第九章 静电场及其应用 单元复习设计及复习课时教案(表格式)2025--2026年人教版高中物理必修第三册(5份打包)

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名称 第九章 静电场及其应用 单元复习设计及复习课时教案(表格式)2025--2026年人教版高中物理必修第三册(5份打包)
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文件大小 123.0KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2025-09-07 15:10:47

文档简介

第九章《 静电场及其应用》第4课时教案
学科 物理 年级册别 必修三 共4课时
教材 人教版高中物理必修三 授课类型 新授课 第4课时
教材分析
教材分析
本课时内容选自人教版高中物理必修三第九章第四节“静电的防止与利用”,是整个单元的总结与升华。教材以“自然界到处都有静电”为引子,引导学生思考静电带来的便利与危害,并系统讲解了静电平衡、尖端放电、静电屏蔽与静电吸附四大核心原理。教学重点在于理解导体在静电场中达到平衡状态时,内部场强处处为零,电荷只分布在表面;掌握尖端放电的机制及其在避雷针中的应用;认识静电屏蔽的原理与实际价值;并能解释静电除尘、静电喷漆、静电复印等技术的工作流程。教材还设置了“科学漫步”栏目,通过“雷火炼殿”的奇观,展现科技与自然的和谐共生,增强学生的文化自信与科学情怀。本课时内容紧密联系生活实际,体现了“从物理走向社会”的课程理念,是培养学生社会责任感与创新意识的关键环节。
学情分析
高一学生已具备一定的理论知识基础,能够理解电场、电场强度等概念,但对“静电平衡”这一动态过程的理解仍显抽象。部分学生可能将“导体内部场强为零”误解为“没有电场”,而忽视其“动态抵消”的本质。此外,在解释复杂应用(如静电复印)时,容易出现逻辑混乱或遗漏关键步骤。针对这些难点,教学中应采用“真实情境—问题驱动—实验演示—模型建构—应用迁移”的教学路径:利用加油站触摸静电释放器、医院手术室防静电等生活场景创设情境;通过“金属网屏蔽验电器”实验直观展示静电屏蔽效果;借助动画演示“电晕放电”与“电子转移”过程,帮助学生建立清晰的微观图景;最后通过角色扮演(如“工程师”“记者”)活动,促进知识的内化与外延。
课时教学目标
物理观念
1. 能说出处于静电平衡状态的导体内部电场强度处处为零,电荷只分布在导体外表面。
2. 能解释尖端放电现象及其在避雷针中的应用原理。
科学思维
1. 能运用动态分析法,描述导体从初始状态到静电平衡的全过程:
- 外部电场 → 自由电子定向移动 → 产生感应电荷 → 产生反向电场 → 合场强为零 → 停止移动。
2. 能根据电场线分布,判断导体表面电荷密度大小与电场强度的关系。
科学探究
1. 能设计并实施“静电屏蔽”实验,观察金属网能否隔绝外部电场。
2. 能小组合作,模拟“静电除尘器”工作流程,解释其原理。
科学态度与社会责任
1. 能认识到静电既可造福人类(如除尘、喷漆),也可能带来灾难(如爆炸),树立安全用电意识。
2. 愿意参与校园节能减废活动,宣传静电防护知识,体现科学精神与社会责任。
教学重点、难点
重点
1. 理解静电平衡状态下导体内部场强为零的原因,掌握电荷只分布在导体外表面的特点。
2. 掌握尖端放电的原理及其在避雷针中的应用,理解“高压设备表面应尽量光滑”的必要性。
难点
1. 理解“导体内部场强为零”是一个动态平衡过程,而非静态结果。
2. 能综合运用电场、电场线、电荷分布等知识,解释“静电复印”“静电除尘”等复杂应用原理。
教学方法与准备
教学方法
情境教学法、实验探究法、角色扮演法、项目式学习
教具准备
多媒体课件、静电屏蔽实验装置(金属网罩验电器)、避雷针模型、静电除尘器原理图、静电复印流程图、手机支架、投影仪、录音笔
教学环节 教师活动 学生活动
复习导入
【5分钟】 一、温故知新,激活旧知 (一)、提问回顾
1. 上节课我们学习了哪些关于电场的知识?
2. 电场强度 的定义是什么?单位是什么?
3. 点电荷电场强度公式是什么?方向如何判断?
4. 电场线有哪些特点?
5. 小结:“电场可以影响带电粒子,那它还能影响导体吗?”
二、情境设问,引发思考 (一)、播放视频:加油站触摸静电释放器
1. 教师播放一段加油站员工加油前触摸金属柱的视频。
2. 提问:“为什么要在加油前触摸一下静电释放器?”
3. 引导学生回答:“为了释放身体上的静电,防止火花引燃汽油。”
4. 进一步追问:“如果人体带电,为什么会引起火花?这说明了什么?”
5. 引出新课题:“今天,我们就来学习‘静电的防止与利用’,了解它是如何被我们控制和使用的。” 1. 积极回答教师提问,巩固上节课知识。
2. 观看视频,思考“触摸静电释放器”的目的。
3. 回答“释放静电,防止火花”,初步感知静电的危害。
4. 思考“人体带电为何会放电”,产生对“静电平衡”的好奇。
探究新知
【20分钟】 一、探究静电平衡 (一)、演示实验:导体在电场中达到平衡
1. 教师展示图9.4-1装置:不带电的金属导体ABCD置于电场中。
2. 第一步:未加电场时,导体内部无电荷,自由电子均匀分布。
3. 第二步:加上外部电场 ,自由电子向左移动,导致A侧带负电,B侧带正电。
4. 第三步:感应电荷在导体内部产生反向电场 ,与 反向。
5. 第四步:当 时,合场强 ,自由电子停止移动,达到静电平衡。
6. 强调:“静电平衡时,导体内部电场强度处处为零。”
二、探究尖端放电 (一)、讲解原理
1. 教师指出:“静电平衡时,导体表面电荷密度不均,越尖锐的位置,电荷越密集。”
2. 展示电场线分布图:尖端附近电场线非常密集,电场强度极大。
3. 解释过程:
- 强电场使空气分子电离,产生正离子和电子。
- 带异种电荷的粒子被吸引,与尖端电荷中和,相当于导体失去电荷。
- 这种现象叫作“尖端放电”。
4. 举例说明:
- 避雷针:安装在建筑物顶端,通过尖端放电中和云层电荷,避免雷击。
- 高压输电线上的“电晕”:微弱的放电现象,造成能量损失。
5. 强调:“高压设备表面应尽量光滑,减少放电。”
三、探究静电屏蔽 (一)、演示实验:金属网屏蔽电场
1. 教师展示实验:将验电器用金属网罩住,再用带电体靠近。
2. 观察:金属箔片不张开。
3. 提问:“为什么金属网能屏蔽电场?”
4. 引导学生回答:“因为金属网相当于一个空腔导体,其内部电场为零。”
5. 举例说明:
- 野外高压输电线上的金属网保护线路。
- 电子仪器放在金属壳内,防止外界干扰。
6. 强调:“这种作用叫作静电屏蔽。”
四、探究静电吸附 (一)、讲解应用原理
1. 教师介绍:“静电吸附是利用静电力使带电粒子被电极吸引。”
2. 分别讲解三种应用:
- **静电除尘**:烟气中的尘埃带电后被正极板吸附。
- **静电喷漆**:油漆微粒带负电,被正极工件吸附,涂层均匀。
- **静电复印**:有机光导体鼓受光照区域导电,形成电荷图像,吸引墨粉。
3. 展示流程图,帮助学生建立整体认知。 1. 观察实验过程,记录每一步的现象变化。
2. 小组讨论,尝试用自己的语言解释“静电平衡”的动态过程。
3. 观察电场线分布,理解“尖端处电场最强”。“
4. 观察金属网屏蔽实验,理解“静电屏蔽”的原理。
5. 分析三种应用案例,归纳“静电吸附”的共同机制。
6. 完成“静电应用”填空练习:避雷针利用______放电原理;金属网起到______作用;静电喷漆利用______使油漆均匀附着。
巩固应用
【10分钟】 一、课堂任务:角色扮演 (一)、分组活动
1. 将学生分为三组:
- A组:工程师,负责设计“静电除尘器”
- B组:记者,负责采访“避雷针的作用”
- C组:科学家,负责研究“静电复印原理”
2. 每组领取任务卡,结合课本内容,准备3分钟汇报。
3. 教师巡视指导,提醒注意术语准确与逻辑清晰。
4. 各组轮流上台展示,其他组进行提问与评价。
二、拓展思考 (一)、提出挑战性问题
1. “为什么超高压带电作业的工人要穿包含金属丝的织物制成的工作服?”
2. “为什么电子点火器的放电电极是相互分离的,而静电除尘的金属杆却固定在一个金属筒内?”
3. “如果金殿周围建了避雷针,‘雷火炼殿’的奇观还会存在吗?”
4. 引导学生思考:“科技进步是否总是带来更好的结果?” 1. 小组合作,分工明确,查阅资料,制作汇报PPT或手绘图。
2. 模拟工程师、记者、科学家的角色,进行口头陈述。
3. 认真倾听他人发言,积极提问,参与互动评价。
4. 思考挑战性问题,表达个人见解,培养批判性思维。
总结提升
【5分钟】 一、归纳要点,构建框架 (一)、师生共建知识结构
1. 教师引导学生用思维导图梳理:
“静电平衡 → 内部场强为零,电荷在外表面 → 尖端放电(避雷针) → 静电屏蔽(金属网) → 静电吸附(除尘、喷漆、复印)”
2. 强调:“静电不是洪水猛兽,而是可以被我们控制和利用的宝贵资源。”
二、布置作业,延伸探究 (一)、书面作业
1. 课本P52练习与应用第1、3题。
2. 写一篇小论文:《静电的利与弊——我的思考》(不少于300字)。
(二)、实践任务
调查学校实验室是否有静电防护设施,拍照记录并撰写一份报告。 1. 回顾本节课核心内容,参与知识网络构建。
2. 记录作业要求,明确后续任务。
3. 主动寻找生活中的静电应用,培养科学观察习惯。
评价任务 概念理解:☆☆☆
应用分析:☆☆☆
表达交流:☆☆☆
设计意图 本课时以“真实情境—问题驱动—实验探究—角色扮演”为主线,通过“加油站触摸静电释放器”等生活场景激发兴趣,利用“静电屏蔽实验”提供直观支持,借助“角色扮演”活动促进深度学习。通过多维度的任务设计,实现从“知道”到“理解”再到“应用”的跨越,真正落实“从物理走向社会”的课程理念,培养学生的核心素养与社会责任感。第九章《 静电场及其应用》单元复习设计
单元名称 第九章 静电场及其应用
课标要求 根据《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》中“静电场”部分的要求,本单元教学需达成以下目标:能通过实验和理论分析,理解电荷、电荷守恒定律的基本概念;掌握库仑定律的内容及适用条件,能进行简单的定量计算;认识电场是物质存在的一种形式,理解电场强度的定义及其矢量性,能用点电荷的电场公式计算电场强度;了解电场线的性质,能定性描述典型电场的分布特征;知道静电平衡状态的特点,能解释尖端放电、静电屏蔽等现象;能在真实情境中运用静电知识分析与解决生活中的实际问题,如防雷、除尘、喷漆等。同时,注重培养学生的科学思维能力,包括类比推理、模型建构、逻辑推理与批判性思维;提升科学探究素养,通过观察实验、提出假设、验证结论等环节发展实证意识;增强社会责任感,关注静电现象对生产、生活的影响,形成安全用电、合理利用科技资源的意识。该单元强调从宏观现象到微观本质的探索过程,体现“从生活走向物理,从物理走向社会”的课程理念。
教材分析 本单元选自人教版高中物理必修三第九章《静电场及其应用》,是电磁学部分的基础内容,也是学生首次系统接触“场”的概念。教材以历史发展脉络为主线,从古希腊泰勒斯发现摩擦起电现象引入,逐步揭示电荷的本质、电荷间相互作用规律、电场的建立与描述方法,最终落脚于静电的实际应用与防护。内容结构清晰,层层递进:第一课时聚焦“电荷”这一基本物理量,结合摩擦起电、感应起电等现象,引导学生理解电荷的产生机制与电荷守恒定律;第二课时基于库仑扭秤实验,推导出库仑定律,并明确点电荷的理想化模型;第三课时构建“电场”概念,通过试探电荷受力分析引出电场强度定义,进而介绍电场线与匀强电场;第四课时则转向应用层面,讲解静电平衡、尖端放电、静电屏蔽与静电吸附等原理及其在避雷针、静电除尘、静电复印等技术中的体现。教材中穿插大量实验图示、例题与思考题,既强化了知识的理解,也提升了学生的实践能力与迁移应用水平。整体内容体现了“现象—模型—规律—应用”的完整认知链条,符合高中生由具体到抽象的认知发展规律。
学情分析 本单元授课对象为高一年级学生,已具备一定的力学基础,熟悉牛顿运动定律、受力分析与矢量运算,初步掌握实验观察与数据处理能力。然而,对于“电”这一抽象概念尚缺乏直观经验,尤其对“电场”作为看不见摸不着的特殊物质形态难以建立正确认知。部分学生可能存在将“电场”误认为“空气”或“介质”的误区,对电场强度的矢量性理解不足。此外,学生在学习过程中易混淆“电荷量”与“电荷种类”,对元电荷的概念理解较模糊。由于本单元涉及较多数学工具(如比例关系、矢量合成),部分学生可能在处理多因素综合问题时出现困难。针对上述情况,教学应注重借助生活实例(如脱衣静电、头发竖立)激发兴趣,通过模拟实验(如验电器、静电感应演示)提供具象支撑,利用类比法(如电场与重力场类比)降低认知门槛,辅以分步引导与错题辨析,帮助学生突破思维障碍,实现从感性认识到理性建模的跨越。
教学目标 1. 物理观念:理解电荷的种类、电荷守恒定律的本质,能用原子结构模型解释摩擦起电与感应起电;掌握库仑定律的表达式与适用条件,能判断静电力的大小与方向;建立“电场是物质存在的一种形式”的观点,理解电场强度的定义及其矢量特性;认识静电平衡状态下导体内部场强为零、电荷只分布在表面的特点。 2. 科学思维:能通过实验现象提出猜想,运用类比法(如电场与重力场)、理想模型法(点电荷、试探电荷)构建物理模型;能够依据电场线疏密判断电场强弱,根据电场线方向确定电场强度方向;学会使用平行四边形定则进行电场强度的矢量叠加计算。 3. 科学探究:能设计并实施“静电感应”“验电器检测带电体”等实验,观察现象并分析原因;能基于实验数据归纳电荷间作用力与距离、电荷量的关系;能提出“如何防止静电危害”“如何提高静电除尘效率”等问题并制定解决方案。 4. 科学态度与社会责任:认识到静电在现代科技中的广泛应用价值,如静电喷漆、静电复印、高压输电防护等;意识到静电可能引发火灾、爆炸等安全事故,树立安全用电意识;愿意参与校园节能减废活动,主动宣传静电防护知识,增强社会责任感。
学习目标 1. 知识掌握:能准确说出电荷的两种类型、电荷量单位库仑的定义;能复述电荷守恒定律的内容,并举例说明其在摩擦起电与感应起电中的体现;能写出库仑定律公式并指出各符号含义,能进行简单计算。 2. 能力提升:能在实验中正确使用验电器检测物体是否带电,并判断电荷种类;能根据电场线分布图判断某点电场强度的方向与相对大小;能运用电场强度叠加原理求解两个点电荷产生的合场强。 3. 思维深化:能解释“人体带电后头发竖立”的现象,理解电场对自由电荷的作用机制;能分析“避雷针为何安装在建筑物顶端”“金属网为何能屏蔽电场”等实际问题,体现模型迁移能力。 4. 情感内化:能主动列举生活中静电带来的便利与危害,提出至少两条可行的防静电措施;能撰写一份关于“静电在生活中的应用”的小报告,展现科学探究热情与社会责任担当。
教学重点 1. 电荷的种类与电荷守恒定律:通过“摩擦琥珀吸引羽毛”“金属箔片张开”等实验,引导学生观察电荷转移现象,理解自然界只有正负两种电荷,且电荷总量保持不变。重点剖析摩擦起电的本质——电子从一个物体转移到另一个物体,导致一方带负电、另一方带正电;感应起电则是电荷在导体内部重新分布,但总电荷量不变。 2. 库仑定律的应用:明确真空中两个静止点电荷之间的作用力与电荷量乘积成正比、与距离平方成反比,公式为 ,其中 。教学中需强调“点电荷”理想模型的适用条件——带电体尺寸远小于间距;同时要指导学生区分斥力与引力,正确判断力的方向。 3. 电场强度的定义与电场线特点:通过“试探电荷在电场中受力”实验,引导学生发现 是反映电场本身性质的物理量,与试探电荷无关。重点讲解电场强度的矢量性,以及电场线“从正电荷出发,终止于负电荷”“不相交”“疏密表示强弱”三大特征,帮助学生建立形象化的空间认知。
教学难点 1. 理解电场强度是电场本身的属性,与试探电荷无关:这是学生认知上的关键障碍。许多学生会误认为“电场越强,试探电荷受力越大,所以电场就更强”,而忽视了 是一个比值定义,其值由场源决定。教学中需通过多组不同电荷量的试探电荷在同一位置受力比较,让学生直观感受到 恒定,从而建立正确的物理观念。 2. 电场强度的矢量叠加计算:当多个点电荷共同作用时,学生难以正确运用平行四边形定则或分解法求合力。特别是当电荷分布不对称时,方向判断容易出错。教学中需设计阶梯式训练题,先从同一直线上两力叠加开始,再过渡到夹角问题,最后引入坐标系分解法,逐步提升难度。 3. 静电平衡状态下导体内部场强为零的动态过程:学生难以想象“电荷移动→产生反向电场→抵消原场→停止移动”的动态平衡过程。可通过动画演示或模拟实验(如金属盒内放置验电器),让学生观察外部电场变化前后内部箔片的变化,直观感受“屏蔽效应”的存在。
内容分析 本单元围绕“静电场”这一核心主题,分为四个层次展开:第一层为“电荷”——从生活现象出发,揭示电荷的起源与守恒规律,奠定物质基础;第二层为“库仑定律”——建立电荷间相互作用的定量规律,形成基本动力学框架;第三层为“电场与电场强度”——引入“场”的新概念,完成从“超距作用”到“近距作用”的范式转变,实现从力到场的升级;第四层为“静电的应用与防护”——将前三个层次的知识整合,回归现实世界,体现科学的价值导向。整个单元形成了“现象→本质→规律→应用”的闭环逻辑链。其中,“电场强度”是连接前后的枢纽,既是库仑定律的延伸,又是后续静电屏蔽、静电吸附等应用的理论基础。教学中应特别注意知识之间的衔接与递进,避免孤立讲解。
单元课时规划 课时主题主要内容核心目标第一课时电荷与电荷守恒摩擦起电、感应起电的实验观察;电荷的种类与电荷量单位;元电荷与电荷量子化;电荷守恒定律的表述与实例分析。理解电荷的本质,掌握电荷守恒定律,能解释常见静电现象。第二课时库仑定律库仑扭秤实验原理;库仑定律的表达式与适用条件;点电荷模型的建立;静电力的计算与方向判断。掌握库仑定律的数学表达与物理意义,能进行简单定量计算。第三课时电场与电场强度电场概念的提出;试探电荷与场源电荷的区别;电场强度的定义与单位;点电荷电场强度公式;电场线的性质与绘制。建立电场是物质存在的新观念,掌握电场强度的定义与计算方法。第四课时静电的防止与利用静电平衡状态;尖端放电与避雷针原理;静电屏蔽与金属网屏蔽;静电吸附在除尘、喷漆、复印中的应用。理解静电平衡的条件,能解释常见静电应用与防护原理。
单元结构图
学习评价 评价对象评价指标评价等级电荷种类识别能否准确判断物体带正电或负电优秀/良好/需努力库仑定律计算能否正确代入公式并得出结果优秀/良好/需努力电场线绘制能否按规则画出典型电场的电场线优秀/良好/需努力静电应用解释能否用所学知识解释生活现象优秀/良好/需努力第九章 《静电场及其应用》第2课时教案
学科 物理 年级册别 必修三 共4课时
教材 人教版高中物理必修三 授课类型 新授课 第2课时
教材分析
教材分析
本课时内容选自人教版高中物理必修三第九章第二节“库仑定律”,是静电学的核心规律之一。教材以“电荷之间的作用力与哪些因素有关?”为驱动性问题,引导学生通过类比万有引力提出猜想,并介绍法国科学家库仑设计的扭秤实验,最终确立真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比,与距离的二次方成反比的定量关系。教学重点在于理解库仑定律的表达式 的物理意义,掌握其适用条件(真空、点电荷、静止),并能进行简单的计算。教材还设置了“例题1”和“例题2”作为示范,帮助学生建立解题规范。该课时内容承上启下,既是对第一课时“电荷”知识的深化,也为第三课时“电场强度”的引入提供了理论基础,是构建“静电场”知识体系的关键环节。
学情分析
高一学生已具备一定的数学运算能力,能够处理比例关系和简单代数式,但对“点电荷”这一理想化模型的理解仍显抽象。部分学生可能将“点电荷”误解为“很小的带电体”,而忽视其“尺寸远小于间距”的核心特征。此外,在处理多变量问题(如同时改变电荷量和距离)时,容易出现逻辑混乱。针对这些困难,教学中应采用“问题链+实验模拟+阶梯训练”的策略:先用生活实例(如两根磁铁间的吸引力)类比电荷间作用力,激发探究欲望;再通过动画演示库仑扭秤实验原理,增强直观感受;最后设置由浅入深的练习题,帮助学生逐步掌握公式应用技巧。同时,需强调单位统一与矢量方向判断的重要性。
课时教学目标
物理观念
1. 能准确说出库仑定律的内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们电荷量的乘积成正比,与它们距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2. 能解释“点电荷”是一个理想化的物理模型,只有当带电体的大小远小于它们之间的距离时,才能视为点电荷。
科学思维
1. 能通过类比法,将电荷间作用力与万有引力进行比较,提出“平方反比”规律的猜想。
2. 能根据实验数据或图像,归纳出电荷间作用力与电荷量、距离的关系,发展数据分析与归纳推理能力。
科学探究
1. 能参与“模拟库仑扭秤实验”的小组活动,观察力随距离变化的趋势,验证力与距离平方成反比的关系。
2. 能独立完成“计算两点电荷间静电力”的习题,掌握解题步骤与单位换算方法。
科学态度与社会责任
1. 能认识到库仑定律是电磁学的基本定律之一,体现了科学研究的严谨性与精确性。
2. 愿意分享自己对“静电现象如何影响日常生活”的思考,体现科学精神与社会责任意识。
教学重点、难点
重点
1. 掌握库仑定律的数学表达式 ,并能正确读出各符号含义: 表示静电力, 是静电力常量, 和 是两个点电荷的电荷量, 是它们之间的距离。
2. 明确库仑定律的适用条件:必须在真空中、电荷必须是静止的、且必须是点电荷。
难点
1. 理解“点电荷”理想化模型的适用边界——当两个带电体之间的距离远大于它们自身的尺寸时,才可以忽略形状和大小的影响,将其看作点电荷。
2. 正确判断静电力的方向:同种电荷相斥,异种电荷相吸,作用力方向在两电荷连线所在的直线上。
教学方法与准备
教学方法
类比推理法、实验探究法、任务驱动法、分层练习法
教具准备
多媒体课件、库仑扭秤实验动画、电子白板、点电荷模型卡片、弹簧测力计、细线、绝缘支架、带电小球、刻度尺、计算器、投影仪
教学环节 教师活动 学生活动
复习导入
【5分钟】 一、温故知新,激活旧知 (一)、提问回顾
1. 上节课我们学习了哪些关于电荷的知识?
2. 摩擦起电的本质是什么?
3. 什么是感应起电?它是否创造了新的电荷?
4. 电荷守恒定律的内容是什么?
5. 小结:“电荷之间存在相互作用,这种作用力的大小会受什么因素影响呢?”
二、情境设问,引发思考 (一)、展示生活场景
1. 教师播放一段视频:两个带电小球被吸引或排斥,发生碰撞或弹开。
2. 提问:“为什么两个带电小球会相互吸引或排斥?如果我让其中一个电荷量加倍,或者把它们之间的距离拉大一倍,作用力会怎样变化?”
3. 引导学生大胆猜想:
- “会不会跟电荷量有关?”
- “会不会跟距离有关?”
- “是不是像重力一样,与距离的平方成反比?”
4. 进一步指出:“这个问题,早在18世纪就引起了科学家们的关注,最终由法国科学家库仑通过精密实验解决了。” 1. 积极回答教师提问,巩固上节课知识。
2. 观察视频,思考电荷间作用力的影响因素。
3. 大胆提出自己的猜想,参与讨论。
4. 记录关键问题,准备进入新课探究。
探究新知
【20分钟】 一、探究力与距离的关系 (一)、模拟实验:库仑扭秤实验
1. 教师播放库仑扭秤实验的动态演示动画:
- 细银丝悬挂一根绝缘横杆,一端是小球A,另一端通过物体B保持平衡。
一带电小球C靠近A,使A发生偏转,扭转悬丝。
- 改变A与C之间的距离r,记录悬丝扭转的角度θ(代表力F的大小)。
2. 展示实验数据表:
r (cm) 1020304050 F (N)0.90.2250.10.0560.036
提问:“观察数据,F与r有什么关系?” 引导学生计算 的值:
- 当 r=10cm,
- 当 r=20cm,
- ……
5. 结论:“F 与 成反比,即 。”
二、探究力与电荷量的关系 (一)、类比启发,提出假设
1. 教师提问:“既然力与距离有关,那它会不会也与电荷量有关?”
2. 类比万有引力定律: ,其中力与质量乘积成正比。
3. 启发学生猜想:“电荷间作用力可能与 成正比。”
(二)、实验验证
1. 教师展示一个实验装置:两个相同的金属小球,一个带电,另一个不带电。
2. 说明原理:“若将带电小球与不带电小球接触,电荷会平均分配。因此,可以将电荷量分为 ”
3. 演示过程:
- 初始电荷量为 q,与另一个小球接触后,每个小球电荷量变为 。
- 再次接触,电荷量变为 ,依此类推。
4. 保持距离不变,测量每次接触后的力F。
5. 展示结果:
q q (单位) 10.50.25 0.125F (N) 0.80.40.20.1
6. 结论:“F 与 成正比,即 。”
三、总结规律,建立定律 (一)、整合结论
1. 教师板书:
2. 合并得:
3. 介绍常数 :静电力常量, 。
4. 明确定律名称:“这就是库仑定律。”
5. 强调适用条件:
- 真空环境
- 点电荷(尺寸远小于距离)
- 静止状态
6. 解释方向:“同种电荷相斥,异种电荷相吸。” 1. 观察动画演示,理解实验原理。
2. 分析实验数据,发现 恒定,得出力与距离平方成反比的结论。
3. 参与类比思考,提出“力与电荷量乘积成正比”的猜想。
4. 观察电荷量变化过程,记录力的变化趋势。
5. 通过计算验证猜想,确认 。
6. 整合信息,共同推导出库仑定律公式,并记住其适用条件。
巩固应用
【10分钟】 一、例题解析,规范解题 (一)、讲解例题1:氢原子核与电子间的力比较
1. 投影题目:
“在氢原子内,氢原子核与电子之间的最短距离为 。试比较氢原子核与电子之间的静电力和万有引力。”
2. 教师逐句分析:
- 已知: ,
- ,
3. 计算静电力:
4. 计算万有引力:
5. 比较: ,说明在微观粒子间可忽略万有引力。
二、课堂练习,分层训练 (一)、基础题:直接套用公式
1. 两个点电荷,电荷量分别为 和 ,相距 0.3 m,求它们之间的静电力大小。
答案:
(二)、提升题:方向判断
2. 如图,A带正电,B带负电,C带正电。请画出A受到B和C的静电力方向。
提示:同种相斥,异种相吸。
(三)、拓展题:单位换算
3. 一个点电荷电荷量为 ,求其等于多少库仑?
答案: 。 1. 认真听讲,跟随教师思路,理解例题的每一步计算。
2. 独立完成基础题,检查单位是否统一。
3. 在草稿纸上画出力的方向,小组互评。
4. 完成单位换算练习,强化科学记数法的应用。
总结提升
【5分钟】 一、归纳要点,构建框架 (一)、师生共建知识结构
1. 教师引导学生用思维导图梳理:
“库仑定律 → 适用条件(真空、点电荷、静止) → 公式 → 方向判断(同斥异吸)”
2. 强调:“库仑定律是电磁学的基石,是研究一切静电现象的基础。”
二、布置作业,延伸探究 (一)、书面作业
1. 课本P38练习与应用第1、3题。
2. 完成一张“库仑定律应用”小报,包含公式、例题、生活实例(如避雷针原理)。
(二)、实践任务
观察生活中是否有“静电排斥”现象(如塑料袋分开、头发飘起),拍照记录并尝试用库仑定律解释。 1. 回顾本节课核心内容,参与知识网络构建。
2. 记录作业要求,明确后续任务。
3. 主动寻找生活中的静电现象,培养科学观察习惯。
评价任务 公式记忆:☆☆☆
方向判断:☆☆☆
计算准确:☆☆☆
设计意图 本课时以“问题驱动—实验探究—模型建构—应用迁移”为主线,通过模拟库仑扭秤实验,让学生亲历科学发现过程,深刻理解“力与距离平方成反比”“力与电荷量乘积成正比”的规律。借助类比法降低认知难度,通过阶梯式练习实现从“会做”到“会讲”的转变。最后通过小报制作与生活观察,促进知识的内化与外延,真正落实“从物理走向社会”的课程理念。第九章《 静电场及其应用》第1课时教案
学科 物理 年级册别 必修三 共4课时
教材 人教版高中物理必修三 授课类型 新授课 第1课时
教材分析
教材分析
本课时内容选自人教版高中物理必修三第九章第一节“电荷”,是整个静电场单元的起点。教材以历史事件为引子,从古希腊泰勒斯发现摩擦琥珀吸引轻小物体的现象切入,引导学生思考“为什么有的物体容易带电,而有的很难?”进而引入电荷的基本概念。通过介绍富兰克林命名正负电荷、密立根测定元电荷等科学史实,帮助学生建立对电荷本质的科学认知。重点讲解了摩擦起电的本质——电子转移;感应起电的过程——电荷在导体内部重新分布;以及电荷守恒定律的核心思想。教材还设置了“做一做”环节,要求学生动手制作验电器并检测不同带电体,增强了实践性与探究性。该课时内容承上启下,既是对初中电学知识的深化,也为后续学习库仑定律和电场强度奠定基础。
学情分析
高一学生已具备一定的观察力和逻辑思维能力,对生活中常见的静电现象(如脱衣时被电击、头发竖立)有直观体验,但缺乏科学解释。部分学生可能将“带电”理解为“物体变重”或“带有某种神秘力量”,存在概念误区。此外,学生对“原子由质子、中子、电子构成”的微观结构认识尚浅,难以理解电子转移如何导致宏观带电。教学中应利用生活实例激发兴趣,通过实验演示强化感性认识,并借助模型构建法(如金属微观结构图)帮助学生实现从宏观到微观的认知跨越。针对学生抽象思维较弱的特点,需采用“问题驱动+实验验证”的教学模式,降低认知门槛。
课时教学目标
物理观念
1. 能说出自然界中只有两种电荷:正电荷和负电荷,能用丝绸摩擦玻璃棒、毛皮摩擦橡胶棒等实例说明电荷的产生方式。
2. 能结合原子结构模型,解释摩擦起电与感应起电的本质,明确电子转移是带电的根本原因。
科学思维
1. 能通过“金属箔片张开”“头发竖立”等实验现象,提出“物体可能带电”的猜想,并设计实验进行验证。
2. 能运用类比法,将电荷与重力类比,初步理解“电场”作为物质存在的可能性。
科学探究
1. 能独立完成“自制验电器”实验,使用它检测物体是否带电,并判断其电荷种类。
2. 能根据实验记录,归纳出“同种电荷相斥,异种电荷相吸”的基本规律。
科学态度与社会责任
1. 能主动列举生活中静电带来的便利(如静电除尘)与危害(如引发火灾),增强安全用电意识。
2. 愿意参与校园节能减废活动,宣传静电防护知识,体现社会责任感。
教学重点、难点
重点
1. 理解摩擦起电的本质是电子从一个物体转移到另一个物体,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电。
2. 掌握电荷守恒定律的内容:电荷既不会创生,也不会消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分,总量保持不变。
难点
1. 理解感应起电过程中,导体内部自由电子的定向移动如何导致两端出现异种电荷,且总电荷量不变。
2. 建立“电场是物质存在的一种形式”的初步观念,突破“超距作用”的传统思维定式。
教学方法与准备
教学方法
情境导入法、实验探究法、合作讨论法、类比推理法
教具准备
丝绸布、玻璃棒、毛皮、橡胶棒、金属箔验电器、绝缘支架、带电体C(带正电)、导体A/B(用绝缘柱支撑)、铁架台、多媒体课件、自制验电器材料包
教学环节 教师活动 学生活动
情境导入
【5分钟】 一、故事激趣,引出课题 (一)、讲述古希腊故事
1. 教师展示一张古希腊学者泰勒斯的画像,播放一段关于“琥珀吸引草芥”的动画视频:
“公元前600年左右,古希腊哲学家泰勒斯发现,当用丝绸摩擦琥珀后,它能够吸引羽毛、草芥等轻小物体。这一现象震惊了当时的学者们,他们认为这是‘神奇的力量’。”
2. 提问引导:“同学们,你们有没有遇到过类似的现象?比如冬天脱毛衣时,会听到‘噼啪’声,甚至看到火花?”
3. 引出主题:“今天,我们就来揭开这个‘神秘力量’的面纱,走进电的世界——第九章 静电场及其应用。”
二、实验演示,感知现象 (一)、演示‘头发竖立’实验
1. 教师站在讲台上,手持起电机,将手靠近金属球,启动电源。
2. 观察到学生们的头发逐渐竖立起来,形成“炸毛”状态。
3. 提问:“为什么人的头发会竖起来?这说明什么?”
4. 小结:“人体带电后,同种电荷相互排斥,导致头发彼此分开,这就是静电现象的直接体现。”
(二)、演示‘验电器张角’实验
1. 展示一个玻璃泡内装有两片金属箔的验电器,初始状态金属箔闭合。
2. 将带正电的玻璃棒靠近验电器顶部的金属球,不接触。
3. 观察到金属箔片缓慢张开。
4. 移开玻璃棒,金属箔片又缓缓闭合。
5. 再次靠近,金属箔再次张开。
6. 提问:“金属箔为什么会张开?张角大小与什么有关?”
7. 引出关键词:“带电体可以引起周围物体发生变化,这种作用我们称之为‘电场’。” 1. 认真观看视频,回忆生活中的静电现象。
2. 思考并回答教师提问,分享自身经历。
3. 观察实验现象,积极思考“头发竖立”与“金属箔张开”的原因。
4. 记录关键现象,初步建立“带电体影响周围”的印象。
探究新知
【20分钟】 一、探究电荷的种类 (一)、阅读史料,认识电荷起源
1. 教师投影文字资料:
“公元1世纪,我国学者王充在《论衡》中写道:‘顿牟掇芥’,意为摩擦过的琥珀能吸引像草芥一类的轻小物体。”
2. 提问:“古人是如何发现这种现象的?他们知道这是‘电’吗?”
3. 补充说明:“直到16世纪,英国科学家吉尔伯特才首次提出‘electricity’这个词,用来描述琥珀摩擦后的性质。”
4. 进一步指出:“18世纪,美国科学家富兰克林通过雷电实验,证明雷电与摩擦电性质相同,并命名了正电荷和负电荷。”
5. 强调:“自然界的电荷只有两种,没有第三种。”
二、剖析摩擦起电原理 (一)、展示微观模型
1. 教师出示金属原子结构模型图,强调:
“原子由带正电的质子、不带电的中子和带负电的电子组成。通常情况下,正负电荷数量相等,整体呈电中性。”
2. 特别指出:“金属中存在大量自由电子,它们可以在原子间自由移动。”
3. 动画演示摩擦过程:
- 当丝绸摩擦玻璃棒时,玻璃棒表面的电子被丝绸带走。
- 结果:玻璃棒因失去电子而带正电;丝绸因获得电子而带负电。
4. 同理演示毛皮摩擦橡胶棒:
- 毛皮失去电子带正电,橡胶棒获得电子带负电。
5. 小结:“摩擦起电的本质是电子的转移,不是创造了电荷。”
三、理解感应起电机制 (一)、分步演示静电感应实验
1. 教师展示图9.1-3装置:一对用绝缘柱支撑的导体A和B,初始不带电,金属箔闭合。
2. 第一步:手持绝缘棒,将带正电的带电体C移近导体A端。
- 观察:A端金属箔开始张开,B端也张开,但方向相反。
- 提问:“为什么A端和B端都张开了?它们带的电荷一样吗?”
3. 第二步:手持绝缘柱,将导体A和B分开。
- 观察:A端金属箔仍张开,B端金属箔也张开。
- 提问:“此时A和B是否还带电?带什么电?”
4. 第三步:移开C,再让A和B接触。
- 观察:金属箔迅速闭合。
- 提问:“为什么接触后金属箔闭合了?”
5. 引导学生总结:
“当带电体靠近导体时,自由电子受到电场力作用而发生定向移动,使导体一端带负电,另一端带正电。这种现象叫静电感应。利用此过程使导体带电,称为感应起电。”
6. 强调:“无论摩擦还是感应,都没有创造新的电荷,只是电荷的重新分布。” 1. 阅读文本资料,了解电荷的历史发展。
2. 观察微观模型图,理解原子结构与自由电子的存在。
3. 分析摩擦前后玻璃棒与丝绸的电性变化,得出“电子转移”的结论。
4. 观察静电感应实验全过程,记录每一步的现象变化。
5. 小组讨论,尝试用自己的语言解释“静电感应”的过程。
6. 完成“电荷守恒”填空练习:电荷既不会______,也不会______,只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分。
巩固应用
【10分钟】 一、课堂练习,反馈评价 (一)、选择题诊断
1. 下列说法正确的是( )
A. 摩擦起电创造了新的电荷
B. 感应起电是电荷从导体的一端转移到另一端
C. 电荷量可以连续变化
D. 自然界只有两种电荷
答案:D
2. 用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近验电器金属球,验电器金属箔张开,则验电器( )
A. 带正电
B. 带负电
C. 不带电
D. 无法判断
答案:A
二、小组任务:制作简易验电器 (一)、分发材料包
1. 每组发放:玻璃瓶、铜丝、铝箔条、塑料盖、胶带、剪刀。
2. 明确任务:“请用这些材料制作一个验电器,并测试不同物体是否带电。”
3. 提供步骤指导:
- 将铜丝穿过塑料盖,弯成钩状。
- 将两片铝箔条剪成相同大小,分别挂在铜丝下端。
- 将整个装置固定在玻璃瓶口。
- 用毛皮摩擦橡胶棒,靠近验电器顶部,观察金属箔是否张开。
4. 巡视指导,提醒注意绝缘处理。
5. 鼓励各组展示成果,交流测试结果。 1. 独立完成选择题,自我检测知识掌握情况。
2. 小组合作,动手制作验电器,体验科学制作的乐趣。
3. 测试不同物体(如笔帽、书本、纸巾)是否带电,记录实验现象。
4. 交流实验心得,分享成功经验与失败教训。
总结提升
【5分钟】 一、回顾梳理,构建知识网络 (一)、师生共同归纳
1. 教师板书思维导图:
“电荷 → 两种电荷 → 摩擦起电(电子转移) → 感应起电(电荷重新分布) → 电荷守恒定律”
2. 提问:“今天我们学到了哪些核心观点?”
3. 学生回答:
- 电荷只有两种:正电荷和负电荷。
- 摩擦起电是电子转移的结果。
- 感应起电是自由电子定向移动造成的。
- 电荷总量保持不变。
4. 强调:“电荷守恒是自然界最根本的守恒定律之一。”
二、布置作业,延伸探究 (一)、书面作业
1. 课本P32练习与应用第1、2题。
2. 查阅资料,写一篇小短文:《静电在现代科技中的应用》(不少于200字)。
(二)、拓展任务
观察家中电器(如电视、冰箱)外壳是否有静电吸附灰尘的现象,拍照记录并分析原因。 1. 回顾本节课所学内容,参与知识梳理。
2. 完成课后作业,拓展视野。
3. 主动观察生活中的静电现象,培养科学探究习惯。
评价任务 电荷识别:☆☆☆
实验操作:☆☆☆
概念理解:☆☆☆
设计意图 本课时以“生活现象—科学史实—实验探究—模型建构”为主线,通过“头发竖立”“金属箔张开”等真实情境激发学生兴趣,利用“自制验电器”等动手活动增强实践体验。通过对比摩擦起电与感应起电,引导学生从“现象”走向“本质”,深刻理解“电子转移”是带电的根本原因。最后通过知识梳理与作业延伸,实现从“学会”到“会学”的转变,培养学生科学素养与社会责任感。第九章《 静电场及其应用》第3课时教案
学科 物理 年级册别 必修三 共4课时
教材 人教版高中物理必修三 授课类型 新授课 第3课时
教材分析
教材分析
本课时内容选自人教版高中物理必修三第九章第三节“电场 电场强度”,是整个静电场单元的核心与升华。教材以“为什么带电体之间能发生相互作用?”为根本问题,引出法拉第的“场”思想——电荷周围存在一种特殊物质——电场。通过引入“试探电荷”这一理想化模型,引导学生从电荷所受静电力出发,抽象出描述电场强弱和方向的新物理量——电场强度 。该定义式体现了“比值定义法”的核心思想,是物理学中建立新概念的重要方法。教学重点在于理解电场强度的矢量性、方向规定(与正电荷受力方向相同)以及点电荷电场强度公式 的推导与应用。教材还系统介绍了电场线的概念及其三大特性:从正电荷出发终止于负电荷、不相交、疏密表示强弱,并通过模拟实验展示其分布规律。本课时内容承上启下,既是库仑定律的深化,又是后续学习电势、电容等概念的基础,对构建完整的电磁学知识体系至关重要。
学情分析
高一学生已具备一定的数学运算能力,能处理比例关系和矢量合成,但对“场”这一抽象概念的理解仍处于初级阶段。部分学生可能将“电场”误解为“空气”或“介质”,难以接受“看不见摸不着却客观存在”的观点。此外,在处理电场强度的矢量叠加问题时,容易出现方向判断错误或计算混乱。针对这些难点,教学中应采用“生活情境—科学史实—实验演示—模型建构—类比推理”的教学路径:利用“头发竖立”“验电器张角”等现象创设情境;通过法拉第提出“力线”概念的历史背景激发兴趣;借助“试探电荷在电场中受力”实验,让学生直观感受电场的存在;再通过类比重力场,帮助学生建立“场”作为物质存在的认知框架。最后通过分步训练,逐步突破矢量叠加的难点。
课时教学目标
物理观念
1. 能说出电场是存在于电荷周围的一种特殊物质,是物质存在的一种形式,能够传递电荷间的相互作用。
2. 能理解电场强度 是反映电场本身性质的物理量,其大小由场源电荷和位置决定,与试探电荷无关。
科学思维
1. 能运用比值定义法,根据 的表达式,分析电场强度的单位(N/C)及其物理意义。
2. 能根据电场线的疏密判断电场强弱,根据电场线的方向确定电场强度的方向。
科学探究
1. 能设计并实施“用试探电荷测量电场强度”的实验,观察不同位置的受力情况,归纳电场强度的分布规律。
2. 能使用平行四边形定则或分解法,求解多个点电荷产生的合电场强度。
科学态度与社会责任
1. 能认识到电场理论的发展是人类认识自然的重要进步,体现科学家的智慧与勇气。
2. 愿意参与校园科技展览,介绍“电场线模拟实验”,传播科学知识,展现科学素养。
教学重点、难点
重点
1. 理解电场强度 的物理意义:它是由场源电荷决定的,与试探电荷 无关,是电场本身的属性。
2. 掌握点电荷电场强度公式 ,并能正确判断其方向(正电荷向外,负电荷向内)。
难点
1. 理解“电场强度与试探电荷无关”这一关键点:学生常误认为“电荷越大,电场越强”,需通过多组数据对比消除误区。
2. 正确进行电场强度的矢量叠加计算:当两个或多个电荷共同作用时,需准确判断每个分场强的方向,并运用平行四边形定则或坐标系分解法求合力。
教学方法与准备
教学方法
情境导入法、实验探究法、类比推理法、分层练习法
教具准备
多媒体课件、电场线模拟实验装置(蓖麻油+头发碎屑)、金属球壳、验电器、点电荷模型卡片、电子白板、弹簧测力计、绝缘细线、刻度尺、计算器
教学环节 教师活动 学生活动
复习导入
【5分钟】 一、温故知新,激活旧知 (一)、提问回顾
1. 上节课我们学习了库仑定律,请写出它的公式。
2. 公式中的 值是多少?单位是什么?
3. 库仑定律的适用条件有哪些?
4. 两个点电荷之间的力是沿着什么方向的?
5. 小结:“电荷之间的作用力是通过什么方式传递的呢?是直接接触还是远距离作用?”
二、情境设问,引发思考 (一)、播放视频:人体带电后头发竖立
1. 教师播放一段起电机使人体带电,头发竖立散开的视频。
2. 提问:“为什么人的头发会一根根竖起来?这说明了什么?”
3. 引导学生回答:“同种电荷相互排斥,导致每根头发都带同种电荷,于是彼此推开。”
4. 进一步追问:“如果我手里没有带电体,头发为什么会竖立?是谁在‘推动’它们?”
5. 引出新概念:“这种看不见的‘推动者’,就是我们今天要研究的——电场。” 1. 积极回答教师提问,巩固库仑定律知识。
2. 观看视频,思考“头发竖立”的原因。
3. 回答“同种电荷相斥”,初步感知电场的作用。
4. 思考“谁在推动头发”,产生对“电场”的好奇与探究欲望。
探究新知
【20分钟】 一、探究电场的本质 (一)、讲述科学史实
1. 教师展示法拉第画像,讲述其观点:“19世纪30年代,英国科学家法拉第提出,在电荷周围存在着一种由它产生的电场,电场是一种客观存在的物质。”
2. 强调:“电场虽然看不见摸不着,但可以通过它对其他电荷的作用来认识它。”
3. 举例说明:“电荷A对电荷B的作用力,就是电荷A的电场对电荷B的作用。”
二、建立电场强度概念 (一)、引入试探电荷
1. 教师出示一个很小的带电小球(电荷量为 ),说明:“为了研究某一点的电场,我们引入一个很小的电荷 ,它叫做试探电荷。”
2. 解释其特点:
- 电荷量足够小,不会影响原电场;
- 体积足够小,可以看作一个点。
3. 提问:“如果我把这个试探电荷放在电场中某点,它会受到什么力?”
4. 展示实验:将试探电荷放入电场,观察其受力方向。
5. 引导学生发现: 与 成正比,即 。
(二)、定义电场强度
1. 教师板书定义式:
2. 说明:电场强度 是一个矢量,其大小反映了电场的强弱,方向与正电荷在该点所受静电力的方向相同。
3. 强调:“ 只由场源电荷和位置决定,与试探电荷 无关!”
4. 举例验证:
- 若 ,受力 ,则 。
- 若 ,受力 ,则 。
5. 结论:“无论 多大, 的值不变,说明 是电场自身的属性。”
三、推导点电荷电场强度公式 (一)、结合库仑定律
1. 教师引导:“对于一个电荷量为 的点电荷,它在距离 处产生的电场强度是多少?”
2. 根据库仑定律,试探电荷 所受的力为:
3. 代入电场强度定义式:
4. 得出结论:
5. 说明方向:
- 若 , 方向沿半径向外;
- 若 , 方向沿半径向内。
四、认识电场线 (一)、展示模拟实验
1. 教师演示电场线模拟实验:
- 在玻璃容器中加入蓖麻油和头发碎屑。
- 加上电场后,碎屑按电场方向排列,形成清晰的电场线图案。
2. 展示正点电荷和负点电荷的电场线分布图。
3. 引导学生总结电场线特点:
- 从正电荷出发,终止于负电荷;
- 电场线不相交;
- 电场线越密,电场越强。
4. 特别指出:“电场线不是实际存在的线,而是为了形象描述电场而假想的。” 1. 听讲并记录法拉第的科学思想。
2. 理解“试探电荷”的作用与特点。
3. 分析实验数据,发现 恒定,得出 与 无关的结论。
4. 跟随教师推导,掌握点电荷电场强度公式的来源。
5. 观察模拟实验,理解电场线的分布规律。
6. 完成“电场线特征”填空练习:电场线从______出发,终止于______;电场线______相交;电场线越密,电场越______。
巩固应用
【10分钟】 一、例题解析,规范解题 (一)、讲解例题2:三个点电荷的静电力
1. 投影题目:
“真空中有三个带正电的点电荷,固定在边长为50 cm的等边三角形的三个顶点上,每个点电荷的电荷量都是 ,求它们各自所受的静电力。”
2. 教师画图分析:
- 任取一个点电荷(如 ),它受到另外两个点电荷 和 的斥力 和 。
- 两力大小相等,夹角为 。
3. 计算单个力:
4. 计算合力:
5. 指出方向:“沿垂直平分线向外”。
二、课堂练习,分层训练 (一)、基础题:直接套用公式
1. 一个点电荷 ,求在距离 处的电场强度大小。
答案:
(二)、提升题:方向判断
2. 如图,A带正电,B带负电。请画出P点的电场强度方向。
提示:分别计算A和B在P点产生的电场强度方向,再合成。
(三)、拓展题:匀强电场
3. 平行金属板间电场线为间距相等的平行线,这是什么类型的电场?
答案:匀强电场。 1. 认真听讲,跟随教师思路,理解例题的每一步计算。
2. 独立完成基础题,检查单位是否统一。
3. 在草稿纸上画出电场强度方向,小组互评。
4. 完成拓展题,理解匀强电场的特点。
总结提升
【5分钟】 一、归纳要点,构建框架 (一)、师生共建知识结构
1. 教师引导学生用思维导图梳理:
“电场 → 电场强度 → 点电荷 → 电场线(疏密表强弱,方向表方向)”
2. 强调:“电场强度是矢量,是电场本身的基本属性。”
二、布置作业,延伸探究 (一)、书面作业
1. 课本P45练习与应用第2、6题。
2. 设计一张“电场线分布图”海报,包含正点电荷、负点电荷、等量异种电荷、等量同种电荷四种情况。
(二)、实践任务
用手机拍摄一段“静电除尘器工作”的视频,尝试用所学知识解释其原理。 1. 回顾本节课核心内容,参与知识网络构建。
2. 记录作业要求,明确后续任务。
3. 主动寻找生活中的电场现象,培养科学观察习惯。
评价任务 公式记忆:☆☆☆
方向判断:☆☆☆
计算准确:☆☆☆
设计意图 本课时以“从现象到本质,从抽象到具象”为主线,通过“头发竖立”等真实情境激发兴趣,利用“电场线模拟实验”提供直观支持,借助“比值定义法”帮助学生深刻理解电场强度的内涵。通过阶梯式例题与练习,实现从“会算”到“会想”的转变。最后通过海报制作与视频拍摄,促进知识的迁移与创新,真正落实“从物理走向社会”的课程理念。