四川省宜宾市一中2017-2018学年高中物理上学期第2周教学设计.doc

四川省宜宾市一中2017-2018学年高中物理上学期第2周教学设计考点、知识点电场强度和电场线学习目标1.知道电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质．2．理解电场强度的定义及物理意义，知道它的矢量性．3．掌握点电荷场强的计算式并能进行有关的计算．重、难点1.知道电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质．2．理解电场强度的定义及物理意义，知道它的矢量性．(重点)3．掌握点电荷场强的计算式并能进行有关的计算．(重点)4．知道电场强度的叠加原理，能应用该原理进行简单计算．(难点)5．理解电场线的概念、特点，了解常见的电场线的分布，知道什么是匀强电场．(重点、难点)　学习环节和内容学生活动建议教师活动建议调整记录环节一：1．电场的概念和基本性质(1)概念存在于电荷周围的一种特殊物质，由电荷产生，场和实物是物质存在的两种不同形式．(2)基本性质对放入其中的电荷有力的作用．电荷之间通过电场相互作用．图1­3­12．电场强度(1)定义：放入电场中某一点的电荷所受的电场力跟电荷量的比值，叫做该点的电场强度，简称“场强”．(2)物理意义：描述电场强弱和方向的物理量．(3)公式：E＝.(4)单位：牛顿/库仑，符号N/C.(5)方向：电场中某一点场强方向就是位于该点的正电荷受力的方向．3．点电荷的电场　电场强度的叠加(1)真空中点电荷的场强①大小：E＝k(Q为场源电荷)②方向：Q为正电荷时，E的方向沿Q与该点的连线向外；Q为负电荷时，E的方向沿Q与该点的连线向内．(2)电场强度的叠加电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和学生课前独立完成改学生导学案，统计学生完成情况环节二：把同一试探电荷放在电场中的不同位置，由图1­3­2可知，该试探电荷在不同点所受的电场力的大小和方向不相同，这说明各点的电场的强弱和方向不相同．图1­3­2探讨1：用什么物理量表征电场的强弱？如何定义这个物理量？【提示】　电场强度，可以通过试探电荷受力来定义．探讨2：同一位置，放不同试探电荷，试探电荷受力越大，则该位置场强越强吗？【提示】　E与F无关，E与试探电荷q无关．1．对电场的认识电场是客观存在的一种特殊物质，并非由分子、原子组成．场和实物是物质存在的两种不同形式．2．对电场强度的两点理解(1)矢量性：场强有大小和方向，是矢量．(2)叠加性：某空间中有多个电荷时，该空间某点的场强等于所有电荷在该点产生的电场强度的矢量和．3．公式E＝与E＝的区别公式E＝F/qE＝kQ/r2本质区别定义式决定式意义及用途给出了一种量度电场强弱的方法指明了点电荷场强大小的决定因素适用范围一切电场真空中点电荷的电场Q或q意义q表示引入电场的检验(或试探)电荷的电荷量Q表示产生电场的点电荷的电荷量关系理解E用F与q的比值来表示，但E的大小与F、q的大小无关E不仅用Q、r来表示，且E∝Q，E∝学生合作探究完成教师旁观引导学生完成探究过程环节三：1．下列关于电场强度的说法中正确的是(　　)A．公式E＝只适用于真空中点电荷产生的电场B．由公式E＝可知，电场中某点的电场强度E与试探电荷在电场中该点所受的电场力成正比C．在公式F＝k中，k是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1处的场强大小；而k是点电荷Q1产生的电场在点电荷Q2处场强的大小D．由公式E＝k可知，在离点电荷非常近的地方(r→0)，电场强度E无穷大【解析】　电场强度的定义式E＝适用于任何电场，故A错．电场中某点的电场强度由电场本身决定，而与电场中该点是否有试探电荷或引入试探电荷所受的电场力无关(试探电荷所受电场力与其所带电荷量的比值仅反映该点场强的大小，不能决定场强的大小)，故B错．点电荷间的相互作用力是通过电场产生的，故C对．公式E＝是点电荷产生的电场中某点场强的计算式，当r→0时，所谓“点电荷”已不存在，该公式已不适用，故D错．【答案】　C2．一检验电荷q＝＋4×10－9 C，在电场中某点P受到的电场力大小为F＝6×10－7 N，方向水平向右．求：(1)P点的电场强度；(2)没有检验电荷时P点的电场强度；(3)若将检验电荷换为q′＝－1.2×10－6 C，再放于P点，此检验电荷所受的电场力F′.【解析】　(1)根据电场强度的定义式E＝，得P点的电场强度大小为E＝＝ N/C＝1.5×102 N/C.由于检验电荷电性为正，则P点电场强度的方向与其所受电场力的方向相同，为水平向右．(2)电场强度是描述电场的物理量，跟有无检验电荷无关，所以没有检验电荷时，P点的电场强度大小仍为1.5×102 N/C，方向为水平向右．(3)由E＝得F＝qE故F′＝q′E＝1.2×10－6×1.5×102 N＝1.8×10－4 N负电荷所受电场力的方向与该点场强的方向相反，所以F′方向为水平向左．【答案】　(1)1.5×102 N/C，方向水平向右(2)1.5×102 N/C，方向水平向右　(3)1.8×10－4 N，方向水平向左图1­3­33．如图1­3­3所示，真空中带电荷量分别为＋Q和－Q的点电荷A、B相距r.求：(1)两点电荷连线的中点O的场强的大小和方向；(2)在两电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O′点的场强大小和方向．【解析】　(1)如图甲所示，A、B两点电荷在O点产生的场强方向相同，由A→B.A、B两点电荷在O点产生的电场强度为EA＝EB＝＝，故O点的合场强为E0＝2EA＝，方向由A→B.甲　　　　　　　　　　　乙(2)如图乙所示，EA′＝EB′＝，由矢量图所形成的等边三角形可知，O′点的合场强EO′＝EA′＝EB′＝，方向与AB的中垂线垂直指向右方，即EO′与EO同向．【答案】　(1)　方向由A→B　(2)　方向与EO同向公式E＝和E＝k的应用(1)区分电场强度的定义式(E＝)和决定式(E＝)，定义式适用于一切电场，而决定式只适用于点电荷的电场．(2)电场中某点的场强由电场本身决定，与试探电荷的有无、电荷量、电性均无关．课堂训练，加深学生对于知识点的理解，同时学生展示，差改错。

教师组织小组合作完成课堂练习，教师旁观记录学生完成情况并对学生展示内容作最终总结环节一：1．电场线的概念电场线是这样一种线：它每一点的切线方向都和该处的场强方向一致，某一区域电场线的疏密反映这一区域电场强度的大小．2．几种常见电场的电场线电场电场线形状简要描述正点电荷光芒四射，发散状负点电荷众矢之的，会聚状等量同种点电荷势不两立，相斥状等量异种点电荷手牵手，心连心，相吸状匀强电场平行的、等间距的，平行状3.电场线的特点(1)电场线是为了形象描述电场而假想的曲线，实际并不存在．(2)任意两条电场线不相交．(3)电场线的疏密表示电场的强弱．(4)电场线总是起自正电荷(或无穷远)，止于负电荷(或无穷远)，即电场线不闭合，在无电荷处不中断．(5)电场线不表示电荷在电场中运动的轨迹．1．电场线、电场都是真实存在的．(×)2．根据点电荷电场线分布，可以确定以点电荷为圆心的圆上各点电场强度相同．(×)3．沿电场线的方向电场强度越来越小．(×)如图1­3­4为正点电荷周围的电场线，试问在相邻的两条电场线之间没有画出电场线的地方有电场吗？学生课前独立完成改学生导学案，统计学生完成情况环节二：如图1­3­5所示为等量异种点电荷、等量同种点电荷的电场分布图，其中a、b关于点电荷连线对称．甲　　　　　　　　乙图1­3­5探讨1：甲图中a、b两点场强相同吗？【提示】　相同探讨2：乙图中a、b两点场强相同吗？【提示】　不相同1．等量异种点电荷与等量同种点电荷形成的电场场强分布特点的比较比较项目等量异种点电荷等量同种(正)点电荷电场线分布图连线上的场强大小O点最小，从O点沿连线向两边逐渐变大O点为零，从O点沿连线向两边逐渐变大中垂线上的场强大小O点最大，从O点沿中垂线向两边逐渐变小O点为零，从O点沿中垂线向两边先变大后变小关于O点对称的点A与A′、B与B′的场强等大同向等大反向2.带电粒子在电场中运动问题的分析方法(1)根据带电粒子运动轨迹的弯曲方向，判断带电粒子所受电场力的方向．(2)把电场线方向、电场力方向与电性相联系进行分析．(3)把电场线的疏密和电场力大小、加速度大小相联系进行分析．(4)把电场力做的功与能量的变化相联系进行分析．3．电场线与带电粒子运动轨迹重合的条件(1)电场线是直线．(2)带电粒子只受电场力作用，或受其他力，但方向沿电场线所在直线．(3)带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直线．学生合作探究完成教师旁观引导学生完成探究过程环节三：4．如图1­3­6所示，M、N为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的P点放一静止的负电荷q(点电荷)，不计重力，下列说法中正确的是(　　) 【导学号：33410018】图1­3­6A．点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大B．点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C．点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值D．点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子速度为零【解析】　由等量同种电荷周围的电场线的分布可知，O点场强为零，从O点沿着中垂线向无穷远处延伸，场强先增大后减小，所以点电荷在从P到O的过程中，加速度可能先增大后减小，选项A、B错；负电荷q所受电场力的合力方向竖直向下，到O点一直加速，选项C对；同理点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度先增大后减小，选项D错．【答案】　C5．如图1­3­7所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速飞过，电子的重力不计，则电子所受另一个力的大小和方向的变化情况是(　　) 【导学号：33410019】图1­3­7A．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】　等量异种电荷的电场线分布如图甲所示，由图中电场线的分布可以看出，从A到O，电场线由疏到密；从O到B，电场线由密到疏，所以从A→O→B，电场强度应由小变大，再由大变小，而电场强度的方向沿电场线的切线方向，为水平向右，如图乙所示．由于电子处于平衡状态，所受的合外力必为零，故另一个力应与电子所受的电场力大小相等、方向相反．电子所受的电场力与场强方向相反，即水平向左，电子从A→O→B过程中，电场力由小变大，再由大变小，故另一个力方向应水平向右，其大小先变大后变小，所以选项B正确．甲　　　　　　　　　　乙【答案】　B6．(多选)某静电场中的电场线如图1­3­8所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，由M运动到N，其运动轨迹如图中虚线所示，以下说法正。