高二物理认识场电选修.doc

高二物理选修1-1 认识电场 一、教学目标 1．知识目标： （1）通过对电场概念的学习，使学生明确场的特点，描写场的方法，并能在头脑中建立起场的模型和图象。 （2）理解场电荷、检验电荷的概念，理解和掌握电场强度的概念。 （3）掌握点电荷的电场强度公式。 （4）理解和掌握电场的叠加原理，会计算简单的点电荷组产生的电场。 2．能力目标： 用比值定义物理量、类比方法的重要研究方法的介绍，培养学生的科学研究能力。 3．物理方法教育目标： （1）树立“场”在空间上有分布的观念，并培养学生的空间想象力。 （2）通过“检验电荷”的概念，使学生明确物理测量的有效性的观念。 （3）对点电荷场强公式的分析，使学生明确理想模型建立的条件。 二、教学重点、难点 1．“场”是物理学中的重要概念，“场”的概念比较抽象，在中学物理中，本章又是初次较深入地研究“场”，所以“场”概念的引入，“场”观念的建立，既是本节的重点也是本节的难点。 2．电场强度的概念、场的叠加原理也是本节的重点。 三、教学方法： 计算机辅助教学 四、教 具： 计算机、投影仪、大屏幕、自制CAI课件 五、教学过程： （一）复习提问 两个点电荷电量分别为+4Q、-Q，固定在相距为L的两点，在何处放一个什么样的第三点电荷可使第三点电荷保持静止？ 在两点电连线延长线上，-Q的一侧距-Qx=L处（复习库仑定律）。 与第三个电荷电量无关（为建立场强与检验电荷无关，及由力的合成向场的叠加过渡做铺垫）。 （二）引入新课 两个电荷间存在着相互作用力，上一节我们定量地研究了两个点电荷之间的相互作用力的规律——库仑定律。 提出问题：在力学中，我们所学过的弹力、摩擦力均是接触力，只有相互接触的两个物体之间才有可能产生弹力、摩擦力。两个电荷之间并不接触，它们之间的相互作用力是如何实现的呢？ （三）进行新课 1．在同学回答的基础上总结出：两个电荷之间的相互作用力是通过电场实现的。任何一个电荷在其周围空间产生电场，另一个电荷处在它产生的电场中，另一个电荷受到电场对它的作用力——称为电场力。 （如同学提出重力、引力，顺便提出重力场、引力场的概念，如无人提出暂不引入重力场、引力场。） 电荷在其周围空间产生电场，静止的电荷产生的电场是静电场。电场对处在场中的其他电荷有力的作用。 2．对任何事物的认识和理解，都要从它与其他事物的相互关系（相互作用）入手，从中找出它的基本性质，对电场的认识也应如此。为了认识电场，找到描写电场性质的物理量，我们先引入两个基本概念：场电荷和检验电荷。 场电荷：产生电场的电荷。 提出问题：什么样的电荷能产生电场？什么样的电荷不能产生电场？！为什么还要提出场电荷呢？ 在总结同学的回答时，强调指出这与以前在力学、热学中研究问题时一样，是研究对象的选取的问题。 检验电荷：放在我们所研究的电场中，用来检验该电场的性质的电荷。 检验电荷必须具备的条件：（1）点电荷；（2）电量足够小，使得当将检验电荷引入电场中时不改变场电荷的分布。 提出问题：为什么检验电荷必须具备以上两个条件？ 先总结必须满足第二个条件的原因，强调对于任何物理测量，只有当测量工具（仪器）的引入不改变被测对象的性质时，或对被测对象的影响小到可以忽略不计时，这种测量才有意义，否则这种测量是无意义的。 对于必须满足第一个条件的原因，留在以后解决。 3．引入电场强度的概念 （1）将同一个检验电荷q，分别放在电场中的不同点，它所受的电场力的大小和方向一般说来是不同的。 提问：这一实验结果，说明了什么问题？ 总结同学回答的情况，强调：同一电场中不同点的性质是不同的，研究电场必须一点一点地研究，即电场在空间有分布。同时回答检验电荷必须是点电荷的原因。 （2）集中研究电场中的某一点P。 将电量为q1的检验电荷放在P点，测得它所受的电场力大小为F1；将电量为q2的检验电荷放在P点，测得它所受的电场力大小为F2；……将电量为qn的检验电荷放在P点，测得它所受的电场力的大小为Fn。 实验发现：在电场中的同一点，检验电荷的电量q发生变化，它所受的电场力的大小F也随之变化（成正比的变化），而电场力的大小F与检验电荷电量q的比值不变，即 这个比值不随检验电荷电量变化，说明它与检验电荷无关，它只与电场中这点（P）有关，它只由电场中这一点决定，所以这个比值可以用来描写电场中该点的性质，将它叫做电场中该点的电场强度的大小。 4．电场强度的定义 电场强度（简称场强）是描写电场有关力的性质的物理量，它是矢量。 检验电荷在电场中某点所受电场力的大小F与检验电荷的电量q的比值F/q，叫做电场中该点的电场强度的大小，即 在国际单位制中，电场强度的单位是牛/库。 5．请同学根据库仑定律和电场强度的定义，推导点电荷的电场强度的表达式。 （1）先求距场电荷Q为r