1.1电场 教案 (3)

1.1电场 教案
一、教学目标
1．知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态。
2．理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的。【版权所有：21教育】
二、重点
电场强度的概念及其定义式。
三、难点
对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算。
四、教法及教具
通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q反映的电场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。21教育名师原创作品
五、教学内容
（一）引入新课
问题引入：电荷间的相互作用力是怎样产生的？
（二）新课教学
1、电场：
(1)电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质——电场发生的，电荷的周围都存在电场.
特殊性：不同于生活中常见的物质，看不见，摸不着，无法称量，可以叠加.
物质性：是客观存在的，具有物质的基本属性——质量和能量.
(2)基本性质：主要表现在以下几方面
①引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用，且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样.www-2-1-cnjy-com
②电场能使引入其中的导体产生静电感应现象.
③当带电体在电场中移动时，电场力将对带电体做功，这表示电场具有能量.
可见，电场具有力和能的特征
提出问题：同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小一般不同，这是什么因素造成的？引出电场强度的概念：因为电场具有方向性以及各点强弱不同，所以靠成同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小不同，我们用电场强度来表示电场的强弱和方向．21世纪教育网版权所有
2、电场强度(E)：
由图1.2-1可知带电金属球周围存在电场。且从小球受力情况可知，电场的强弱与小球带电和位置有关。引出试探电荷和场源电荷----2-1-c-n-j-y
(1)关于试探电荷和场源电荷-(详见P12)
注意：检验电荷是一种理想化模型，它是电量很小的点电荷，将其放入电场后对原电场强度无影响
指出：虽然可用同一电荷q在电场中各点所受电场力F的大小来比较各点的电场强弱，但是电场力F的大小还和电荷q的电量有关，所以不能直接用电场力的大小表示电场的强弱．实验表明：在电场中的同一点，电场力F与电荷电量q成正比，比值F/q由电荷q在电场中的位置所决定，跟电荷电量无关，是反映电场性质的物理量，所以我们用这个比值F/q来表示电场的强弱．21·cn·jy·com
(2)电场强度
①定义：电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强．用E表示。2·1·c·n·j·y
公式(大小)：E=F/q (适用于所有电场)
单位： N/C 意义P13
提出问题：电场强度是矢量，怎样表示电场的方向呢？
②方向性：物理学中规定，电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同．
指出：负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点的场强方向相反．
带领学生讨论真空中点电荷周围的电场，说明研究方法：将检验电荷放入点电荷周围的电场中某点，判断其所受的电场力的大小和方向，从而得出该点场强．．
◎唯一性和固定性
电场中某一点处的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放入该点电荷q无关，它决定于电场的源电荷及空间位置，电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷无关.
（三）师生总结
带领学生总结出真空中点电荷周围电场的大小和方向．在此过程中注意引导学生总结公式E=F/q和E=kQ/r2的区别及联系．21*cnjy*com
电场强度、电势、电势差、电势能的比较
电场强度
电势
电势差
电势能
意义
描述电场的力的性质
描述电场的能的性质
描述电场的做功的本领
描述电荷在电场中的能量，电荷做功的本领
定义
矢标性
矢量：方向为放在电场中的正电荷的受力方向
标量，有正负，正负只表示大小
标量，有正负，正负只表示电势的高低
正电荷在正电势位置有正电势能，简化为：正正得正，正负的负，负负的正
决定因 素
场强由本身决定，与试探电荷无关
场强由本身决定，与试探电荷无关，其大小与参考点的选取有关，有相对性
由电场本身的两点间差异决定，与试探电荷无关，与参考点的选取无关
由电荷量与该点电势二者决定，与参考点选取有关
关系
场强为零的地方电势不一定为零
电势为零的地方场强不一定为零
零场强区域两点间电势一定为零，电势差为零的区域场强不一定为零
场强为零，电势能不一定为零，电势为零，电势能一定为零
联
系
匀强电场中（d为AB间沿场强方向上的距离）；电势沿着场强方向降低最快；
题型方法
探究一 对描述电场的能的性质的概念的理解
【例1】如图28－1所示，AB是真空中点电荷形成的一条电场线，一个带正电的粒子在只受电场力的作用时，以速度vA 经过A 点沿直线向 B 点运动，一段时间后，该粒子以相反的速度vB经过 B 点，则下列判断正确的是(　　) 21教育网
A．A点的电势一定低于B点的电势
B．A点的场强一定大于B点的场强
C．该带电粒子在A点的电势能一定小于它在B点的电势能
D．该带电粒子在A点的动能与电势能之和大于它在B点的动能与电势能之和
如图6－2－1为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点．在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J，电场力做的功为1.5 J．则下列说法正确的是(　　)21cnjy.com
A．粒子带负电
B．粒子在A点的电势能比在B点少1.5 J
C．粒子在A点的动能比在B点少0.5 J
D．粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J
探究二 电场强度与电势差
　　例2】如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上．以下判断不正确的是(　　)【来源：21·世纪·教育·网】
A．b点场强大于d点场强
B．b点场强小于d点场强
C．a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差
D．试探电荷＋q在a点的电势能大于在c点的电势能
二、求匀强电场中的电场强度的大小和方向
例2　如图44-5所示，A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC=60°，BC＝20 cm.把一个电荷量q=1×10-5 C的正电荷从A移到B，静电力做功为零；从B移到C，静电力做功为-1.73×10－3 J.则该匀强电场的场强大小和方向是(　)21·世纪*教育网
　　A.865 V/m，垂直AC向左
　　B.865 V/m，垂直AC向右
　　C.1000 V/m，垂直AB斜向上
　　D.1000 V/m，垂直AB斜向下
探究三 带电粒子的运动轨迹
1.等势面与带电粒子的运动轨迹
【例3】图6－2－3中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线．两粒子M、N质量相等，所带电荷量的绝对值也相等．现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示．点a、b、c为实线与虚线的交点．已知O点电势高于c点．若不计重力，则(　　)www.21-cn-jy.com
A．M带负电荷，N带正电荷
B．N在a点的速度大于M在c点的速度
C．N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功
D．M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零
2.与带电粒子轨道有关的问题
例1　如图44-4甲所示，实线是一族未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点.若带电粒子在运动过程中只受电场力作用，根据此图可以判断的是(　)【来源：21cnj*y.co*m】
A.带电粒子所带电荷的符号
B.带电粒子在a、b两点的受力方向
C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大
D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大
　某同学研究电子在电场中的运动时，电子仅受电场力作用，得到了电子由a点运动到b点的轨迹(虚线所示)，图中一组平行实线可能是电场线，也可能是等势面，则下列说法正确的是(　　)【出处：21教育名师】
A．不论图中实线是电场线还是等势面，a点的场强都比b点小
B．不论图中实线是电场线还是等势面，a点的电势都比b点低
C．如果图中实线是电场线，电子在a点电势能大
D．如果图中实线是等势面，电子在b点电势能