定位置，場強方向是唯一的，所以兩條電場線不會相交． 2．①帶電粒子在電場中的運動軌跡是帶電粒子的位置在空間的分布圖像，是實際存在的，而電場線是人們?yōu)樾蜗竺枋鲭妶龆氲募傧肭€，實際上并不存在． ②軌跡的切線方向反映帶電粒子的速度方向，而電場線的方向即場強方向反映正電荷的 方向． ⑦當(dāng)電場線是直線，且?guī)щ娏Ｗ映跛俣葹榱慊虺跛俣确较蛟谶@一條直線上時，運動軌跡才與電場線重合． (四)拓展應(yīng)用 l．如圖所示，是某電場區(qū)域的電場線分布，A、B是電場中的兩個點．問： (1)A、B哪個點的場強大?(2)畫出A點的場強方向；(3)畫出負(fù)電荷在B點的受力方向． 解：(1)據(jù)電場線疏處場強小，電場線密處場強大，可得：EB>EA． (2)過A點作曲線的切線，切線方向就是該點的場強方向．(如圖) (3)過B點作曲線的切線，負(fù)電荷在該點的受力方向與該點的場強方向一致．(如圖) 2．如左下圖所示，在真空中等量異種電荷的電場中有A、B、C三點，比較A、B、C三點場強的大(B、C為中垂面上的兩點)． 解：在圖中畫出等量異種電荷電場的幾條電場線，根據(jù)A、B、C所處的電場線的疏密可得EA>EB>EC．(如右上圖) 三、小結(jié) 通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，主要學(xué)習(xí)了以下幾個問題： 1．電場線如何形象描述場強： 電場線的方向→場強的方向． 電場線的疏密→場強的大?。? 2.幾種典型的電場線的分布：正、負(fù)點電荷．同種(異種)等量點電荷,勻強電場． 3．電場線的特點： a．電場線是假想的線,不是電荷的實際運動軌跡． b．起于正電荷，終于負(fù)電荷．(或無窮遠(yuǎn)) c．不相交．(任意兩條) 4．勻強電場及其電場線特點： 勻強電場各點的場強大小和方向均相同，其電場線為間距相等的平行直線． 四、作業(yè) 1．閱讀本節(jié)內(nèi)容． 2．練習(xí)三(5)、(6)題． 3．預(yù)習(xí)下節(jié)． 五、板書設(shè)計 六、本節(jié)優(yōu)化訓(xùn)練設(shè)計 1．關(guān)于電場的下列論述,正確的是( ) A．電場是實實在在存在于電荷周圍的,電場線也是確確實實存在的一條一條的直線或曲線,只是無色透明而己 B．電荷之間可以直接發(fā)生力的相互作用,電場本來就不存在，電場線也只是假想 C．電荷問通過電場才發(fā)生相互作用，電場也是一種物質(zhì)，只要有電荷，在電荷周圍的空間就有這樣的特殊物質(zhì)——電場 D．電場線是一種設(shè)想的線條，實際上它并不存在，電場線只是用來形象地描繪電場的一種科學(xué)方法 2．關(guān)于電場線，下列說法正確的是( ) A．靠近正點電荷，電場線越密,電場強度越大；靠近負(fù)點電荷，電場線越疏,電場強度越小 B．電場線的切線方向是點電荷只在電場力作用下的加速度方向 C．電場線是點電荷在電場中只受電場力作用時運動的軌跡 D．電場中任何兩條電場線都不相交 3．一電荷以速度v飛向一個勻強電場(電荷重力不計)，則電荷在電場中的運動情況是( ) A．電荷可能做勻速圓周運動 B．電荷可能做變速直線運動 C．電荷可能做變速曲線運動 D．電荷可能做勻速圓周運動 4．如圖所示,帶箭頭的直線是某一電場中的一條直線，在這條直線上有a、b兩點．用Ea、Eb表示a、b兩處的場強大小,則( ) A．a(chǎn)、b兩點場強方向相同 B．電場線從a指向b．所以Ea>Eb C．電場線是直線，所以Ea=Eb D．不知a、b附近的電場線分布，Ea、Eb的大小不能確定 5．如圖所示，a、b均是帶正電的等量同種點電荷,在a、b連線的中垂線上c點，無初速度地釋放一個電子，則電子的運動是( ) A．做以0點為平衡位置、OC為振幅的運動 B．先做勻加速直線運動,過0點后做勻減速直線運動 C．一直做勻加速直線運動 D．無法確定 6．如圖所示,(甲)(乙)表示的是兩個靜電場的電場線,將一個點電荷q放在A、B兩點，則所受的靜電力FA與FB其方向______，大小_______．將一個點電荷q放在C、D兩點.所受靜電力大小FC_______ FD(填“>”“=”“<”)FC與FD的方向_______(填“相同”或“不同”)． [參考答案] 1．CD 2．D 3．BC 4．AD 5．A 6．相同 相等 > 不同