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1、电场力的性质教学设计2.1 探究电场的力的性质 教学目标： 1.知识与技能：理解场、静电场、电场力、电场强度的概念，掌握电场强度的定义式和点电荷场强的计算公式，能正确理解和使用电场强度的单位，了解一些典型的电场强度值。 2.过程与方法：通过引入试探电荷研究电场，知道用理想模型进行研究的方法，体会用比值定义电场强度的方法。 3.情感态度与价值观：了解引入“场”概念的探索过程，感受科学家的钻研精神，通过建立电场强度概念和推导点电荷场强的过程，训练学生的抽象思维能力。 教学重点: 本节课的教学重点是建立电场强度的概念，知道电场强度的定义式E=F和点电荷的q场强公式E=kQ，并知道这两个公式的适用范围
2、。 r2教学难点： 由于场是一种看不见摸不着的特殊形态的物质，如何引导学生用合适的方法来研究电场是教学的重点。在研究电场性质的过程中，如何引导学生认识用比值定义电场强度是教学的另一难点。 教学过程： 创设情境，引入新课 教师提供示波器实物，演示观察直流电和交流电的波形。说明示波器在电子技术中有广泛的应用。同时简介示波管中的电子束受到力的作用而运动，打在荧光屏上形成图像。 接着，引导学生汇报想要弄清的问题：例如，电子受到的是一种什么力？是库仑力吗？是由谁提供的呢？电荷间的相互作用是靠什么传递的呢？由此引入新课，简介本章所要学习的内容。 第二章 电场与示波器 2.1 探究电场的力的性质 一、电场
3、在学生阅读教材的基础上，由学生理清科学家探索“场”概念的简要历程：牛顿时代的人提出“超距作用的观点”。法拉第提出“近距作用的观点”并用“电场”一词；麦克斯韦建立电磁理论。从此“场”成为现代物理学中最重要的基本概念之一。 师生归纳 1.场：物质存在的一种特殊形态。即看不见有摸不着。 2.电场：电荷周围空间存在的场。可与引力场类比 3.电场力：电场对放在其中的电荷的作用力。 4.电场的基本性质：对放入电场中的电荷有力的作用。 5.静电场：相对与观察者静止的电荷的电场。 教师引导 二、怎样描述电场 教师引导学生，如何研究看不见摸不着的电场的性质呢?用什么样的办法能使原来隐含的电场的特性显露出来呢？启
4、发学生思考：能否引入一个电荷，将其放到所要研究的电场中去，根据电荷受力的情况来研究电场？这个电荷叫做试探电荷。但是试探电荷也有自己的电场，会影响所要研究的电场的性质吗？什么样的电荷可以看做是试探电荷呢? 学生讨论后归纳 1.场源电荷：一个电荷周围空间存在着电场，产生该电场的电荷叫做场源电荷。 2.试探电荷:能忽略自身电场的点电荷。 试探电荷的电场几乎不影响待研究电场的性质。 试探电荷能确切反映它在电场中的位置。 试探电荷的电荷量和尺寸都必须充分小。 试探电荷是一种理想化的模型。 引导学生“分析论证” 定量研究电场的力的性质。 利用教材图2-2，根据库仑定律计算电场力F并填入表1中的上面三行空格
5、内。 表1 计算电场力一 位置 电场力F 比值F qA点 FA=kQqQq =k2rA9rC2QqQq =k22rB4rCQq 2rCFAkQ=2 q9rCFBkQ=2 q4rCB点 FB=kC点 FC=kFCkQ=2 qrC同一试探电荷q在电场中不同点结论 F1 r2的F值不同 qF由学生交流计算结果，并归纳结论：同一试探电荷q在电场中不同点的q值不同。 利用教材图2-3，设点电荷Q与试探电荷q的距离为r，根据库仑定律计算电场力F并填入表2中的上面三行空格内。 表2 计算电场力二 电量 电场力F 比值F qq QqFq=k2 rF2q=kQ2q 2rQ3q 2rFqqF2q2qF3q3q=k
6、Q 2rkQ r2kQ 2r2q =3q F3q=k=虽然电荷不同，但在电场中同一结论 Fq 点的F值相同 q由学生交流计算结果，并归纳结论：虽然电荷不同，但在电场中同一点的F值相同。 q三、电场强度E 1.电场强度的定义：电场中某点的点电荷所受到的电场力F跟它的电荷量q的比值。 2.电场强度的数学表达式：E=F。 q启发学生回忆在以前学过的用比值定义的物理量，如密度、电阻、速度、加速度等，让学生充分感受用比值定义物理量的科学意义。 深化对电场强度的理解： 巩固练习，交流评价 电场中某点的电场强度E=F，这说明E跟F成正比，跟q成q反比。根据变换后的公式F=qE，可以说明在电场中某点的点电荷q
7、受到的电场力F，跟q成正比、跟E成正比。这些说法正确吗？ 经学生一番讨论后明确：E是反映电场本身性质的物理量，他跟q和F均没有关系，不能说E跟F成正比，跟q成反比。而F是放在电场中某点的点电荷q受到的电场力，因此可以说q受到的电场力F跟q成正比，跟E成正比。 师生归纳： 3.电场强度E是反映电场本身性质的物理量，它跟q和F均无关系。 启发学生思考：由于电场力F是矢量，那么，对同一公式中的电场强度R有影响吗？利用公式可以做必要的计算，那么，电场强度的单位是怎样的？经学生议论后，归纳： 4.电场强度是矢量。电场强度的方向跟正电荷在该点所受电场力的方向相同。 请学生说出1N/C的物理意义。 5.电场
8、强度的单位。在国际单位制中，电场强度的单位是N/C。 引导学生阅读教材提供的“典型电场的一般强度值”数据表，以便让学生对抽象的电场强度进行具体化。 有一点电荷+Q，若在距Q为r处的M点放一试探电荷+q，试求：试探电荷受到的电场力；M点的电场强度。 经学生一番讨论后交流结果，经评价认为如下结果是正确的：试探电荷受到的电场力就是库仑力，即F=kQqF，方向背离+Q向外。根据电场强度定义式，ME=r2q点的电场强度F=k师生归纳： Q，方向背离+Q向外。 r26.点电荷的场强公式F=kQ。 2r教学小结： 布置作业 整理知识并完成教材第26页上“讨论与思考”中的三个问题，下节课请学生交流评价。 完成
9、教材第30页上“家庭作业与活动”中的第2、3题。 阅读“信息浏览场”。 预习本节教材余下的内容，做好下节课交流评价的准备。 教学后记： 由于教材体现了新课程理念，编写的颇具特色，加之独具匠心的教学设计和认真的实践，使本课堂具有如下特色： 1.努力根据三位目标制定教学目标，本课按课程标准的要求，教学目标从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度来制定。十分注重让学生知道用理想模型进行研究的方法，体会用比值定义物理量的方法，感受科学家对“场”概念的探索精神。 2.精心组织教材，优化教学技艺。教学过程始终把主要精力放在突出教学重点和教学难点上，即如何建立、怎样建立和理解电场强度的概念，从而理
10、解电场力的性质，并通过两次课堂练习深化对重点知识的理解。对于示波器，仅将其作为引入电场的背景，而不是一开始就纠缠在其工作原理上。对于“场”的概念，也有学生阅读教材后交流得出。对于“典型电场的一般强度值”，安排学生阅读了解。对于“讨论与思考”中的三个问题，作为课外作业，要求学生下节课做好交流评价的准备。在教育现代信息技术方面作有机的配合，提高了课堂教学效率。 3.注重理论联系实际，创设物理学习情境。以示波器为背景，创设研究电场的情境，引导学生探究电场的性质。在本章结束时，还将回到初步解决示波管的工作原理上。 4.注重培养学生科学探究的能力。科学探究的形式是多样化的，可以是实验探究，也可以是理论探
11、究。如本课中建立场的概念、引入试探电荷、用比值法定义电场强度、推到点电荷场强公式的环节，都十分重视启发学生分析论证，进行理论探究，着力培养学生的分析推理能力。 5.注重培养学生自主建构知识的能力。本课中，在尽可能让学生主动参与学习、让学生充当学习的主人方面作了充分的安排。如：在观察示波器显示的波形后，引导学生提出要弄清的问题；在学生阅读教材的基础上，有学生来理清科学家探索“场”概念的简要历程；由师生共同归纳场、电场等概念；有学生讨论后归纳场源电荷、试探电荷概念；引导学生“分析论证”，定量研究电场力的性质，有学生计算填表、交流结果、归纳结论，在师生形成共识的基础上定义电场强度；启发学生回忆以前学过的用比值定义的物理量；为巩固和深化概念而安排的两次课堂练习，均经学生一番讨论后明确解答；引导学生阅读教材提供的“典型电场的一般强度值”数据表，以便让学生对抽象的电场强度有一个感性的认识；教学小结先由学生交流再由教师小结。在布置作业时，要求预习本节余下的内容，做好下节课交流评价的准备。所有这些，也为解决好教学重点和难点提供了切实有效的途径。 配沪科版教材选修3-1
