一位优秀的教师不打无准备之仗,会提前做好准备,作为教师就要早早地准备好适合的教案课件。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容,减轻教师们在教学时的教学压力。您知道教案应该要怎么下笔吗?下面是由小编为大家整理的“《电场电场强度和电场线》教学设计”,欢迎您阅读和收藏,并分享给身边的朋友!
《电场电场强度和电场线》教学设计
(两课时)
高二物理谷xx
【教学目标】
知识与技能:
1、知道电荷相互作用是通过电场发生的;
2、理解电场强度和电场线的概念。
3、用电场强度概念求点电荷产生电场的电场强度;
4、知道几种典型电场的电场线分布。
5、以电场线描述电场为例,渗透用场线描述矢量场的方法。
过程与方法:
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反映的是电场的强弱,即电场强度的概念;知道电场叠加的一般方法。
情感态度与价值观:
培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。
重点:电场强度的概念及其定义式
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
能力目标:
1、能运用已学过的知识来帮助理解,理解电荷作用靠电场传递。
2、通过实验及对实验结果的观察、分析,得出对有关现象的本质认识
教学方法:
1、复习导入新课,提出新课题;
2、设问激疑,通过引导,充分调动学生积极思考,体现学生主体地位;
3、类比释疑,由已知的相类似知识,通过类比、分析,使得抽象概念能够较顺利地建立;
4、实验分析,定性与定量相互结合,使具体现象直观表达抽象概念,并充分运用多媒体辅助,动画模拟扩大实验成效。
教具:
幻灯片,计算机,铜丝,塑料笔。
【教学过程】
一、复习提问:
师:上一节,我们认识了电现象中的电荷,包括点电荷,元电荷及电荷之间存在的相互作用。什么是点电荷?电荷相互作用有什么规律?哪位同学来帮我们回顾一下?
电荷之间有相互作用,我们把这个作用的电力叫库仑力或静电力。电荷之间的作用力是怎样发生的呢?今天我们就来研究这个问题。
二、新课学习:
踢足球时,脚要直接接触球(看图片),
实验演示:两个带电小球靠近,生答:带电小球受到原电荷的作用力。
电荷间的作用没有“接触”,难道电荷作用是“超距作用”?
生答:不接触
类比重力的产生,可总结出是场的作用,叫做电场。
1、电场:.
(1)任何带电体周围产生的一种特殊物质。电场看不见,又摸不着,怎样去认识它、研究它?
动手实验:利用手中的塑料笔使其摩擦带电,并让其靠近悬挂的铜丝。
现象:塑料笔吸引铜丝,铜丝偏角可达到60度。
(2)基本性质:电场能对处在其中的电荷有力的作用,
提示学生:电场分布强弱不同。进一步研究电场分布。
引入形成电场的场源电荷Q,又引入一个试探电荷q,q必须很小,可看成点电荷。而且q电量也少,不影响源电荷Q的电场。
大家观看演示,同一电荷q在源电荷Q附近,不同位置处,静止时受力有何特点?受力大小不等,那说明了什么?
电场不同位置,会有强弱不同。这使我们想到,如何表示一个电场不同位置的强弱呢?用什么表达更确切?刚才,试探电荷q在不同位置受力不同,那么是否电场力就可用来表示电场的强弱呢?为什么不能用电场力表示电场强弱?演示电场中同一点,放不同的试探电荷,
结果:同一位置不同电荷受力却不等。显然不能用试探电荷受的力的大小表示电场。是什么使其受力不等呢?显然,不是电场本身变化了,而是不影响电场的试探电荷。比值在电场中同一点是不变的。比值反映了什么呢?是电场的强弱分布。
2.电场强度:
(1)试探电荷:
(2)定义:物理学中把放入电场中某一点的检验电荷受到的电场力与它的电量的比值叫做这一点的电场强度。简称场强。
①定义式:(适用于任何电场)
②比值定义法:ρ=m/vv=s/t
提示分析ρ与m,v的关系,总结出:电场中某一点的场强与场源电荷的带电量有关,与场中的位置有关,而与检验电荷无关。
③物理意义:描述某点电场的强弱和方向,
④单位:牛/库(N/C)
⑤矢量性:我们规定电场中某点的场强方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同,那么负电荷所受电场力的方向与电场强度方向相反。(做图演示)
知道某点电场强度,有何用途呢?比如F=E·q说明了什么?已知E,马上可确定点电荷受力了。
下面我们一起来试试,利用电场强度定义及库仑定律,设法推导点电荷产生的电场中某点电场强度。
(3)真空中点电荷的电场强度:
(设场源电荷+Q,试探q,在r处,由库仑定律F=∵E=)
①表达式:E=
画图,该A处,正试探电荷q受力背离连线向外,(再举例-q的试探电荷)总结得出:
②方向:正点电荷在各点处电场强度方向都是背离场源电荷向外。么所有物体都是很紧密的物质,但事实不是这样)(负电荷给学生讨论总结出来。)
③大小与Q和r有关。
说明:公式E=kQ/r2中的Q是场源电荷的电量,r是场中某点到场源电荷的距离.从而使学生理解:空间某点的场强是由产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离决定的,与检验电荷无关.
提出问题:如果空间中有几个点电荷同时存在,此时各点的场强是怎样的呢?带领学生由检验电荷所受电场力具有的叠加性,分析出电场的叠加原理.
(4)电场强度的叠加原理:某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和.
先分析方法(P13-14)后举例:先在同一直线再不在同一直线。
例如:课本图1.3-3中P点的场强,等于+Q1在该点产生的场强E1和Q2在该点产生的场强E2的矢量和.从而使学生进一步理解到,任何带电体都可以看做是有许多点电荷组成的.利用点电荷场强的计算公式及叠加原理就可以计算出其周围各点场强.
当堂练习:
1.下列说法中正确的是:[ABC]
A.只要有电荷存在,电荷周围就一定存在着电场
B.电场是一种物质,它与其他物质一样,是不依赖我们的感觉而客观存在的东西
C.电荷间的相互作用是通过电场而产生的,电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用
2.下列说法中正确的是:[BC]
A.电场强度反映了电场的力的性质,因此场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比
B.电场中某点的场强等于F/q,但与检验电荷的受力大小及带电量无关
C.电场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向
D.公式E=F/q和E=kQ/r2对于任何静电场都是适用的
3.下列说法中正确的是:[ACD]
A.场强的定义式E=F/q中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是放入电场中的电荷的电量
B.场强的定义式E=F/q中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是产生电场的电荷的电量
C.在库仑定律的表达式F=kq1q2/r2中kq2/r2是电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小,此场对q1作用的电场力F=q1×kq2/r2,同样kq1/r2是电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强的大小,此场对q2作用的电场力F=q2×kq1/r2
D.无论定义式E=F/q中的q值(不为零)如何变化,在电场中的同一点,F与q的比值始终不变
3.电场线
电场线在每一点的切线方向表示该点的场强方向,电场线的疏密表示场强的大小。
(用计算机展示几种典型电场线的分布图,并介绍它们的特点)
问: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?
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。
问: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。
实验模拟以上几种典型的电场线。
归纳: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。
4匀强电场
如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同,这个电场就叫匀强电场。见课本图。
课堂小结:
1.电场的性质:电荷在其周围空间产生电场,电场对处在场中的其他电荷有力的作用。
2.“场”的特点:在空间有分布,同一电场中的不同点,电场强度的大小和方向不同。
3.电场强度的定义
4.点电荷的场强公式
5.叠加原理
【作业布置】P151.2.3
2.1电源和电流
学习目标
1.明确电源在直流电路中的作用,理解导线中的恒定电场的建立
2.知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流
3.从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。
学习重、难点
重点:理解电源的形成过程及电流的产生。
难点:电源作用的道理,区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。
学法指导
自主、合作、探究
学习过程
用案人自我创新
【自主学习】:
1.电源是能把电路中的从正极搬到负极的装置。
2.导线中的电场是由、等电路元件所积累的电荷在导线内共同形成的电场,导线内的电场保持和平行。
3.由分布的电荷所产生的稳定的电场,称为恒定电场。
4.把、都不随时间变化的电流称为恒定电流。
5.电流的程度用电流这个物理量表示;规定定向移动的方向为电流的方向;电流的单位是,符号是;公式为。
6.电流的分析与计算
(1)电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
(2)金属导体中电流的方向与自由电子的定向移动方向相反。
(3)电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反,但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的,此时【例题与习题】
例1如图验电器A带负电,验电器B不带电,用导体棒连接A、B的瞬间,下列叙述中错误的是()
A、有瞬时电流形成,方向由A到B
B、A、B两端的电势不相等
C、导体棒内的电场强度不等于零
D、导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向移动
例2在彩色电视机的显像管中,从电子枪射出的电子在加速电压U的作业下被加速,且形成的电流强度为I的平均电流,若打在荧光屏上的高速电子全部被荧光屏吸收。设电子的质量为m,电荷量为e,进入加速电场之前的速度不计,则在t秒内打在荧光屏上的电子数为多少?
8c的正、负电荷通过面积为0.8㎡的横截面AB,那么
⑴在图中标出正、负离子定向移动的方向;
⑵电解槽中的电流方向如何?
⑶4s内通过横截面AB的电量为多少?
⑷电解槽中的电流为多大?
练习:
一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S,导体单位长度内的自由电子数为n,金属内的自由电子的电荷量为e,自由电子做无规则热运动的速率为V0,导体中通过的电流为I,则下列说法中正确的有()
A.自由电子定向移动的速率为V0
B.自由电子定向移动的速率为V=I/nes
C.自由电子定向移动的速率为真空中的光速c
D.自由电子定向移动的速率为V=I/ne
达标检测
1.形成持续电流的条件是()
A.只要有电压加在物体的两端B.必须保持导体两端有电压
C.只在导体两端瞬时加电压D.只要有大量的自由电荷
2.在由电源、导线等电路元件所形成的电路中,以下说法正确的是()
A.导线中的电场强度处处为零B.导线中的电场强度方向跟导线方向平行
C.导线内各点的电势相等D.导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低
3.以下说法正确的是()
A.导体中的电流是正电荷的定向移动形成的
B.电荷定向移动的速率等于电流的传导速率
C.单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大
D.导体中越粗的地方单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大
4.某电解池,如果在1s内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0.1m2的某截面,那么通过这个截面的电流是()
A.0B.0.8AC.1.6AD.3.2A
5.有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积的导线有n个自由电子,电子的电荷量为q,此时电子的定向移动速率为u,在t时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为()
A.nuStB.nutC.It/qD.It/Sq
7.下列叙述正确的是()
A.导体中电荷运动就形成电流B.电流是矢量
C.导体中有电流通过时,导体内部场强不为零
D.只有自由电子的定向移动才能形成电流
8.示波管中,2s内有6×1013个电子通过横截面大小不知的电子枪,则示波管中电流大小为()
A.4.8×10-6AB.3×10-13AC.9.6×10-6AD.无法确定
9.我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道,电子电荷量e=1.6×10-19C,在整个环中运行的电子数目为5×1011,设电子的速度是3×107m/s,则环中的电流是:()
A.10mAB.1mAC.0.1mAD.0.01mA
10.如图所示,a、b两导体板组成一电容器,电容为C,带电荷量为q,然后用一根虚线所示的导线连接,以下说法中正确的是()
A.导线中有恒定的电流
B.导线中有短时间的电流
C.通过导线的电荷量为q
D.通过导线的电荷量为2q
11.如图所示,在电解槽中,如果在5s内共有2C正离子和2C负离子通过面积为S=0.1m2的某横截面,那么5s内通过该横截面积的电荷量为,通过该横截面积的电流为.
12..电子绕核运动可等效为一环形电流,设氢原子中的电子以速率v在半径为r的轨道上运动,用e表示电子的电荷量,则其等效电流为多少?
一名优秀的教师在每次教学前有自己的事先计划,作为高中教师就要早早地准备好适合的教案课件。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来,帮助高中教师能够更轻松的上课教学。怎么才能让高中教案写的更加全面呢?小编为此仔细地整理了以下内容《高三物理教案:《电场强度和电场力》教学设计》,希望能对您有所帮助,请收藏。
一、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.
(2)基本性质:——电场具有力和能的特征。
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.
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.
二、电场强度(E):
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。
公式:E=F/q (适用于所有电场)
单位:N/C
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.
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.
+Q
P
r
三、点电荷周围的电场、电场强度的叠加
(1)点电荷周围的电场
①大小:E=kQ/r2 (只适用于真空中点电荷的电场)
②方向:如果是正电荷,E的方向就是沿着QP的连线并背离Q;如果是负电荷:E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q.
(2)电场强度的叠加原理:某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和.
可以证明:在一个半径为R的均匀球体(或球壳)在外部产生的电场,与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同,即:球外各点的电场强度为E=kQ/r2
四、电场线
(1)电场线:电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度的方向。
(2)电场线的基本性质
①电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向.
②电场线的疏密反映电场强度的大小(疏弱密强).
③静电场中电场线始于正电荷或无穷远,止于负电荷或无穷远,它不封闭,也不在无电荷处中断。
④任意两条电场线不会在无电荷处相交(包括相切)
各种点电荷电场线的分布情况。
五、匀强电场
(1)定义:电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场.
(2)匀强电场的电场线:是一组疏密程度相同(等间距)的平行直线.例如,两等大、正对且带等量异种电荷的平行金属板间的电场中,除边缘附近外,就是匀强电场.常见电场的电场线
一名优秀的教师就要对每一课堂负责,教师要准备好教案,这是教师工作中的一部分。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动,使教师有一个简单易懂的教学思路。你知道怎么写具体的教案内容吗?以下是小编收集整理的“高考物理电场和磁场2”,相信您能找到对自己有用的内容。
电场和磁场
电场、磁场问题一直是历届高考关注和考查的重点和热点,其中场对物质的作用更是力、电综合的命题的核心内容,从近两年全国高考试卷中有涉及两"场"试题有考查关于场的性质,有考查了场对物质的作用,特别是带电粒子在"场"中的运动,有考查综合问题,由此可见,场对物质的作用是100%命题热点.解析试题可以完全按力学方法,从产生加速度和做功两个主要方面来展开思路,只是在粒子所受的各种机械力之外加上电场力罢了.
1、力和运动的关系:根据带电粒子所受的力,运用牛顿第二定律并结合运动学规律求解.
2、功能关系:根据场力及其它外力对带电粒子做功引起的能量变化或全过程中的功能关系,从而可确定带电粒子的运动情况,这条线索不但适用于均匀场,也适用于非均匀场.因此要熟悉各种力做功的特点.
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