电场及其描述

第3节　电场及其描述 （2课时）
教学目标
知识与技能
1、了解电场,了解场是一种物质.场和实物是物质存在的不同形式.电场存在于电
荷周围,电荷通过电场这种物质间接对另一电荷施加静电力的作用.
2、理解电场强度,会计算电场强度.理解其矢量性与叠加性,但不要求作复杂的叠
加运算.
知道电场线的物理意义.会用电场线描述电场的强弱和方向,了解点电荷电场
和匀强电场等几种电场线的分布特征.
过程与方法
1、知道场的概念的提出与建立的过程.理解通过电场对电荷的作用来检验电场的方法
2、通过电场强度的概念建立过程进一步巩固比值定义法.
3、通过电场线的学习知道用虚拟的图线描述抽象的物理概念是概念具体化形象
化的一种手段
情感态度价值观：
1、通过对电场和磁场的学习加深对世界物质性和物质多样性的认识.
2、通过对电和磁非接触力的认识形成科学世界观.
教学重点：
理解电场强度,会计算电场强度.理解其矢量性与叠加性,但不要求作复杂的叠
加运算.知道电场线的物理意义.会用电场线描述电场的强弱和方向,了解点电荷电场和匀强电场等几种电场线的分布特征
教学难点：
了解电场,了解场是一种物质.场和实物是物质存在的不同形式.电场存在于电
荷周围,电荷通过电场这种物质间接对另一电荷施加静电力的作用
教学过程:
新课导入
师：弹力和摩擦力都需要直接接触．而重力（万有引力）则和电荷之间的作用力与
磁体之间的作用力一样，都可以不通过接触产生．这种作用力是怎么从一个物体到另一个物体的呢？这在历史上有过长期的争论：一种观点认为这种作用力是超距作用，从一个物体到另一个物体是直接的不需要介质也不需要时间，这种方式可以表示为：
电荷电荷；
另一种观点以在19世纪30年代法拉第为代表，认为这些力是通过一种叫＂场＂的媒介传递的．带电体或磁体周围产生了一种由电或磁产生的物质，法拉第把它们称为电场和磁场，（地球周围则形成引力场），场则对放入其中的某些物体（如电场对放入场中的电荷）产生作用力．这种作用方式可以表示为：电荷电场电荷；
一、电场及其电场力
教师提问：如何判断超距作用和场这两种观点谁正确？
（学生讨论）如果超距作用是正确的，则这种电荷间的作用力与中间介质无关，
且不需要时间．
教师指出：场已被证明是一种客观存在的物质形态，电视台和无线电广播电台
就是靠激发电磁场的方式发送各种节目信号的。虽然电磁场“看不见”“摸不着”，但是我们却可以在远离发射塔的地方，用电视机和收音机接受到它们发送的节目信号，这就是电磁场客观存在的很好例证。本节课我们就来学习描述电场的重要概念。
1、电场：电荷存在的一种特殊物质，电荷间的相互作用通过电场产生。
2、电场力：电荷在电场中所受的力叫做电场力。
电场对放入其中的带电体能产生电场力，这是电场的基本性质之一。所以我们
可以选择一个带电量很小、线度也很小的试探电荷q，分别放入带电体Q所产生的电场中的不同位置，观察检验电荷q受到的电场力有何特点。
二、电场强度
在电场中同一点，比值F／q是一个与检验电荷和电场力无关的量，而在电场中不同点，比值一般不同，因而比值反映电场的性质。所以我们可以用它来描述电场，并把它定义为电场强度。
1、定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力与它电量的比值，叫这一点的电场强度，简称场强。符号：E
2、定义公式：；公式表明电场中某点的场强在数值上等于单位电荷在
该点受到的电场力。其中F为试探电荷q在场中某点受到的电场力，E为该点场强。注意，电场E不是电荷q产生的，所以E的大小与q无关。因此不能说E与q成反比，与F成正比。
3、单位：N／C
规定电场中某点场强的方向为正电荷在该点受到的电场力的方向。所以场强
是矢量。
一般电场中不同点，场强的大小及方向不同，场强大的地方，电场强，场强小的地方，电场弱，通常我们也把场强的大小和方向叫做电场的强弱和方向。
由于我们是从一般电场出发引入场强的定义的，所以适用于一切电场。
三、点电荷的电场与匀强电场
引导学生有电场力的定义式推知：
1、点电荷在真空中场强公式：
适用于点电荷在真空中的电场，不是决定式；而适用各种电场，是定义式。
2、在电场的某一区域里,如果各点场强大小和方向都相同,这个区域的电场叫匀强电场。
师：电场强度概念能定量描述各点电场的性质。但电场中各点场强的大小和方向的分布是非常复杂的，我们如何方便而又形象地了解电场中各点场强的分布情况呢？
四、电场线
电场线是描述电场强度分布的一族曲线.描述方法:用曲线的疏密描述电
场的强弱,用曲线某点的切线方向表示该点场强方向.
实验观察（课件归纳）各种电场的电场线：实验模拟几种典型的电场线。
问1：任意两条电场线都不会相交，这是为什么？
教师归纳：如果相交，则交点就会有两个切线方向，而同一点场强的大小和方向是唯一的。问2：根据我们所看到的几种电场线，谁能归纳一下电场线的方向有什么特点？
从图9中可看出,E1为+Q在A处的场强,E2为－Q在A处的场强,E为E1与E2的合场强,正好为电场线在A的切线。两个点电荷形成的电场中,每条电场线上每个点符合上述的关系。
教师归纳：电场线总是从正电荷出发，终止于负电荷或无穷远，如果只有负电荷，则电场线来自无穷远，终止于负电荷。它是不闭合的曲线.
大家要特别注意一个问题：我们虽然可以用实验模拟电场线的分布，但是，电场线并不是电场中真实存在的曲线，它只是我们为了形象地描述电场而引入的。大家知道，法拉第首先提出了电场，并用电场线形象地描述电场的分布，这在物理学中是非常重要的。虽然法拉第当时认为电场线是真实的曲线，这是不对的，但是，法拉第的场线思想却是非常宝贵的。用场线来形象地描绘矢量场的分布这种方法一直被普遍地采用着。
总结：电场线具有以下特点：
1、在静电场中,电场线从正电荷起,终于负电荷,
2、电场线不能相交,否则一点将有两个场强方向.
3、电场线不是电场里实际存在的线,是为使电场形象化的假想线.
作业：P20第2、6题