9.3 电场 电场强度 讲义 高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

教学设计
教学目标
物理观念
通过学习库仑定律的建立过程和类比点电荷与质点理解理想模型法和类比分析法，通过学习电场强度的推导过程和类比电场强度定义式E电阻的定义式R与密度的定义式理解比值法和类比法，使学生能掌握研究物理问题的方法。
科学思维
根据库仑定律，一个场源电荷附近放入一电荷量为q的试探电荷，再在等距离处放入一电荷量为2q的试探电荷，可以看到他们的电场力和电荷量之比为定值，不同距离的距离电场力和电荷量之比是不同的，从而推导出电场强度的表达式，培养学生推导验证的能力。
科学探究
通过描述电场强弱的物理量的过程，理解电场强度描述的本质，电场强度是电场本身的一种性质，与放入其中的检验电荷电荷量以及所受的电场力无关。
科学态度与责任
通过了解物理学家对电荷间相互作用力的认识过程，培养学生实事求是是科学品质和坚持原则，善于合作的好习惯。
学情分析
与学生的前面所学的质量、能量的传统物质不同，电场是一种看不见、摸不着的，以特殊形态存在的特殊物质，由于观念的转变，有的同学会产生了抵触的心理；有的同学在理解物理概念后，对有关概念、公式、定理或公式推导过程中犯了简单的机械思维错误。要解决这些问题就需要我们通过课堂教学、作业等各种方式来解决和要重视学习过程中的方法指导。
重难点
重点
理解电场、电场强度、电场线的概念
难点
电场强度的叠加、各种类型的电场线、非点电荷电场强度的叠加及大小的几种计算
教学过程
课堂导入
复习库仑定律的内容，通过举弹力、摩擦力是通过接触产生的例子，引导学生思考电荷间没有相互接触却有库仑力的原因。
新课讲解
电场
提出问题：
引导学生认识到让人陶醉的是花产生的香味，通过类比分析法，启发学生对电荷间的作用机理提出假设--让的受到库仑力的是产生的一种物质
法拉第--场
电荷的周围存在着由它产生的电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。
电场是一种特殊的物质：电场之间通过电场相互作用；电场对电荷的作用力对电荷做功，电场具有能。
静电场：由静止电荷产生的电场。
电场强度
提出问题：怎么描述电场？
在一个场源电荷附近放入一电荷量为q的试探电荷，再在等距离处放入一电荷量为2q的试探电荷，可以看到他们的电场力和电荷量之比为定值；不同距离的距离电场力和电荷量之比是不同的。所以我们就用电场力和检验电荷电荷量的比值来描述电场强度。
电场强度（定义式）：E为检验电荷
E与q和F都无关，E是电场本身的一种性质
方向：与正电荷在该点所受电场力的方向相同；与负电荷在该点所受电场力的方向相反
电场强度（决定式）：E ，为场源电荷
只与场源电荷和离场源电荷的距离有关
电场强度的叠加：平行四边形法则
电场线
提出问题：怎么形象地描述电场？
电场强度的方向：电场线的切线方向
电场强度的大小：同一幅图中电场线的疏密，电场强度较大的地方电场线较密，电场较小的地方电场线较疏
正电荷的电场线 负电荷的电场线
等量同种点电荷的电场线 等量异种点电荷的电场线
电场线的两个特点：
①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；
②同一电场的电场线在电场中不相交，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向
匀强电场：电场中各点的电场强度的大小相等、方向相同
课堂小结
电荷的周围存在着由它产生的电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的，电荷间通过电场相互作用。
电场强度（定义式）：E为检验电荷
电场强度（决定式）：E ，为场源电荷
电场强度的叠加：平行四边形法则
电场线的两个特点：
①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；
②同一电场的电场线在电场中不相交，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向
匀强电场：电场中各点大小相等，方向相同
知识延展
非点电荷电场强度的叠加及大小的几种计算方法
1.球形带电体与点电荷的等效
一个半径为R的均匀带电球体或球壳在球的外部产生的电场，与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同，即E
对称法
利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，使复杂电场的叠加计算问题大为简化。
例如：如图所示，均匀带电的球壳在O点产生的场强，等效为弧BC产生的场强，弧BC产生的场强方向，又等效为弧的中点M在O点产生的场强方向.
3.填补法
将有缺口的带电圆环或圆板补全为圆环或圆板，或将半球面补全为球面，从而化难为易、事半功倍。
4.微元法
将带电体分成许多元电荷，每个元电荷看成点电荷，先根据库仑定律求出每个元电荷的场强，再结合对称性和场强叠加原理求出合场强。
板书设计
9.3 电场 电场强度
电场
电荷间通过电场相互作用
电场是一种特殊的物质
电场强度
电场强度（定义式）:E为检验电荷
电场强度（决定式）：E ，为场源电荷
3. 电场强度的方向
4. 电场强度的叠加
电场线
四类典型电荷系统的电场线
特点
匀强电场
匀强电场：电场中各点大小相等，方向相同