1.3 电场与电场强度 课时教案（表格式）2025--2026年鲁科版高中物理必修第三册

1.3《电场与电场强度》课时教案
学科 物理 年级册别 高二上册 共1课时
教材 鲁科版高中物理必修第一册 授课类型 新授课 第1课时
教材分析
教材分析
本节内容位于鲁科版高中物理必修第一册第一章第三节，是静电场知识体系的奠基性内容。教材通过类比重力场引入电场概念，强调“场”作为一种特殊物质存在的客观性，并借助试探电荷定义电场强度，体现从现象到本质、从定性到定量的科学建构过程。内容承前启后，既是对库仑定律的应用深化，又为后续学习电势、电容等概念提供基础，在整个电磁学模块中具有核心地位。
学情分析
高二学生已具备一定的抽象思维能力，掌握了库仑定律和力的合成等知识，但对“场”这种非实体、不可见的物理模型仍存在认知障碍。生活中缺乏对电场的直观体验，容易将电场误解为仅存在于电荷之间的“作用线”。此外，学生在矢量分析、极限思想（试探电荷理想化）等方面尚不熟练。因此，教学需借助类比、可视化手段和探究活动，帮助学生突破“超距作用”的直觉束缚，建立科学的场观念。
课时教学目标
物理观念
1. 理解电场的基本概念，知道电场是存在于电荷周围的一种特殊物质，能够传递电场力的作用。
2. 掌握电场强度的定义式E=F/q，理解其矢量性，能运用公式进行简单计算并判断方向。
科学思维
1. 通过类比重力场建立电场概念，体会模型建构与类比推理的科学方法。
2. 经历“试探电荷法”定义电场强度的过程，理解理想化模型与极限思想在物理定义中的应用。
科学探究
1. 能设计简易实验方案验证电场的存在及其方向特征。
2. 在小组合作中完成电场线模拟实验，归纳不同电荷分布的电场线特点。
科学态度与责任
1. 认识到“场”概念的提出是人类对自然认识的一次飞跃，体会物理学发展的历史逻辑。
2. 增强用物理视角观察生活的意识，如理解避雷针、静电屏蔽等生活现象背后的原理。
教学重点、难点
重点
1. 电场的概念及其物质性理解。
2. 电场强度的定义、公式E=F/q及方向判定。
难点
1. 理解电场是一种客观存在的特殊物质，而非仅仅数学工具。
2. 领会“试探电荷”必须满足“电量小、体积小”的理想化条件及其物理意义。
教学方法与准备
教学方法
情境探究法、合作探究法、讲授法
教具准备
静电演示仪、验电器、毛皮、橡胶棒、玻璃棒、丝绸、多媒体课件、电场线模拟实验套件
教学环节 教师活动 学生活动
创设情境，引出问题
【5分钟】 一、重现“隔空发力”现象，激发认知冲突。 （一）、演示静电吸引实验：
教师手持用毛皮摩擦过的橡胶棒，缓缓靠近悬挂的轻质小球（或碎纸屑），观察小球被吸引并接触后又被排斥的现象。随后更换为用丝绸摩擦过的玻璃棒重复实验，引导学生注意现象的相似性与差异性。
提问：“两个物体并未直接接触，却发生了相互作用——吸引或排斥。这种‘隔空发力’是如何实现的？难道真如古人所想，是某种神秘‘以太’在传递力吗？”
（二）、引入历史背景与哲学思辨：
讲述牛顿万有引力定律提出后，“超距作用”引发的争议：爱因斯坦曾言“上帝不掷骰子”，而法拉第则质疑“若太阳突然消失，地球是否瞬间脱离轨道？”他坚信自然界的作用应通过某种“介质”传递。正是基于这样的思考，法拉第提出了“场”的概念——电荷在其周围空间激发电场，其他电荷受到的是该处电场的作用，而非源电荷的直接作用。
过渡语：“时代的一粒电荷，激起的不是涟漪，而是整个空间的响应。今天，我们就来揭开这看不见的‘电场’的神秘面纱。” 1. 观察实验现象，描述所见。
2. 思考并讨论“隔空作用”的可能机制。
3. 初步感知“场”作为媒介的思想。
4. 激发探究电场本质的兴趣。
评价任务 现象描述准确：☆☆☆
提出合理猜想：☆☆☆
参与讨论积极：☆☆☆
设计意图 通过直观实验制造认知冲突，打破“接触才有力”的日常经验；结合科学史实，展现“场”概念诞生的思想历程，提升课堂人文深度，引导学生从哲学层面思考物理本质。
建构概念，层层递进
【15分钟】 一、类比重力场，建立电场概念。 （一）、回顾重力场模型：
教师在黑板上画出地球，并在其周围画出指向地心的箭头群，标注“g=9.8N/kg”。提问：“我们说地球周围存在重力场，质量为m的物体放入其中会受到F=mg的力。这个‘g’是否存在依赖于是否有物体放入？”
引导学生理解：重力场由地球产生，即使没有物体放入，空间中每一点都有确定的g值，它是空间属性的体现。
（二）、迁移构建电场模型：
类比上述思路，教师画出一个正电荷+Q，在其周围画出向外辐射的箭头。“既然质量激发重力场，那么电荷也应在其周围激发电场。当另一个电荷q放入此空间某点时，它受到的库仑力F，本质上是该点电场对它的作用。”
强调：“电场是客观存在的特殊物质，虽看不见摸不着，但可通过它对电荷的作用来感知——正如风虽无形，却可借树叶摇动知其存在。”
二、定义电场强度，突出理想化方法。 （一）、提出核心问题：
“如何定量描述电场中某点的强弱与方向？”
引导学生思考：若用F表示电场力，则F不仅与电场本身有关，还与试探电荷q的电量大小有关。因此F不能单独反映电场性质。
（二）、引导学生发现比例关系：
假设在电场中某点依次放入电量为q 、q …的试探电荷，测得受力分别为F 、F …。请学生分析数据规律（可预设一组数值）。
当q =1×10 C时，F =2×10 N；q =2×10 C时，F =4×10 N……学生易发现F/q为定值（2×10 N/C）。
由此引出定义：电场中某点的电场强度E等于试探电荷所受电场力F与其电荷量q的比值，即E=F/q。
（三）、深入剖析定义内涵：
强调E是描述电场本身的物理量，与试探电荷q无关，只由场源电荷及空间位置决定。解释为何要求试探电荷“电量足够小”：避免其自身电场显著改变原电场分布；“体积足够小”：确保测量的是空间某一点的场强。
类比：测量水温不能用一块大铁块去搅动整池水，而要用细小温度计。 1. 回忆重力场概念，参与类比迁移。
2. 理解电场是电荷周围客观存在的物质。
3. 分析实验数据，发现F/q为常数。
4. 理解E=F/q的物理意义及试探电荷的理想化条件。
评价任务 类比迁移正确：☆☆☆
数据分析准确：☆☆☆
理解定义本质：☆☆☆
设计意图 通过重力场这一学生熟悉的概念进行类比，降低“场”的抽象性；利用数据探究引导学生自主发现规律，经历科学定义的形成过程；强调理想化模型的意义，培养学生严谨的科学思维习惯。
实验探究，深化理解
【12分钟】 一、分组实验：描绘典型电场的电场线分布。 （一）、明确任务与分工：
将学生分为若干小组，每组发放电场线模拟实验装置（导电纸、电极、直流电源、探针、电压表）。任务：分别连接单个正电荷、单个负电荷、等量异种电荷、等量同种电荷四种配置，测量等势点并描绘电场线。
教师巡视指导，提醒安全操作规程：使用低压直流电源，禁止触摸裸露电极。
（二）、示范关键步骤：
以“等量异种电荷”为例，教师在投影下演示：固定两电极间距，调节电源输出3V电压。用探针在导电纸上寻找与某一基准点电势相等的点，每找到一点标记坐标，连接成等势线。再根据“电场线垂直于等势面”原则，绘制电场线。
提示学生观察电场线疏密变化、起止位置、是否相交等特征。
二、成果展示与规律归纳。 （一）、组织小组汇报：
邀请两组代表上台展示所绘电场线图样，并描述观察到的特点。例如：“我们发现正电荷的电场线从正极出发指向无穷远或负电荷，负电荷的电场线则汇聚于其上。”“等量异种电荷间电场线密集，说明场强大。”
（二）、教师总结电场线特性：
1. 电场线起于正电荷（或无穷远），止于负电荷（或无穷远）；
2. 任意两条电场线不相交（否则交点处场强方向不唯一）；
3. 电场线疏密程度反映场强大小；
4. 电场线上某点切线方向即为该点场强方向。
强调：“电场线不是真实存在的线，而是人为引入的形象化工具，用于‘看见’电场。” 1. 小组合作完成电场线模拟实验。
2. 测量等势点，绘制电场线。
3. 观察并记录电场线分布特征。
4. 参与汇报交流，归纳共同规律。
评价任务 操作规范安全：☆☆☆
数据记录完整：☆☆☆
规律总结正确：☆☆☆
设计意图 通过动手实验将抽象电场可视化，增强感性认识；在探究过程中培养团队协作与实践能力；通过归纳总结提升信息整合与表达能力，深化对电场强度空间分布的理解。
典例精析，巩固应用
【8分钟】 一、解析典型例题，规范解题思路。 （一）、出示例题1：
真空中有一电荷量为Q=+3.0×10 C的点电荷，在距离它r=0.3m的A点放置一试探电荷q=+2.0×10 C，求：
（1）试探电荷所受电场力大小；
（2）A点的电场强度大小和方向。
引导学生先用库仑定律计算F=kQq/r =(9×10 )×(3×10 )×(2×10 )/(0.3) =6×10 N，方向沿连线远离Q。
再用E=F/q=6×10 /(2×10 )=3×10 N/C，方向与F相同。
强调：也可直接用点电荷场强公式E=kQ/r 计算，结果一致。
（二）、出示例题2：
若将试探电荷换成q'=-1.0×10 C，问A点场强如何变化？
引导学生明确：E由场源Q和位置决定，与试探电荷无关，故E仍为3×10 N/C，方向不变。但其所受电场力F'=q'E=(-1×10 )×(3×10 )=-3×10 N，负号表示方向指向Q。
对比说明：F随q变，E不变，凸显E的“场属性”。 1. 独立计算例题中的电场力。
2. 运用E=F/q计算场强。
3. 理解场强与试探电荷无关。
4. 区分电场力与电场强度的关系。
评价任务 公式运用正确：☆☆☆
方向判断准确：☆☆☆
概念区分清晰：☆☆☆
设计意图 通过阶梯式例题训练，巩固电场强度计算技能；强化E与F的区别与联系；培养学生规范解题习惯和逻辑推理能力。
升华总结，拓展视野
【5分钟】 一、结构化梳理知识脉络。 （一）、师生共同回顾：
教师引导学生梳理本节课主线：从“隔空作用”之谜出发 → 引入“电场”作为物质媒介 → 类比重力场建立模型 → 用“试探电荷法”定义E=F/q → 实验描绘电场线 → 应用于实际计算。
板书同步呈现关键词：电荷→激发电场→电场强度E→矢量→电场线。
二、激励性结语与未来展望。 （一）、情感升华：
“同学们，今天我们所学的‘电场’，不仅是高考考点，更是人类智慧对自然奥秘的一次深刻洞察。麦克斯韦曾说：‘我看到的不是电与磁，而是充满张力的场在舞蹈。’ 正是这些看不见的场，编织了现代通信、电力传输的神经网络。”
（二）、联系生活与科技：
“当你使用手机时，电磁场在空气中穿梭；当你走进医院做MRI检查，超强磁场在为你透视身体。理解电场，就是理解这个电气化世界运行的底层语言。”
（三）、埋下伏笔：
“电场不仅有力的属性，还有能量的属性——下节课我们将探索‘电势’，看看如何用电压来衡量电场的能量特征。愿你们保持好奇，继续追问：这无形的场，还能告诉我们什么？” 1. 跟随教师回顾知识主线。
2. 理解电场的科学价值与现实意义。
3. 感受物理学的魅力与美感。
4. 期待后续课程的学习。
评价任务 知识脉络清晰：☆☆☆
情感共鸣强烈：☆☆☆
学习兴趣浓厚：☆☆☆
设计意图 通过结构化总结帮助学生构建知识网络；引用科学家名言提升课堂格调；联系现代科技激发民族自豪感与学习动力；设置悬念激发持续探究欲望。
作业设计
一、基础巩固
1. 下列关于电场强度的说法中，正确的是（ ）
A. 由E=F/q可知，电场强度E与试探电荷所受电场力F成正比
B. 由E=F/q可知，电场强度E与试探电荷的电荷量q成反比
C. 电场强度E的方向一定与正试探电荷所受电场力方向相同
D. 公式E=F/q适用于任何电场
2. 在真空中有一点电荷Q=+5.0×10 C，求距离它0.5m处的电场强度大小。（k=9×10 N·m /C ）
二、能力提升
3. 如图所示，A、B为两个等量异种点电荷，O为AB连线中点。请判断下列说法是否正确，并说明理由：
（1）O点场强为零；
（2）在AB连线上，从A到B场强先减小后增大；
（3）过O点垂直AB的直线上各点场强方向均相同。
三、实践拓展
4. 查阅资料，简述“法拉第笼”是如何利用电场屏蔽原理保护内部人员或设备的？请结合电场线分布加以解释。
【答案解析】
一、基础巩固
1. C、D 解析：E由电场本身决定，与F、q无关，故A、B错；E方向规定为正电荷受力方向，C对；E=F/q是普遍定义式，D对。
2. 解：E = kQ/r = (9×10 ) × (5×10 ) / (0.5) = 1.8×10 N/C
二、能力提升
3. （1）错误。等量异种电荷中垂线上O点场强不为零，方向由正电荷指向负电荷。
（2）正确。靠近电荷处场强大，中间区域叠加后较小。
（3）正确。中垂线上各点场强方向均平行于AB连线，由正电荷指向负电荷。
板书设计
电场与电场强度
——看不见的力之网
[左侧] 问题驱动：
隔空作用如何实现？
超距 vs 场传递？
[中部] 核心概念：
电荷 +Q → 激发电场 → E=F/q（定义式）
矢量性：方向 = 正电荷受力方向
单位：N/C 或 V/m
[右侧] 形象化工具：
电场线特点：
① 起于+，止于-
② 不相交
③ 疏密表强弱
④ 切线表方向
[底部] 科学方法：
类比法（重力场）
理想模型（试探电荷）
实验模拟（电场线）
教学反思
成功之处
1. 以“静电吸引”实验开篇，有效激发学生好奇心，营造探究氛围；结合法拉第科学史实，提升了课堂的思想深度。
2. 采用“类比重力场”策略，成功将抽象的“电场”概念具象化，多数学生能理解其物质性。
3. 分组实验环节学生参与度高，通过亲手描绘电场线，切实建立了对电场空间分布的直观认识。
不足之处
1. 部分学生在计算电场强度方向时仍易混淆矢量方向与电荷正负关系，需加强针对性训练。
2. 实验时间略显紧张，个别小组未能完成全部四种电荷配置的测量，下次可提前录制演示视频作为补充。
3. 对“场是物质”的哲学内涵挖掘还可更深，可引入更多现代物理观点如量子场论作简要延伸。