高二年级物理教研教学设计( 二 )


(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: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
【教学流程】
(-)复习回顾——旧知铺垫
1.库仑定律的适用条件:
(l)真空(无其它介质);(2)点电荷(其间距r>>带电体尺寸L)——非接触力 。
2、列举:
(l)磁体间——磁力;(2)质点间一一万有引力 。
经类比、推理,得:
电荷间的相互作用是通过电场发生的 。(电荷周围产生电场,电场反过来又对置于其中的电荷施加力的作用)
引出电场、电场力两个概念 。本节课,我们主要研究电场问题,以及为描述电场而要引入的另一个崭新的物理量——电场强度 。
(二)新课教学
1.电场
(l)电场基本性质:
电场客观存在于任何电荷周围,正是电荷周围存在的这个电场才对引入的其它电荷施加力的作用 。
(2)电场基本属性:
电场源于物质(电荷),又对物质(电荷)施力 。再根据“力是物质间的相互作用”这一客观真观,毫无疑问,电场是一种物质 。
(3)电场基本特征:
非实体、特殊态——看不见、摸不着、闻不到(人体各种感官均无直接感觉) 。
电场是一种由非实体粒子所组成的具有特殊形态的物质 。
自然界中的物质仅有两种存在的形态,一种是以固、液、气等普通形态存在的实体物质;而另一种,就是以特殊形态存在的非实体物质——场物质 。
(4)电场的检验方法(由类比法推理而得):
无论物质处于什么形态,我们都可以通过一定手段去感知它的存在,只是感知方式或使用工具不同而已,例如:
①生物学中动植物的体系胞可以通过电子显微镜(利用其放大作用)来观察 。
②化学中的某些气体可以通过人体的感官来感知(氯气——色觉,氨气——嗅觉)
③生活中电视塔发射的电磁波可以通过电视接收机(转换为音像信号)来感知 。
④物理学中磁体周围的磁场可以通过放入其中的小磁针来检验(磁场对场内小磁针有力作用——磁场的力性) 。
⑤物理学中电荷周围的电场可以通过放入其中的检验电荷来检验(电场对场内的电荷有力作用——电场的力性) 。
2.电场强度
(l)模拟实验:
下面以点电荷Q(场源电荷)形成的电场为例,探讨一下检验电荷q在到Q距离(用r表示)不同的位置(场点)所受电场力F有何不同 。
实验结论:通过观察与分析可以得出,同一个检验电荷在点电荷Q形成的电场中的不同位置所受电场力的大小、方向均不同.因为这个电场力是同一个电场给同一个检验电荷的,所以,场源电荷周围不同位置的电场有强弱之分和方向之别;电场中同一位置,不同电荷所受电场力也不同,但是,电场力与检验电荷的电荷量之比却是一个不变的常量 。前者引出电场强度概念;后者点明场强与检验电荷无关,而只由电场本身性质决定(电场强度的定义方案也由此而得) 。
(2)电场强度(简称“场强”):
①定义:放入电场中某一点的电荷受到的电场力和它的电荷量q的比值叫做该点的电场强度,简称场强,用符号E表示 。
②定义式:E=F/q
③单位:N/C
④电场强度是矢量
同一检验电荷在电场中不同的点所受电场力方向不同,因此,场强不仅有大小,而且有方向,是矢量 。用检验电荷所受电场力的方向表征场强方向比较恰当,但是,正、负检验电荷在电场中同一点所受电场力方向不同且截然相反,怎么来定义场强方向呢?
回顾定义磁场方向时,检验小磁针静止时N、S极所指方向也是相反的,人为规定:小磁针N极指向为磁场方向,这是人们的一种习惯 。电场强度方向的定义也是如此 。即规定正的检验电荷所受的电场力方向为场强方向 。
⑤定义模式:比值法
3.比值法定义物理量
(l)原则:被定义量与定义用量无关 。
(2)应用举例(学生活动):
速度v=s/t 。单位时间内发生的位移 。v大→运动得快 。
密度ρ=m/V 。单位体积内所含的质量 。ρ大→质量密集 。
加速度a=△v/t 。单位时间内速度的变化.a大→速度变化快 。
电阻R=U/I 。因果倒置,但已习惯 。R大→阻电性强 。
场强E=F/q 。单位电荷量所受电场力 。E大→电场越强 。
4.点电荷的电场一—场强定义式的应用
(l)公式推导:
(2)场强特征:
①大小:近强远弱,同心球面上名点,场强值相等

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