学情分析
本章概念抽象性比较强,前后联系密切,学生通过一次学习理解透彻较难。本节课可让学生初步认识到电场强度是描述电场的物理量,是反映电场本质属性的物理量。体会探究过程。通过一段时间的学习逐步深化对电场强度概念的理解。 学生在新课程学习中,已初步领会探究的主要环节和方法,也已形成合作、交流的良好习惯。在教学中适时的引导和帮助对学生建立信心很有必要,体会合作学习带来的快乐,要让学生的成就感在学习过程中体现出来。
目前学生分析和探究问题的意识不是很强,尤其理论层面的分析,观察(或分析)现象、指出问题和指明方法需要合作才能得以实现。电场的性质的认识反映在场源电荷Q,试探电荷q,空间位置r上,多个变量的讨论在研究物理规律中比较多,也比较典型。给予学生必要、恰当的引导,恰到好处的指明讨论的方向,是本节课的关键。学生的认识要不断加深,有关规律的描述,条理要清,关系要明。这既是一种方法,也是一种态度。
效果分析
通过知识点的串讲及典型例题的讲解,切实掌握元电荷、点电荷等概念;库仑定律及力、电类综合问题。在高考中考点主要集中在对有关电场描述和库仑力的考查,涉及电场强度、场强的叠加,电场线等概念。而库仑力作用下物体的平衡和物体的匀加速等问题,则要运用平衡条件、牛顿第二定律和运动学规律综合解答。
物理:《电场力的性质》教学设计
一、考纲要求
考 点
内 容
要求
题 型
电场力的性质
物质的电结构、电荷守恒
选择题
计算题
点电荷、元电荷
Ⅰ
物质的起电方式及实质
Ⅰ
库仑定律
Ⅱ
二、考点分析
本节高考试题主要集中在对有关电场描述和库仑力的考查,涉及电场强度、场强的叠加,电场线等概念。而库仑力作用下物体的平衡和物体的匀加速等问题,则要运用平衡条件、牛顿第二定律和运动学规律综合解答。 题型主要是选择题,内容一般是几个知识点的综合,难度一般为中等。
三、【教学目标】
知识与技能
知道自然界中两种电荷、元电荷;电荷相互作用、电荷守恒定律;
对点电荷、真空中的库仑定律理解和定量计算;
过程与方法
通过知识点的串讲及典型例题的讲解,切实掌握元电荷、点电荷等概念;库仑定律及力、电类综合问题;
情感、态度与价值观
培养学生通过微观角度认识物体带电的本质,以及带电体间力的相互作用;
【教学重点】
点电荷、元电荷的概念;库仑定律及库仑定律的适用条件;力、电综合问题;
【教学难点】
库仑定律及其适用的条件;力、电类综合问题处理。
教学程序
知识点
注意事项
考点1
物质的电结构、三种起电方式、电荷守恒定律
一、几种常见的电荷
1. 两种基本电荷:正电荷、负电荷
2.点电荷:本身的线度比相互之间的距离小得多 的带电体(理想模型)
3、元电荷:把最小的电荷量叫做元电荷,用e表示,e=1.60×10-19 C
注意:(1)一个质子(p)、电子(e)所带电荷量恰好是一个元电荷;(2)所有带电体的电荷量或者等于e,或者等于e的整数倍;(3)元电荷是个数值,不是物体。
4、试探电荷:又称检验电荷,是为了检验空间某处电场而引入的点电荷。
条件:电荷量足够小、体积足够小的带电体。
正、负电荷的规定
注意点电荷与质点的区别和联系
试探电荷与电荷本身的正负无关
二、物质起电的方式
1.物质的电结构:原子是由带正电的原子核和带负电的电子构成,原子核的正电荷数与电子的负电荷数相等.(金属材料的组成:自由电子和“几乎不动的”带正电的离子组成);
2. 三种物质起电的方式
(1) 摩擦起电:组成物质的正、负电荷分离;
原因:不同物质对核外电子的束缚能力不同;
特点:两个原来不带电的物体摩擦后带上等量的异种电荷.
(2) 感应起电:利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电。
①静电感应:把带电体靠近导体时,可以使导体带电的现象,叫做静电感应;
②原因:带电体对导体内部自由电子的吸引或排斥;
③规律及特点:近异远同、等量电荷
(3) 接触带电:
①两个带同种电荷的完全相同的金属球体接触之后电荷平均分配。
②两个带异种电荷的完全相同的金属球体接触之后电荷先中和,再平分
三种起电方式的实质都是电荷的转移,但电荷转移有相同点,也有不同的是:
1.相同点:均是由负电荷的移动而产生。
2.不同点
①摩擦起电是负电荷从一个物体转移到另一个物体
②感应起电是负电荷(自由电子)从导体的一端转移至另一端;
③ 接触带电:负电荷(自由电子)从一个导体移动到了另一个导体。
三、电荷守恒定律
电荷既不会创生,也不会消失,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,在转移过程中,电荷的总量保持不变。
考点2
库仑定律
四、库仑定律
1.内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2. 公式:
(k叫静电力常量:k=9.0×109 N·m2/C2,由法国物理学家库仑通过库仑扭秤测得)
引导学生回忆高中阶段所学另一平方反比定律的相关知识:
万有引力:
(G叫引力常量,G=6.67×10-11 N·m2/kg2,是英国物理学家卡文迪许通过扭秤实验测得;r为两质点间的距离)
3. 方向:在二者连线上;
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
4. 适用条件:真空、点电荷;
说明:
(1) 计算库仑力大小时,通常q1、q2只代入大小而不代入符号,其方向可由电荷的相互作用单独判断;
(2)若计算库仑力时q1、q2大小符号全代入,则当F>0,表示是库仑斥力;当F<0,表示库仑力是吸引力。
考点1、2:典例精析
[例1] 如所示,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A。在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B。当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上,A处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为θ,若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2,θ分别为30°和45°。则为( )
A.2 B.3
C.2 D.3
规律总结:分析点电荷平衡问题的方法步骤
跟踪练习1、在场强为E,方向竖直向下的匀强电场中,有两个质量均为m的带电小球,电荷量分别为+2q和-q,两小球用长为L的绝缘细线相连,另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O点处于平衡状态,如图所示,重力加速度为g,则细绳对悬点O的作用力大小为_______.
跟踪练习2、(2013·唐山模拟)如图所示,小球A、B带电量相等,质量均为m,都用长L的绝缘细线挂在绝缘的竖直墙上O点,A球靠墙且其悬线刚好竖直,B球悬线偏离竖直方向θ角而静止,此时A、B两球之间的库仑力为F。由于外部原因小球B的电量减小,使两球再次静止时它们之间的库仑力变为原来的一半,则小球B的电量减小为原来的( )
A. B. C. D.
二、电场强度的计算与叠加
1.场强的公式(写出三个公式及公式的适用条件和需要注意的地方)
2.电场的叠加
(1)叠加原理:
(2)计算法则:
[例2] 如图6-1-8所示,位于正方形四个顶点处分别固定有点电荷A、B、C、D,四个点电荷的带电量均为q,其中点电荷A、C带正电,点电荷B、D带负电,试确定过正方形中心O并与正方形垂直的直线上到O点距离为x的P点处的电场强度的大小和方向。
规律总结:(解题思路)
跟踪练习3、 (2012·南京一模)如图6-1-15所示,以O为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f,等量正、负点电荷分别放置在a、d两处时,在圆心O处产生的电场强度大小为E。现改变a处点电荷的位置,使O点的电场强度改变,下列叙述正确的是( )
A.移至c处,O处的电场强度大小不变,方向沿Oe
B.移至b处,O处的电场强度大小减半,方向沿Od
C.移至e处,O处的电场强度大小减半,方向沿Oc
D.移至f处,O处的电场强度大小不变,方向沿Oc
跟踪练习4、如图5所示,电量为+q和-q的点电荷分别位于正方体的顶点,正方体范围内电场强度为零的点有( )
A.体中心、各面中心和各边中点
B.体中心和各边中点
C.各面中心和各边中点
D.体中心和各面中心
三、对电场线的理解及应用
1.孤立点电荷的电场(画出电场线的分布图,说出电场的主要特点)
2.两种等量点电荷的电场比较(画出电场线的分布图)
比较
等量异种点电荷
等量同种点电荷
连线中点O处的场强大小
连线上的场强大小
沿中垂线由O点向外场强大小
3.电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的关系
思考:电场线和运动轨迹会不会重合,满足什么条件可能会重合
[例3] 静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器。某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板,图6-1-9中直线ab为该收尘板的横截面。工作时收尘板带正电,其左侧的电场线分布如图所示;粉尘带负电,在电场力作用下向收尘板运动,最后落在收尘板上。若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹,图6-1-10中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)( )
课堂小结
1、几种常见的电荷:
点电荷、元电荷、试探电荷;
2、使物体带电的方式及实质:
⑴摩擦起电;⑵感应起电(近异远同);⑶接触带电;
实质: 电荷的转移(主要以电子转移的方式进行);
3、库仑定律:库仑定律适用的条件:真空、点电荷;
4、力、电类综合问题处理;
课件13张PPT。电场力的性质临淄中学
高三物理组
隽 庆一、库仑力作用下的平衡问题 重点分析:1、2题 (1)确定研究对象。如果有几个物体相互作用时,要依据题意,适当选取“整体法”或“隔离法”;
(2)对研究对象进行受力分析,多了个电场力
(3)列平衡方程(F合=0或Fx=0,Fy=0)。规律总结:
分析点电荷平衡问题的方法步骤二、电场强度的计算与叠加1.电场的叠加
(1)叠加原理:各个点电荷在某点产生的场强的矢量和
(2)计算法则:平行四边形定则重点分析:第4题
规律总结:某点场强的计算方法1、在同一直线上的电场直接相加减。
2、不在同一直线上电场的叠加要根据电荷的正、负,先判断场强的方向,然后利用矢量合成法则,结合对称性分析叠加结果.
三、对电场线的理解及应用重点分析题目:9、10题(轨迹判断)规律总结:1、电场线与轨迹判断方法(1)假设法——电荷的正负、场强的方向、电荷运动的方向,是题意中相互制约的三个方面。若已知其中的任一个,可顺次向下分析判定各待求量;若三个都不知(三不知),则要用“假设法”分别讨论各种情况。
(2)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线方向),轨迹一定在两线之间,并且凹向与受力的一侧。
重点分析题目:
12、13题(等量同种或异种点电荷电场线的分布特点)
两种等量点电荷的电场比较 沿连线先变小再变大最小,指向负电荷一方O点最大,向外逐渐减小为零沿连线先变小,再变大O点最小,向外先变大后变小规律总结:某点场强的计算方法3、 多个点电荷在某点的场强叠加,需要巧妙地运用对称性、极限法、替代法等物理思维方法来处理.
综合应用第3题图课堂小结:
1.总结一下自己这节课中分析了哪几方面的问题?
2.这些问题应该用什么方法解决?谢谢大家!教材分析
本章具有概念多,综合知识性强,概念比较抽象等特点。电场强度是“静电场”这一章中的重要概念概念之一,在高中物理中也占有十分重要的地位,是本节教学的重点也是难点。电场强度的概念比较抽象是学生较难理解的概念之一。电场强度的概念与后面将要学习的“电势能”、“电功”、“电势”、“电势差”等概念联系密切。比值定义法的思想对后面的“电势”、“电势差”等概念的学习都有及大的帮助。 电场强度的概念点、电荷的电场及场强叠加原理,这几个重要的知识点都可充分调动学生科学的探究的积极性,探究寻找描述电场的物理量,探讨点电荷的电场。要让学生亲历科学探究的过程,体会探究成功的乐趣。同时要让学生弄清建立概念的背景,把抽象的概念形象化便于学生理解。 根据课程标准的要求,本章以研究电场为核心内容。在认识和使用示波器的过程中,创设学习电场的情景,激发学生探究电场的兴趣,引导学生从力的角度探究电场的性质,更好的认识电场,为后面的学习做好知识准备。 物理知识的学习,是在已有的基础知识不断加深、不断扩展的学习过程,本节教材通过观察电子束在偏转电极间发生偏转的现象,初步对电荷在电场中受力产生直接认识,库仑定律很自然的应用对认识电场力的性质提供理论帮助。 教材中对电场这一种特殊物质做出定量描述,引入试探电荷这一理想化模型对研究电场性质和规律提供了帮助。
本节高考试题主要集中在对有关电场描述和库仑力的考查,涉及电场强度、场强的叠加,电场线等概念。而库仑力作用下物体的平衡和物体的匀加速等问题,则要运用平衡条件、牛顿第二定律和运动学规律综合解答。 题型主要是选择题,内容一般是几个知识点的综合,难度一般为中等。
课堂观察评价记录表
日期 2015年5月 班级 高三41班 学科 物理 执教人 隽庆
记录人 高连海、贾玉芬、于永洲
课题 电场力的性质 观议课研究主题 本节课达到的效果
课堂教学观察记录表??(表一)
观察对象
观察项目
指标与权重
优秀
良好
一般
教
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师
教学目标
1、目标切合教材要求和学生实际
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教学目标
2、认知行为目标结合和谐,可操作,能落实
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3、目标对不同层次学生有不同达标要求
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教学内容
1、知识正确,容量适当,学生能接受
√
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2、把握教材内在联系和重点突破
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3、以教材为例,训练学生能力,指导学法
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教学过程
1、教学活动每一节流程结构合理,体现教学思路与学生思维,心理协调,有利于学生认知结构建立
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2、结构流程有利于学生参与学习实践
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3、教学节奏、密度适当,时空分配合理
√
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4、具有本学科课型特点
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教学手段
1、教法注重提示认知规律和学法指导
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2、情景创设恰当、有效
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3、问题系列设计严谨,情、知有机交融、和谐
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4、教学挂图、教具和电教媒体的选用合理、高效
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5、教法体现对学生能力的培养,情感的激发
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教学调控和效果的检测
1、对学生信息及时反馈,有效纠正,完成教学任务
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2、精心安排有层次性,针对性和开放性的练习活动
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3、以师之情唤生动情,师生和谐平等
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4、给学生一定消化思考余地,课业负担合理,轻负高效
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教师素质
教态大方自然,语言准确简炼,演示操作规范,指导得法,板书科学、工整、美观
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2、运用直观教具、现代教学媒体等,使用正确熟练,合理优化
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3、善于组织教学,能随机调整
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教学特色
在课堂结构创设情境、教法和媒体运用等方面有独特创举,效果显著
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课堂教学观察记录表(表二)????????????????????????????????????????????????????????????????
观察
对象
观察项目
说明
学
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生
知识技能掌握情况
初步理解
学生态度是否认真
认真
是否积极提问、合作、交流
积极
是否自信(提出与别人不同的问题,大胆尝试并表达自己的想法)
一般
是否善于与人合作(听取别人的意见,积
能??
极表达自己的观点)
?
思维是滞有条理(能有条理地表达自己的
一般
意见,解决问题的过程清楚,做事有计划)
?
思维是否有创造性(善于独立思考,创造性地解决问题学习方法有个性)
一般
1.两个质量均为m的完全相同的金属球a和b,其质量分布均匀,将它们固定于绝缘支座上,两球心间的距离l为球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷,所带电荷量的绝对值均为Q,那么a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是( )
A.F引=G,F库=k B.F引≠G,F库≠k
C.F引=G,F库≠k D.F引≠G,F库=k
2.真空空间中,仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷,则图中a、b两点电场强度和电势均相同的是( )
3.(2012·渭南质检)两个带电荷量分别为Q1、Q2的质点周围的电场线如图6-1-13所示,由图可知( )
A.两质点带异号电荷,且Q1>Q2
B.两质点带异号电荷,且Q1C.两质点带同号电荷,且Q1>Q2
D.两质点带同号电荷,且Q14.绝缘细线的一端与一带正电的小球M相连接,另一端固定在天花板上,在小球M下面的一绝缘水平面上固定了另一个带电小球N,在下列情况下,小球M能处于静止状态的是( )
5.以O为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f,等量正、负点电荷分别放置在a、d两处时,在圆心O处产生的电场强度大小为E。现改变a处点电荷的位置,使O点的电场强度改变,下列叙述正确的是( )
A.移至c处,O处的电场强度大小不变,方向沿Oe
B.移至b处,O处的电场强度大小减半,方向沿Od
C.移至e处,O处的电场强度大小减半,方向沿Oc
D.移至f处,O处的电场强度大小不变,方向沿Oc
6.把一个带电小球A固定在光滑水平的绝缘桌面上,在桌面的另一处放置带电小球B。现给小球B一个垂直AB连线方向的速度v0,使其在水平桌面上运动,则下列说法中正确的是( )
A.若A、B带同种电荷,B球一定做速度增大的曲线运动
B.若A、B带同种电荷,B球一定做加速度增大的曲线运动
C.若A、B带同种电荷,B球一定向电势较低处运动
D.若A、B带异种电荷,B球可能做速度和加速度大小都不变的曲线运动
7.小球A、B带电量相等,质量均为m,都用长L的绝缘细线挂在绝缘的竖直墙上O点,A球靠墙且其悬线刚好竖直,B球悬线偏离竖直方向θ角而静止,此时A、B两球之间的库仑力为F。由于外部原因小球B的电量减小,使两球再次静止时它们之间的库仑力变为原来的一半,则小球B的电量减小为原来的( )
A. B.
C. D.
8.电荷量为Q1、Q2的两个正点电荷分别置于A点和B点,两点相距L。在以L为直径的光滑绝缘半圆环上,穿着一个带电小球+q(视为点电荷),在P点平衡,PA与AB的夹角为α。不计小球的重力,则( )
A.tan3α= B.tan α=
C.O点场强为零 D.Q1参考答案:
1.C 2.C 3.A 4.B 5.C 6.AD 7.C 8.A
本节课上的有些前松后紧,如果再上一遍的话,我会合理地分配时间,语言再凝练一些。通过多种方式在教学过程中激发学生学习兴趣,或直观演示、或旁征博引、或巧设悬念……激发他们的阅读欲望和动机,创造“我要学”“我想学”的积极教学气氛。“教学不仅仅是一种告诉,更多的是学生的一种体验、探究和感悟”。 给孩子多大的舞台,他就能跳出多美的舞蹈。课堂是什么啊?课堂是激情燃烧的动感地带,是他们求知、创造、展示自我、体验成功的平台。是学生健康成长的地方。学生的潜力是无限的,关键在于教师是否给了学生足够大的平台。
课标要求
知识与技能
知道自然界中两种电荷、元电荷;电荷相互作用、电荷守恒定律;
对点电荷、真空中的库仑定律理解和定量计算;
过程与方法
通过知识点的串讲及典型例题的讲解,切实掌握元电荷、点电荷等概念;库仑定律及力、电类综合问题;
情感、态度与价值观
培养学生通过微观角度认识物体带电的本质,以及带电体间力的相互作用;