俗話說(shuō),磨刀不誤砍柴工。幼兒園的老師都希望自己講的課學(xué)生們愛(ài)聽(tīng),能學(xué)習(xí)的更好,因此,老師會(huì)在授課前準(zhǔn)備好教案,教案有助于老師在之后的上課教學(xué)中井然有序的進(jìn)行。我們要如何寫(xiě)好一份值得稱(chēng)贊的幼兒園教案呢?小編特別為你收集的“電場(chǎng)強(qiáng)度課件”,為方便后續(xù)閱讀,請(qǐng)你收藏本文。
電場(chǎng)是物理學(xué)中的重要概念之一,研究電場(chǎng)的性質(zhì)和行為對(duì)于理解電磁現(xiàn)象具有重要的意義。本篇文章將詳細(xì)介紹電場(chǎng)強(qiáng)度的概念、計(jì)算方法以及相關(guān)應(yīng)用,旨在幫助學(xué)生深入理解電場(chǎng)的本質(zhì)和特性。
一、電場(chǎng)強(qiáng)度的概念
1.1 電場(chǎng)的定義
電場(chǎng)是指所有空間中電荷所產(chǎn)生的影響力的總和,它是以電荷為對(duì)象的力場(chǎng)。電場(chǎng)依賴(lài)于電荷的性質(zhì)和空間位置,是矢量量,通常用E表示。
1.2 電場(chǎng)強(qiáng)度的定義
電場(chǎng)強(qiáng)度是指單位正電荷所受到的電場(chǎng)力,它是一個(gè)與空間位置有關(guān)的矢量量,用E表示。
二、電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算方法
2.1 點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算
對(duì)于一個(gè)點(diǎn)電荷,其電場(chǎng)強(qiáng)度可以通過(guò)庫(kù)侖定律計(jì)算得到。庫(kù)侖定律表明,點(diǎn)電荷對(duì)于距離它r的位置上的一個(gè)正電荷所產(chǎn)生的電場(chǎng)力與距離的平方成反比,與點(diǎn)電荷的大小成正比。
具體計(jì)算公式如下:
E = k * q / r2
其中,E為電場(chǎng)強(qiáng)度,k為庫(kù)侖常數(shù),q為點(diǎn)電荷大小,r為距離。
2.2 均勻帶電直線電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算
對(duì)于一個(gè)均勻帶電直線,可以通過(guò)積分的方法求得其各點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度,即:
E = λ / (2πε?) * ∫(1 / r) * dl
其中,E為電場(chǎng)強(qiáng)度,λ為線電荷密度,ε?為真空介電常數(shù),dl為元素長(zhǎng)度。
2.3 均勻帶電平面電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算
對(duì)于一個(gè)均勻帶電平面,其電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與距離平面的遠(yuǎn)近無(wú)關(guān),方向垂直于平面。由于電荷在平面上均勻分布,可以采用高斯定律直接計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度。
具體計(jì)算公式如下:
E = σ / (2ε?)
其中,E為電場(chǎng)強(qiáng)度,σ為面電荷密度,ε?為真空介電常數(shù)。
三、電場(chǎng)強(qiáng)度的應(yīng)用
3.1 在電場(chǎng)中的帶電粒子運(yùn)動(dòng)
帶電粒子處于電場(chǎng)中時(shí),會(huì)受到電場(chǎng)力的作用,根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義可以計(jì)算受力大小。通過(guò)求解帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡,可以研究粒子在不同電場(chǎng)下的行為特性。
3.2 電勢(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系
電勢(shì)是描述電場(chǎng)狀態(tài)的物理量,它與電場(chǎng)強(qiáng)度之間有一定的關(guān)系。電勢(shì)可以通過(guò)電場(chǎng)強(qiáng)度的積分計(jì)算得到。
具體計(jì)算公式如下:
ΔV = - ∫E·ds
其中,ΔV為區(qū)域內(nèi)的電勢(shì)差,E為電場(chǎng)強(qiáng)度,ds為位移矢量。
3.3 電場(chǎng)強(qiáng)度的工程應(yīng)用
電場(chǎng)強(qiáng)度的研究在很多工程領(lǐng)域都具有重要的應(yīng)用價(jià)值。例如,在電力輸送中,需要考慮電場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)輸電線路的影響,以保證電力傳輸?shù)陌踩陀行?;在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中,電場(chǎng)強(qiáng)度可以幫助評(píng)估設(shè)備的電磁兼容性,避免電磁干擾和故障等。
電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)狀態(tài)的重要物理量,它對(duì)電荷的分布和空間位置有直接影響。通過(guò)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí),我們理解了電場(chǎng)強(qiáng)度的概念、計(jì)算方法和應(yīng)用,對(duì)于深入學(xué)習(xí)電場(chǎng)的本質(zhì)和特性具有重要的意義。希望本節(jié)內(nèi)容能夠幫助學(xué)生更好地理解和應(yīng)用電場(chǎng)強(qiáng)度的相關(guān)知識(shí),并能夠在實(shí)際問(wèn)題中靈活運(yùn)用。
電場(chǎng)是物理學(xué)中一個(gè)重要的概念,可以用來(lái)描述電荷之間相互作用的力及其特性。在電場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度是一個(gè)重要的物理量,它用來(lái)描述單位正電荷所受到的電場(chǎng)力的大小和方向。本教案將詳細(xì)介紹電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的概念、計(jì)算方法以及其應(yīng)用。
一、電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義和基本概念(300字)
1.1 電場(chǎng)的概念和性質(zhì)
電場(chǎng)是指空間中存在電源或電荷分布時(shí),周?chē)臻g中會(huì)出現(xiàn)的一種物理場(chǎng)。電場(chǎng)可以通過(guò)電荷之間的相互作用力來(lái)描述。
1.2 電場(chǎng)強(qiáng)度的定義
電場(chǎng)強(qiáng)度是指單位正電荷所受到的電場(chǎng)力的大小和方向。用E表示,單位是N/C(牛頓/庫(kù)侖)。
1.3 電荷對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的影響
電荷的性質(zhì)和位置都會(huì)影響電場(chǎng)強(qiáng)度,正電荷和負(fù)電荷所產(chǎn)生的電場(chǎng)方向相反。
二、電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算方法(400字)
2.1 點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算
點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度與距離的平方成反比,與電荷量成正比??梢允褂脦?kù)侖定律來(lái)計(jì)算點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度。
2.2 電場(chǎng)線的圖示法
電場(chǎng)線是用來(lái)表示電場(chǎng)強(qiáng)度方向和大小的線條,其密度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。電場(chǎng)線從正電荷指向負(fù)電荷,且相互之間不能交叉。
2.3 連續(xù)分布電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算
當(dāng)電荷分布連續(xù)時(shí),需要使用積分來(lái)計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度。
三、電場(chǎng)強(qiáng)度的應(yīng)用(300字)
3.1 電荷受力分析
電場(chǎng)強(qiáng)度是計(jì)算電荷所受到的電場(chǎng)力的重要工具。通過(guò)電場(chǎng)強(qiáng)度可以計(jì)算電荷在電場(chǎng)中的受力情況。
3.2 電場(chǎng)對(duì)帶電粒子的加速作用
在電場(chǎng)中,如果一個(gè)帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域,它就會(huì)受到電場(chǎng)力的作用,從而加速或減速。
3.3 電荷與電場(chǎng)的相互作用
電荷與電場(chǎng)之間會(huì)發(fā)生相互作用,可以通過(guò)電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)描述這種相互作用的力。
四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)(500字)
4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式,讓學(xué)生了解電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的概念、計(jì)算方法以及應(yīng)用。
4.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
選擇一個(gè)點(diǎn)電荷,通過(guò)測(cè)量電場(chǎng)力和距離的關(guān)系來(lái)驗(yàn)證庫(kù)侖定律。然后使用點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線進(jìn)行觀察和分析。
4.3 實(shí)驗(yàn)步驟
步驟一:準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材,包括點(diǎn)電荷、電荷計(jì)、測(cè)量距離的工具等。
步驟二:固定點(diǎn)電荷,測(cè)量在不同距離下的電場(chǎng)力。
步驟三:根據(jù)測(cè)量結(jié)果,繪制出電場(chǎng)強(qiáng)度隨距離變化的圖像。
步驟四:觀察點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線,分析電場(chǎng)強(qiáng)度的方向和大小。
五、總結(jié)與延伸(200字)
本教案通過(guò)講解電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義、計(jì)算方法以及應(yīng)用,旨在提高學(xué)生對(duì)電場(chǎng)概念的理解和應(yīng)用能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生可以親自操作,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并通過(guò)數(shù)據(jù)分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,進(jìn)一步加深對(duì)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的理解。教學(xué)過(guò)程中,還可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行延伸探究,比如探討不同電荷分布情況下的電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算方法。
通過(guò)本教案的學(xué)習(xí),學(xué)生可以了解電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義、計(jì)算方法以及應(yīng)用。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生可以直觀地觀察和分析電場(chǎng)強(qiáng)度的特性,并能將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中。同時(shí),教師還可以通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行延伸探究,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維和解決問(wèn)題的能力。
電學(xué)是現(xiàn)代物理學(xué)的一門(mén)重要分支,它研究的是電荷和電場(chǎng)之間的相互作用關(guān)系。而電場(chǎng)強(qiáng)度就是電場(chǎng)引力的一種量化表達(dá)方式,它描述了電場(chǎng)中單位正電荷所受到的力的大小和方向。本篇文章將通過(guò)詳細(xì)且生動(dòng)的方式來(lái)介紹電場(chǎng)強(qiáng)度的概念和計(jì)算方法。
一、電場(chǎng)強(qiáng)度的概念
電場(chǎng)強(qiáng)度是一個(gè)矢量量,它的大小和方向決定了單位正電荷在電場(chǎng)中所受到的力的大小和方向。電場(chǎng)強(qiáng)度的單位是伏特每米(V/m)。
二、電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算方法
1. 點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算:
對(duì)于一個(gè)帶電粒子,其產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度與距離的平方成反比。
公式:E = kq / r2
其中,E表示電場(chǎng)強(qiáng)度,q表示帶電粒子的電荷量,r表示距離,k為庫(kù)侖常量(9×10^9 N·m2/C2)。
2. 多個(gè)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算:
對(duì)于多個(gè)帶電粒子所產(chǎn)生的電場(chǎng),可以利用疊加原理求得。
公式:E = E? + E? + E? + …
其中,E表示總的電場(chǎng)強(qiáng)度,E?、E?、E?等表示各個(gè)電荷所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度。
三、電場(chǎng)強(qiáng)度的性質(zhì)
1. 電場(chǎng)強(qiáng)度是一個(gè)矢量量。
電場(chǎng)強(qiáng)度有大小和方向之分,可以通過(guò)矢量圖來(lái)表示。
2. 電場(chǎng)強(qiáng)度是與測(cè)試電荷無(wú)關(guān)的量。
電場(chǎng)強(qiáng)度只取決于產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷,與被測(cè)試電荷無(wú)關(guān)。無(wú)論是正電荷、負(fù)電荷還是中性電荷,在同一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都是相同的。
3. 電場(chǎng)強(qiáng)度在電場(chǎng)中沿著場(chǎng)線方向。
電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是沿著電場(chǎng)線的方向指向正電荷的。電場(chǎng)線是連接電場(chǎng)中不同點(diǎn)的曲線,它指示了在電場(chǎng)中正電荷會(huì)沿何方向受力。
四、電場(chǎng)強(qiáng)度的應(yīng)用
1. 電場(chǎng)強(qiáng)度的應(yīng)用于靜電力的計(jì)算。
根據(jù)庫(kù)侖定律,靜電力可以用電字段和電荷計(jì)算的方法來(lái)求解。
公式:F = Eq
其中,F(xiàn)表示靜電力,E表示電場(chǎng)強(qiáng)度,q表示電荷量。
2. 電場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)電荷運(yùn)動(dòng)的影響。
電場(chǎng)強(qiáng)度不止可以用來(lái)計(jì)算電荷所受的力,還可以對(duì)電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響。帶電粒子在電場(chǎng)中會(huì)受到電場(chǎng)力的作用,從而加速或減速。
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通過(guò)本篇文章的介紹,我們了解到電場(chǎng)強(qiáng)度是電學(xué)中重要的概念之一,它描述了電場(chǎng)中單位正電荷所受到的力的大小和方向。同時(shí),我們也學(xué)習(xí)到了電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算方法和性質(zhì)。電場(chǎng)強(qiáng)度在物理學(xué)和工程學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用,如靜電力的計(jì)算和對(duì)電荷運(yùn)動(dòng)的影響。深入了解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念將有助于我們更好地理解和應(yīng)用電學(xué)知識(shí)。
一、教材分析及學(xué)情分析
【教材分析】
本章具有概念多,綜合知識(shí)性強(qiáng),概念比較抽象等特點(diǎn)。電場(chǎng)強(qiáng)度是“靜電場(chǎng)”這一章中的重要概念概念之一,在高中物理中也占有十分重要的地位,是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。電場(chǎng)強(qiáng)度的概念比較抽象是學(xué)生較難理解的概念之一。電場(chǎng)強(qiáng)度的概念與后面將要學(xué)習(xí)的“電勢(shì)能”、“電功”、“電勢(shì)”、“電勢(shì)差”等概念聯(lián)系密切。比值定義法的思想對(duì)后面的“電勢(shì)”、“電勢(shì)差”等概念的學(xué)習(xí)都有及大的幫助。
電場(chǎng)強(qiáng)度的概念點(diǎn)、電荷的電場(chǎng)及場(chǎng)強(qiáng)疊加原理,這幾個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn)都可充分調(diào)動(dòng)學(xué)生科學(xué)的探究的積極性,探究尋找描述電場(chǎng)的物理量,探討點(diǎn)電荷的電場(chǎng)。要讓學(xué)生親歷科學(xué)探究的過(guò)程,體會(huì)探究成功的樂(lè)趣。同時(shí)要讓學(xué)生弄清建立概念的背景,把抽象的概念形象化便于學(xué)生理解。
根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,本章以研究電場(chǎng)為核心內(nèi)容。在認(rèn)識(shí)和使用示波器的過(guò)程中,創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)電場(chǎng)的情景,激發(fā)學(xué)生探究電場(chǎng)的興趣,引導(dǎo)學(xué)生從力的角度探究電場(chǎng)的性質(zhì),更好的認(rèn)識(shí)電場(chǎng),為后面的學(xué)習(xí)做好知識(shí)準(zhǔn)備。
物理知識(shí)的學(xué)習(xí),是在已有的基礎(chǔ)知識(shí)不斷加深、不斷擴(kuò)展的學(xué)習(xí)過(guò)程,本節(jié)教材通過(guò)觀察電子束在偏轉(zhuǎn)電極間發(fā)生偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,初步對(duì)電荷在電場(chǎng)中受力產(chǎn)生直接認(rèn)識(shí),庫(kù)侖定律很自然的應(yīng)用對(duì)認(rèn)識(shí)電場(chǎng)力的性質(zhì)提供理論幫助。
教材中對(duì)電場(chǎng)這一種特殊物質(zhì)做出定量描述,引入試探電荷這一理想化模型對(duì)研究電場(chǎng)性質(zhì)和規(guī)律提供了幫助。
目前學(xué)生分析和探究問(wèn)題的意識(shí)不是很強(qiáng),尤其理論層面的分析,觀察(或分析)現(xiàn)象、指出問(wèn)題和指明方法需要合作才能得以實(shí)現(xiàn)。電場(chǎng)的性質(zhì)的認(rèn)識(shí)反映在場(chǎng)源電荷Q,試探電荷q,空間位置r上,多個(gè)變量的討論在研究物理規(guī)律中比較多,也比較典型。給予學(xué)生必要、恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo),恰到好處的指明討論的方向,是本節(jié)課的關(guān)鍵。學(xué)生的認(rèn)識(shí)要不斷加深,有關(guān)規(guī)律的描述,條理要清,關(guān)系要明。這既是一種方法,也是一種態(tài)度。
【學(xué)情分析】
本章概念抽象性比較強(qiáng),前后聯(lián)系密切,學(xué)生通過(guò)一次學(xué)習(xí)理解透徹較難。本節(jié)課可讓學(xué)生初步認(rèn)識(shí)到電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)的物理量,是反映電場(chǎng)本質(zhì)屬性的物理量。體會(huì)探究過(guò)程。通過(guò)一段時(shí)間的學(xué)習(xí)逐步深化對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度概念的理解。
學(xué)生在新課程學(xué)習(xí)中,已初步領(lǐng)會(huì)探究的主要環(huán)節(jié)和方法,也已形成合作、交流的良好習(xí)慣。在教學(xué)中適時(shí)的引導(dǎo)和幫助對(duì)學(xué)生建立信心很有必要,體會(huì)合作學(xué)習(xí)帶來(lái)的快樂(lè),要讓學(xué)生的成就感在學(xué)習(xí)過(guò)程中體現(xiàn)出來(lái)。
二、設(shè)計(jì)思路
教材通過(guò)與學(xué)生一起重視物理規(guī)律發(fā)現(xiàn)和物理概念形成的過(guò)程,以體驗(yàn)科學(xué)研究方法,開(kāi)拓學(xué)生視野,提高學(xué)生素養(yǎng),并分享科學(xué)探究的艱辛與快樂(lè);具體的處理方式是,定性分析實(shí)驗(yàn)得出影響電場(chǎng)力大小的因素,再半定量地給出電場(chǎng)強(qiáng)度的比值定義式。對(duì)于看不見(jiàn)摸不著的電場(chǎng)來(lái)說(shuō),我們并沒(méi)有直接研究電場(chǎng)強(qiáng)度,而是通過(guò)電場(chǎng)的基本性質(zhì)――對(duì)放入其中的電荷產(chǎn)生力的作用,半定量研究不同位置的電場(chǎng)力的大小,這是一種研究的轉(zhuǎn)換思想。這個(gè)半定量的研究方法是什么?如何操作才能半定量得出?教材并沒(méi)有具體給出演示實(shí)驗(yàn)或相關(guān)說(shuō)明。根據(jù)新課程改革的精神,結(jié)合學(xué)校儀器設(shè)備的實(shí)際情況,我們?cè)O(shè)想和學(xué)生一起完成一個(gè)較為完整的探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程:先用實(shí)驗(yàn)定性探討影響電場(chǎng)力大小的因素,以此為基礎(chǔ)確定影響電場(chǎng)力大小的相關(guān)物理量,并猜想電場(chǎng)力與相關(guān)量的具體數(shù)學(xué)關(guān)系.
新課程改革要求改變以往過(guò)于注重知識(shí)傳授的狀況,改變學(xué)生知識(shí)的獲得全部通過(guò)教師的一言堂的灌輸,而要注重課堂的互動(dòng),注重學(xué)生獲得知識(shí)的過(guò)程,使學(xué)生獲得基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能的過(guò)程中,也成為學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和形成正確價(jià)值觀的過(guò)程,成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的過(guò)程,實(shí)現(xiàn)學(xué)生的終身發(fā)展.新課程改革要求健全學(xué)生人格,幫助學(xué)生樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的愿望并具備一定的學(xué)習(xí)能力,就必須努力使課堂學(xué)習(xí)成為全面培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)的過(guò)程.對(duì)于本節(jié)課希望能在新課標(biāo)的指導(dǎo)下作出一些有效的嘗試.
本節(jié)以“電荷間相互作用如何發(fā)生”為探究的開(kāi)始,以“如何描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱”為主要探究問(wèn)題,以“點(diǎn)電荷的電場(chǎng)及場(chǎng)強(qiáng)疊加原理”為具體應(yīng)用,具體操作思路是:
汲取信息的能力;初步了解場(chǎng)的概念。
2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M和定量分析的方法探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。
3.通過(guò)練習(xí)鞏固加深對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度概念的理解,探討點(diǎn)電荷的電場(chǎng)及場(chǎng)強(qiáng)疊加原理。
三、、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
(1)知道電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的,知道電場(chǎng)是一種特殊的物質(zhì)形態(tài);
(2)理解和掌握電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度和試探電荷的電荷量的關(guān)系;
(3)處理多個(gè)變量時(shí),初步掌握控制變量法的技能;
(4)體會(huì)比值定義法的物理量的含義;
(5)推導(dǎo)并掌握點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式,知道電場(chǎng)的疊加原理,會(huì)進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算.
2.過(guò)程與方法
(1)通過(guò)設(shè)置問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生思考,使學(xué)生初步掌握研究抽象物理量的思維方法;
(2)通過(guò)組織探究和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)過(guò)程,訓(xùn)練學(xué)生觀察與總結(jié)的能力,運(yùn)用數(shù)學(xué)的控制變量法和比值定義法處理物理問(wèn)題的方法;
(3)在電場(chǎng)強(qiáng)弱的描述中體會(huì)探究過(guò)程,體會(huì)“比值定義”的方法,體會(huì)“求異法”的思想,了解借助一些媒介物(試探電荷),把不能直接把握的現(xiàn)象(電場(chǎng)強(qiáng)弱)暴露出來(lái)的研究方法.
(嘗試探究方法、培養(yǎng)探究能力和創(chuàng)新精神;
態(tài)度與價(jià)值觀
(1)通過(guò)對(duì)場(chǎng)的概念學(xué)習(xí),知道自然界有兩種物質(zhì)--實(shí)物粒子和場(chǎng),提高對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)層次;
(積極參與的意識(shí);
(3)通過(guò)領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲,使學(xué)生樂(lè)于探究自然界的奧秘,初步體會(huì)物理學(xué)中的和諧美與統(tǒng)一美;
(摸不著的特殊物質(zhì)存在所體現(xiàn)出的特點(diǎn),將抽象的問(wèn)題變成直觀可以研究的問(wèn)題;
(精益求精、鍥而不舍的探索精神.
四、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
【教學(xué)重點(diǎn)】
探究過(guò)程、探究方法的滲透;
2.電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式的獲得過(guò)程;
3.矢量疊加原理的進(jìn)一步深化.
【教學(xué)難點(diǎn)】
1.將學(xué)生的學(xué)習(xí)方式由被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變味主動(dòng)而有方向和目的的探究;
2.半定量研究與驗(yàn)證電場(chǎng)強(qiáng)度的大小時(shí)的思想;
試探法、控制變連法研究的思路.
五、教學(xué)方法和教學(xué)用具
【教學(xué)方法】
采用探究式教學(xué),通過(guò)定性與半定量的研究科學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,觀察并概括實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出假說(shuō)和猜想,涉及半定量實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證假說(shuō)和猜想,輔助計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)動(dòng)畫(huà)課件將實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步具體和清晰化,初步發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律.
【教學(xué)用具】
PowerPoint課件,直尺,感應(yīng)起電機(jī),金屬箔小球
六、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
(一)引入新課
問(wèn)題引入:電荷間的相互作用力是怎樣產(chǎn)生的?
上一堂課我們學(xué)習(xí)了庫(kù)侖定律,下面請(qǐng)一個(gè)同學(xué)簡(jiǎn)單描述一下這個(gè)定律的內(nèi)容。
學(xué)生描述:(……)
【問(wèn)題】下列的幾種力,哪些力需要接觸才能發(fā)生,哪些力不需要接觸就能發(fā)生?
A、彈力 B、磁力 C、摩擦力 D、萬(wàn)有引力 E、靜電力
學(xué)生結(jié)論:彈力、摩擦力是接觸力,其余的是非接觸力。
(二)新課教學(xué)
第3節(jié) 電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度
1、電場(chǎng):
啟發(fā)學(xué)生從哲學(xué)角度認(rèn)識(shí)電場(chǎng),理解電場(chǎng)的客觀存在性,不以人的意識(shí)為轉(zhuǎn)移,但能為人的意識(shí)所認(rèn)識(shí)的物質(zhì)屬性.
利用課本圖說(shuō)明:電荷A和B是怎樣通過(guò)電場(chǎng)與其他電荷發(fā)生作用.電荷A對(duì)電荷B的作用,實(shí)際上是電荷A的電場(chǎng)對(duì)電荷B的作用;電荷B對(duì)電荷A的作用,實(shí)際上是電荷B的電場(chǎng)對(duì)電荷A的作用.
(1)電荷之間的相互作用是通過(guò)特殊形式的物質(zhì)——電場(chǎng)發(fā)生的,電荷的周?chē)即嬖陔妶?chǎng).
特殊性:不同于生活中常見(jiàn)的物質(zhì),看不見(jiàn),摸不著,無(wú)法稱(chēng)量,可以疊加.
物質(zhì)性:是客觀存在的,具有物質(zhì)的基本屬性——質(zhì)量和能量.
(2)基本性質(zhì):主要表現(xiàn)在以下幾方面
①引入電場(chǎng)中的任何帶電體都將受到電場(chǎng)力的作用,且同一點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中不同點(diǎn)處受到的電場(chǎng)力的大小或方向都可能不一樣.
②電場(chǎng)能使引入其中的導(dǎo)體產(chǎn)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象.
③當(dāng)帶電體在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力將對(duì)帶電體做功,這表示電場(chǎng)具有能量.
可見(jiàn),電場(chǎng)具有力和能的特征
提出問(wèn)題:同一電荷q在電場(chǎng)中不同點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的方向和大小一般不同,這是什么因素造成的?引出電場(chǎng)強(qiáng)度的概念:因?yàn)殡妶?chǎng)具有方向性以及各點(diǎn)強(qiáng)弱不同,所以靠成同一電荷q在電場(chǎng)中不同點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的方向和大小不同,我們用電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向.
2、電場(chǎng)強(qiáng)度(E):
由圖1.2-1可知帶電金屬球周?chē)嬖陔妶?chǎng)。且從小球受力情況可知,電場(chǎng)的強(qiáng)弱與小球帶電和位置有關(guān)。引出試探電荷和場(chǎng)源電荷
(1)關(guān)于試探電荷和場(chǎng)源電荷
注意:檢驗(yàn)電荷是一種理想化模型,它是電量很小的點(diǎn)電荷,將其放入電場(chǎng)后對(duì)原電場(chǎng)強(qiáng)度無(wú)影響
指出:雖然可用同一電荷q在電場(chǎng)中各點(diǎn)所受電場(chǎng)力F的大小來(lái)比較各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)弱,但是電場(chǎng)力F的大小還和電荷q的電量有關(guān),所以不能直接用電場(chǎng)力的大小表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱.實(shí)驗(yàn)表明:在電場(chǎng)中的同一點(diǎn),電場(chǎng)力F與電荷電量q成正比,比值F/q由電荷q在電場(chǎng)中的位置所決定,跟電荷電量無(wú)關(guān),是反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量,所以我們用這個(gè)比值F/q來(lái)表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱.
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度
①定義:電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力F跟它的電荷量q的比值,叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,簡(jiǎn)稱(chēng)場(chǎng)強(qiáng).用E表示。
公式(大小):E=F/q (適用于所有電場(chǎng))
單位:N/C 意義P11
提出問(wèn)題:電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,怎樣表示電場(chǎng)的方向呢?
②方向性:物理學(xué)中規(guī)定,電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向跟正電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向相同.
指出:負(fù)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相反.
帶領(lǐng)學(xué)生討論真空中點(diǎn)電荷周?chē)碾妶?chǎng),說(shuō)明研究方法:將檢驗(yàn)電荷放入點(diǎn)電荷周?chē)碾妶?chǎng)中某點(diǎn),判斷其所受的電場(chǎng)力的大小和方向,從而得出該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)..
唯一性和固定性
電場(chǎng)中某一點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度E是唯一的,它的大小和方向與放入該點(diǎn)電荷q無(wú)關(guān),它決定于電場(chǎng)的源電荷及空間位置,電場(chǎng)中每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)著的電場(chǎng)強(qiáng)度與是否放入電荷無(wú)關(guān).
帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)出真空中點(diǎn)電荷周?chē)妶?chǎng)的大小和方向.在此過(guò)程中注意引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)公式E=F/q和E=kQ/r2的區(qū)別及聯(lián)系.
電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加
(1)點(diǎn)電荷周?chē)碾妶?chǎng)
①大?。篍=kQ/r2(只適用于點(diǎn)電荷的電場(chǎng))
②方向:如果是正電荷,E的方向就是沿著PQ的連線并背離Q;如果是負(fù)電荷:E的方向就是沿著PQ的連線并指向Q.
說(shuō)明:公式E=kQ/r2中的Q是場(chǎng)源電荷的電量,r是場(chǎng)中某點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離.從而使學(xué)生理解:空間某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是由產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)源電荷和該點(diǎn)距場(chǎng)源電荷的距離決定的,與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān).
提出問(wèn)題:如果空間中有幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在,此時(shí)各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是怎樣的呢?帶領(lǐng)學(xué)生由檢驗(yàn)電荷所受電場(chǎng)力具有的疊加性,分析出電場(chǎng)的疊加原理.
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理:某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于該點(diǎn)周?chē)鱾€(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和.
先分析方法后舉例:先在同一直線再不在同一直線。
例如:課本圖中P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),等于+Q1在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)E1和Q2在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)E2的矢量和.從而使學(xué)生進(jìn)一步理解到,任何帶電體都可以看做是有許多點(diǎn)電荷組成的.利用點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算公式及疊加原理就可以計(jì)算出其周?chē)鼽c(diǎn)場(chǎng)強(qiáng).
【例題】在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1=+3.0×10-8C和Q2=-3.0×10-8C,它們相距0.1m,求電場(chǎng)中A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng).A點(diǎn)與兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離相等,r=0.1m
分析:點(diǎn)電荷Q1和Q2的電場(chǎng)在A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)分別為E1和E2,它們大小相等,方向如圖所示,合場(chǎng)強(qiáng)E在E1和E2的夾角的平分線上,此平分線跟Q1和Q2的連線平行.
解:E=E1cos60°+E2cos60°=2E1cos60°=2kQ1cos60°/r2代入數(shù)值得 E=2.7×104N/C
可以證明:一個(gè)半徑為R的均勻球體(或球殼)在外部產(chǎn)生的電場(chǎng),與一個(gè)位于球心的、電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)相同,球外各點(diǎn)和電場(chǎng)強(qiáng)度一樣,即:E=kQ/r2
4、電場(chǎng)線
(1)電場(chǎng)線:電場(chǎng)線是畫(huà)在電場(chǎng)中的一條條有方向的曲線,曲線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。
(2)電場(chǎng)線的基本性質(zhì)
①電場(chǎng)線上每點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向.
②電場(chǎng)線的疏密反映電場(chǎng)強(qiáng)度的大小(疏弱密強(qiáng)).
③靜電場(chǎng)中電場(chǎng)線始于正電荷或無(wú)窮遠(yuǎn),止于負(fù)電荷或無(wú)窮遠(yuǎn).它不封閉,也不在無(wú)電荷處中斷.
④任意兩條電場(chǎng)線不會(huì)在無(wú)電荷處相交(包括相切)
⑤沿著電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降低
【演示】模擬電場(chǎng)線,介紹各種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線的分布情況。
指出:電場(chǎng)線是為了形象描述電場(chǎng)而引入的,電場(chǎng)線不是實(shí)際存在的線。
5、勻強(qiáng)電場(chǎng)
(方向相同的電場(chǎng)就叫勻強(qiáng)電場(chǎng).
(正對(duì)且?guī)У攘慨惙N電荷的平行金屬板間的電場(chǎng)中,除邊緣附近外,就是勻強(qiáng)電場(chǎng).
常見(jiàn)電場(chǎng)的電場(chǎng)線
(三)◎鞏固練習(xí)
1.下列說(shuō)法中正確的是:[ABC ]
A.只要有電荷存在,電荷周?chē)鸵欢ù嬖谥妶?chǎng)
B.電場(chǎng)是一種物質(zhì),它與其他物質(zhì)一樣,是不依賴(lài)我們的感覺(jué)而客觀存在的東西
C.電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)而產(chǎn)生的,電場(chǎng)最基本的性質(zhì)是對(duì)處在它里面的電荷有力的作用
2.下列說(shuō)法中正確的是:[BC ]
A.電場(chǎng)強(qiáng)度反映了電場(chǎng)的力的性質(zhì),因此場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力成正比
B.電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于F/q,但與檢驗(yàn)電荷的受力大小及帶電量無(wú)關(guān)
C.電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向即檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)的受力方向
D.公式E=F/q和E=kQ/r2對(duì)于任何靜電場(chǎng)都是適用的
3.下列說(shuō)法中正確的是:[ACD ]
A.場(chǎng)強(qiáng)的定義式E=F/q中,F(xiàn)是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力,q是放入電場(chǎng)中的電荷的電量
B.場(chǎng)強(qiáng)的定義式E=F/q中,F(xiàn)是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力,q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電量
C.在庫(kù)侖定律的表達(dá)式F=kq1q2/r2中kq2/r2是電荷q2產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q1處的場(chǎng)強(qiáng)大小,此場(chǎng)對(duì)q1作用的電場(chǎng)力F=q1×kq2/r2,同樣kq1/r2是電荷q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q2處的場(chǎng)強(qiáng)的大小,此場(chǎng)對(duì)q2作用的電場(chǎng)力F=q2×kq1/r2
D.無(wú)論定義式E=F/q中的q值(不為零)如何變化,在電場(chǎng)中的同一點(diǎn),F(xiàn)與q的比值始終不變
4.討論電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度的區(qū)別于聯(lián)系
(四)課堂小結(jié)
1.對(duì)比法推知電場(chǎng)的存在,比值法定義電場(chǎng)的強(qiáng)度。
2.電荷間相互作用形式與本質(zhì)之區(qū)別
(l)形式上:電荷對(duì)電荷的作用——非接觸力。
(2)本質(zhì)上:電場(chǎng)對(duì)電荷的作用——接觸力。(受電場(chǎng)力作用的電荷肯定處于電場(chǎng)中)
引申:學(xué)習(xí)物理要透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)。
3.場(chǎng)強(qiáng)幾種表達(dá)式的對(duì)比
(l)E=F/q——定義式,適用于任意電場(chǎng)。
(2) ——決定式,適用于真空中點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)。
(五)作業(yè)布置
1、復(fù)習(xí)本節(jié)課文
(( (7)題.
參考題
1、在電場(chǎng)中某一點(diǎn),當(dāng)放入正電荷時(shí)受到的電場(chǎng)力向右,當(dāng)放入負(fù)電荷時(shí)受到電場(chǎng)力向左,下列說(shuō)法正確的是:[ ]
A.當(dāng)放入正電荷時(shí),該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)向右,當(dāng)放入負(fù)電荷時(shí),該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)向左
B.只有在該點(diǎn)放入電荷時(shí),該點(diǎn)才有場(chǎng)強(qiáng)
C.該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一定向右
D.以上說(shuō)法均不正確
2、真空中,兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷電量數(shù)值均為q,相距r.兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)處
的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為:[ ]
A.B.2kq/r2 C.4k/r2 D.8kq/r2
Q2,已知兩點(diǎn)電荷間引力為10N,Q1=1.0×10-2C,Q2=2.0×10-2C.則Q2在A處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小是________N/C,方向是________;若移開(kāi)Q2,則Q1在B處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小是________N/C,方向是________.
七、設(shè)計(jì)說(shuō)明
電場(chǎng)是一種客觀存在的物質(zhì),但它又是看不見(jiàn)、摸不著的,描述它的電場(chǎng)強(qiáng)度的概念又較為陌生和抽象,很難被學(xué)生接受,如果借助于類(lèi)比的方法,可以將陌生的對(duì)象與熟悉的對(duì)象相比較,尋找不同事物變化中所具有的共性,給這些陌生的、抽象的、不易理解的事物(概念、規(guī)律)賦予間接的、形象的、通俗易懂的形象,有利于啟發(fā)學(xué)生思路,化難為易,使學(xué)生順利而全面地認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象和物理規(guī)律,達(dá)到知識(shí)的正遷移,形成物理概念和掌握物理知識(shí)。
作為知識(shí)與技能的要求,“電場(chǎng)”的概念是本節(jié)內(nèi)容的重點(diǎn),但我認(rèn)為,新課程的理念就是要改變舊的、只關(guān)注基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能學(xué)習(xí)的觀念,而注重提升全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),在知識(shí)與技能、過(guò)程和方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個(gè)維度培養(yǎng)學(xué)生,為學(xué)生的終身發(fā)展,從容應(yīng)對(duì)社會(huì)挑戰(zhàn)奠定基礎(chǔ)?;A(chǔ)知識(shí)、基本技能固然重要,可經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程,領(lǐng)略科學(xué)思想方法將使人受益終身。因此我決定把本節(jié)課的重心放在建立電場(chǎng)概念的基本思想方法“類(lèi)比”上,說(shuō)明“類(lèi)比”是將知識(shí)從一場(chǎng)景有效的遷移到另一場(chǎng)景并建立新知識(shí)的良好方法。使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)中領(lǐng)略思想,在體驗(yàn)方法中掌握知識(shí)
1.電場(chǎng)強(qiáng)度是表示電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量,因而在引入電場(chǎng)強(qiáng)度的概念時(shí),應(yīng)該使學(xué)生了解什么是電場(chǎng)的強(qiáng)弱,同一個(gè)電荷在電場(chǎng)中的不同點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的大小是不同的,所受電場(chǎng)力大的點(diǎn),電場(chǎng)強(qiáng).
2.應(yīng)當(dāng)使學(xué)生理解為什么可以用比值F/q來(lái)表示電場(chǎng)強(qiáng)度,知道這個(gè)比值與電荷q無(wú)關(guān),是反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量.
用比值定義一個(gè)新的物理量是物理學(xué)中常用的方法,應(yīng)結(jié)合學(xué)生前面學(xué)過(guò)的類(lèi)似的定義方法,讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義.
3.應(yīng)當(dāng)要求學(xué)生確切地理解E=F/q和E=kQ/r2這兩個(gè)公式的含義,以及它們的區(qū)別和聯(lián)系.
4.應(yīng)用電場(chǎng)的疊加原理進(jìn)行計(jì)算時(shí)不應(yīng)過(guò)于復(fù)雜,一般只限于兩個(gè)電場(chǎng)疊加的情形.通過(guò)這種計(jì)算,使學(xué)生理解場(chǎng)強(qiáng)的矢量性
5.電場(chǎng)線是為了形象描述電場(chǎng)而引入的,電場(chǎng)線不是實(shí)際存在的線。
八、教后反思
對(duì)比,教師通過(guò)提示、啟發(fā)、總結(jié),使學(xué)生牢固掌握知識(shí),理解和掌握類(lèi)比這一研究方法,并能應(yīng)用到其他知識(shí)的學(xué)習(xí)上,從而提高了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
2.在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)電場(chǎng)的疊加還是不太清楚。
3.對(duì)于兩個(gè)公式的理解以及電場(chǎng)強(qiáng)度的定義還存在問(wèn)題,要通過(guò)題目去強(qiáng)化。
4.對(duì)于幾種典型問(wèn)題,學(xué)生死記答案,要讓他們養(yǎng)成分析題目的習(xí)慣。
導(dǎo)言:
電場(chǎng)強(qiáng)度是電場(chǎng)中最基本的物理量之一,它描述了在一給定位置的電荷所受到的電場(chǎng)力的大小和方向。本篇文章將詳細(xì)介紹電場(chǎng)強(qiáng)度的概念、計(jì)算以及應(yīng)用,并配以生動(dòng)的實(shí)例來(lái)幫助讀者更好地理解和掌握該概念。
一、電場(chǎng)強(qiáng)度的概念:
電場(chǎng)強(qiáng)度(Electric Field Strength)是指單位正電荷在某一電場(chǎng)中所受到的電場(chǎng)力。其定義為單位正電荷所受到的電場(chǎng)力的大小和方向。電場(chǎng)強(qiáng)度的單位是牛頓每庫(kù)侖(N/C)。
二、電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算:
電場(chǎng)強(qiáng)度可以通過(guò)庫(kù)侖定律來(lái)計(jì)算。庫(kù)侖定律表明,兩個(gè)電荷之間的電場(chǎng)力與它們之間的距離的平方成反比,與電荷的大小成正比。具體計(jì)算公式為:
E = k * |q| / r^2
其中,E代表電場(chǎng)強(qiáng)度,k代表庫(kù)侖常數(shù),q代表電荷大小,r代表電荷之間的距離。
三、電場(chǎng)強(qiáng)度的性質(zhì):
1. 電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量性質(zhì):電場(chǎng)強(qiáng)度是一個(gè)矢量量,它有大小和方向。通常用箭頭來(lái)表示,箭頭的長(zhǎng)度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,箭頭的方向表示電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。
2. 電場(chǎng)強(qiáng)度與電荷的關(guān)系:電場(chǎng)強(qiáng)度與電荷的大小成正比。當(dāng)電荷的絕對(duì)值增大時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度也增大;當(dāng)電荷的絕對(duì)值減小時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度也減小。
3. 電場(chǎng)強(qiáng)度與距離的關(guān)系:電場(chǎng)強(qiáng)度與電荷之間的距離的平方成反比。當(dāng)兩個(gè)電荷之間的距離增大時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度減?。划?dāng)兩個(gè)電荷之間的距離減小時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度增大。
四、電場(chǎng)強(qiáng)度的應(yīng)用:
1. 幫助理解電場(chǎng)現(xiàn)象:電場(chǎng)強(qiáng)度的概念和計(jì)算可以幫助人們更好地理解電場(chǎng)的現(xiàn)象,比如靜電吸附、電磁感應(yīng)等。
2. 參與電場(chǎng)力的計(jì)算:電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算可以用于計(jì)算在給定電場(chǎng)中某一電荷所受到的電場(chǎng)力,從而幫助研究電荷之間的相互作用。
3. 設(shè)計(jì)電場(chǎng)實(shí)驗(yàn):在物理實(shí)驗(yàn)中,電場(chǎng)強(qiáng)度的概念可以用于設(shè)計(jì)各種電場(chǎng)實(shí)驗(yàn),比如電場(chǎng)分布實(shí)驗(yàn)、電場(chǎng)力實(shí)驗(yàn)等。
實(shí)例:電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算的例子
設(shè)想有兩個(gè)相同大小的正電荷A和B,它們之間的距離為1米。電荷A的電荷量為2庫(kù)侖,電荷B的電荷量為4庫(kù)侖?,F(xiàn)在我們來(lái)計(jì)算在電荷A所產(chǎn)生的電場(chǎng)中,電荷B所受到的電場(chǎng)力。
根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算公式:
E = k * |q| / r^2
其中,k為庫(kù)侖常數(shù),取值為9 * 10^9 N?m^2/C^2,q為電荷量,r為距離。
代入數(shù)值得:
E = (9 * 10^9 N?m^2/C^2) * (4 C) / (1 m)^2
= 36 * 10^9 N/C
因此,電荷B所受到的電場(chǎng)力為36 * 10^9 N。
:
通過(guò)本篇文章的介紹,我們對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的概念、計(jì)算和應(yīng)用有了更加詳細(xì)和具體的了解。電場(chǎng)強(qiáng)度作為電場(chǎng)中最基本的物理量之一,其重要性不言而喻。掌握電場(chǎng)強(qiáng)度的概念和計(jì)算方法有助于我們更好地理解電場(chǎng)現(xiàn)象,并可以應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)和電場(chǎng)力的計(jì)算中。希望本篇文章能為讀者提供一定的幫助,使其對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度有更深入的理解。
高中物理教案:第三節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度教學(xué)設(shè)計(jì)
一、【內(nèi)容與解析】
本節(jié)課要學(xué)的內(nèi)容電場(chǎng)強(qiáng)度指的是電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力F跟它的電荷量q的比值,其核心是比值,理解它關(guān)鍵就是要在電場(chǎng)中的同一點(diǎn),電場(chǎng)力F與電荷電量q成正比,比值F/q由電荷q在電場(chǎng)中的位置所決定,跟電荷電量無(wú)關(guān),是反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量,所以我們用這個(gè)比值F/q來(lái)表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱.由于它還與電勢(shì)差有一定的聯(lián)系,所以在本學(xué)科有重要的地位,并有一定的作用,是本學(xué)科的核心內(nèi)容。教學(xué)的重點(diǎn)是電場(chǎng)強(qiáng)度,解決重點(diǎn)的關(guān)鍵是理解電場(chǎng)強(qiáng)度的決定因素。
二、【教學(xué)目標(biāo)與解析】
1.教學(xué)目標(biāo)
1.知道電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的,知道電場(chǎng)是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài).
2.理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及其定義式,會(huì)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算,知道電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,知道電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是怎樣規(guī)定的.
3.能根據(jù)庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式推導(dǎo)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式,并能用此公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算.
4.知道電場(chǎng)的疊加原理,并應(yīng)用這個(gè)原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算.
2.目標(biāo)解析
理解電場(chǎng)強(qiáng)度是表示電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量,因而在引入電場(chǎng)強(qiáng)度的概念時(shí),應(yīng)該使學(xué)生了解什么是電場(chǎng)的強(qiáng)弱,同一個(gè)電荷在電場(chǎng)中的不同點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的大小是不同的,所受電場(chǎng)力大的點(diǎn),電場(chǎng)強(qiáng).應(yīng)當(dāng)使學(xué)生理解為什么可以用比值F/q來(lái)表示電場(chǎng)強(qiáng)度,知道這個(gè)比值與電荷q無(wú)關(guān),是反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量.用比值定義一個(gè)新的物理量是物理學(xué)中常用的方法,應(yīng)結(jié)合學(xué)生前面學(xué)過(guò)的類(lèi)似的定義方法,讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義.應(yīng)當(dāng)要求學(xué)生確切地理解E=F/q和E=kQ/r2這兩個(gè)公式的含義,以及它們的區(qū)別和聯(lián)系.應(yīng)用電場(chǎng)的疊加原理進(jìn)行計(jì)算時(shí)不應(yīng)過(guò)于復(fù)雜,一般只限于兩個(gè)電場(chǎng)疊加的情形.通過(guò)這種計(jì)算,使學(xué)生理解場(chǎng)強(qiáng)的矢量性。
三、【問(wèn)題診斷分析】
在本節(jié)課的教學(xué)中,學(xué)生可能遇到的問(wèn)題是不理解電場(chǎng)強(qiáng)度,產(chǎn)生這一問(wèn)題的原因是沒(méi)理解場(chǎng)。要解決這一問(wèn)題,就要理解場(chǎng)的本質(zhì),其中關(guān)鍵是弄清電場(chǎng)強(qiáng)度的決定因素。
四、【教學(xué)支持條件分析】
五、【教學(xué)過(guò)程】
問(wèn)題:怎么理解電場(chǎng)?
什么是電場(chǎng)強(qiáng)度?
1、電場(chǎng):
啟發(fā)學(xué)生從哲學(xué)角度認(rèn)識(shí)電場(chǎng),理解電場(chǎng)的客觀存在性,不以人的意識(shí)為轉(zhuǎn)移,但能為人的意識(shí)所認(rèn)識(shí)的物質(zhì)屬性.利用課本圖14-5說(shuō)明:電荷A和B是怎樣通過(guò)電場(chǎng)與其他電荷發(fā)生作用.電荷A對(duì)電荷B的作用,實(shí)際上是電荷A的電場(chǎng)對(duì)電荷B的作用;電荷B對(duì)電荷A的作用,實(shí)際上是電荷B的電場(chǎng)對(duì)電荷A的作用.
(1)電荷之間的相互作用是通過(guò)特殊形式的物質(zhì)——電場(chǎng)發(fā)生的,電荷的周?chē)即嬖陔妶?chǎng).
特殊性:不同于生活中常見(jiàn)的物質(zhì),看不見(jiàn),摸不著,無(wú)法稱(chēng)量,可以疊加.
物質(zhì)性:是客觀存在的,具有物質(zhì)的基本屬性——質(zhì)量和能量.
(2)基本性質(zhì):主要表現(xiàn)在以下幾方面
①引入電場(chǎng)中的任何帶電體都將受到電場(chǎng)力的作用,且同一點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中不同點(diǎn)處受到的電場(chǎng)力的大小或方向都可能不一樣.
②電場(chǎng)能使引入其中的導(dǎo)體產(chǎn)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象.
③當(dāng)帶電體在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力將對(duì)帶電體做功,這表示電場(chǎng)具有能量.
可見(jiàn),電場(chǎng)具有力和能的特征
提出問(wèn)題:同一電荷q在電場(chǎng)中不同點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的方向和大小一般不同,這是什么因素造成的?引出電場(chǎng)強(qiáng)度的概念:因?yàn)殡妶?chǎng)具有方向性以及各點(diǎn)強(qiáng)弱不同,所以靠成同一電荷q在電場(chǎng)中不同點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的方向和大小不同,我們用電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向.
2、電場(chǎng)強(qiáng)度(E):
由圖1.2-1可知帶電金屬球周?chē)嬖陔妶?chǎng)。且從小球受力情況可知,電場(chǎng)的強(qiáng)弱與小球帶電和位置有關(guān)。引出試探電荷和場(chǎng)源電荷----
(1)關(guān)于試探電荷和場(chǎng)源電荷-(詳見(jiàn)p12)
注意:檢驗(yàn)電荷是一種理想化模型,它是電量很小的點(diǎn)電荷,將其放入電場(chǎng)后對(duì)原電場(chǎng)強(qiáng)度無(wú)影響
指出:雖然可用同一電荷q在電場(chǎng)中各點(diǎn)所受電場(chǎng)力F的大小來(lái)比較各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)弱,但是電場(chǎng)力F的大小還和電荷q的電量有關(guān),所以不能直接用電場(chǎng)力的大小表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱.實(shí)驗(yàn)表明:在電場(chǎng)中的同一點(diǎn),電場(chǎng)力F與電荷電量q成正比,比值F/q由電荷q在電場(chǎng)中的位置所決定,跟電荷電量無(wú)關(guān),是反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量,所以我們用這個(gè)比值F/q來(lái)表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱.
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度
①定義:電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力F跟它的電荷量q的比值,叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,簡(jiǎn)稱(chēng)場(chǎng)強(qiáng).用E表示。
公式(大?。篍=F/q(適用于所有電場(chǎng))
單位:N/C意義p13
提出問(wèn)題:電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,怎樣表示電場(chǎng)的方向呢?
②方向性:物理學(xué)中規(guī)定,電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向跟正電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向相同.
指出:負(fù)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相反.
帶領(lǐng)學(xué)生討論真空中點(diǎn)電荷周?chē)碾妶?chǎng),說(shuō)明研究方法:將檢驗(yàn)電荷放入點(diǎn)電荷周?chē)碾妶?chǎng)中某點(diǎn),判斷其所受的電場(chǎng)力的大小和方向,從而得出該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)..
◎唯一性和固定性
電場(chǎng)中某一點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度E是唯一的,它的大小和方向與放入該點(diǎn)電荷q無(wú)關(guān),它決定于電場(chǎng)的源電荷及空間位置,電場(chǎng)中每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)著的電場(chǎng)強(qiáng)度與是否放入電荷無(wú)關(guān).
帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)出真空中點(diǎn)電荷周?chē)妶?chǎng)的大小和方向.在此過(guò)程中注意引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)公式E=F/q和E=kQ/r2的區(qū)別及聯(lián)系.
3、(真空中)點(diǎn)電荷周?chē)碾妶?chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加
(1)點(diǎn)電荷周?chē)碾妶?chǎng)
①大?。篍=kQ/r2(只適用于點(diǎn)電荷的電場(chǎng))
②方向:如果是正電荷,E的方向就是沿著pQ的連線并背離Q;如果是負(fù)電荷:E的方向就是沿著pQ的連線并指向Q.(參見(jiàn)課本圖14-7)
說(shuō)明:公式E=kQ/r2中的Q是場(chǎng)源電荷的電量,r是場(chǎng)中某點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離.從而使學(xué)生理解:空間某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是由產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)源電荷和該點(diǎn)距場(chǎng)源電荷的距離決定的,與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān).
提出問(wèn)題:如果空間中有幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在,此時(shí)各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是怎樣的呢?帶領(lǐng)學(xué)生由檢驗(yàn)電荷所受電場(chǎng)力具有的疊加性,分析出電場(chǎng)的疊加原理.
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理:某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于該點(diǎn)周?chē)鱾€(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和.
電場(chǎng)是物理學(xué)中非常重要的概念之一,它描述了電荷周?chē)牧?chǎng)。而電場(chǎng)強(qiáng)度是電場(chǎng)的一種量度。本篇文章將為讀者詳細(xì)介紹電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的概念、特性和計(jì)算方法,并提供一份富有生動(dòng)性的教案。
一、概念的引入
1.電場(chǎng)概念的重要性,介紹電場(chǎng)是指電荷周?chē)牧?chǎng)。
2.給出電場(chǎng)強(qiáng)度的概念:電場(chǎng)強(qiáng)度描述了電場(chǎng)對(duì)單位正電荷產(chǎn)生的力的大小和方向。
3.引入電場(chǎng)強(qiáng)度的定義:在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,等于該點(diǎn)受力的大小與單位正電荷的比值。
二、電場(chǎng)強(qiáng)度的特性
1.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與力的方向相同;
2.電場(chǎng)強(qiáng)度大小與電荷的大小和距離的平方成反比;
3.電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量量,具有大小和方向。
三、電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算方法
1.計(jì)算場(chǎng)強(qiáng)教案:給出場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算的基本公式,場(chǎng)強(qiáng)E等于物體所受電力F與物體所帶電荷Q的比值;
2.通過(guò)一個(gè)具體的例題演示電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算方法。
四、實(shí)驗(yàn)活動(dòng)
活動(dòng)1:探究電荷大小對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的影響
1.給學(xué)生準(zhǔn)備各種大小的電荷,如正電荷和負(fù)電荷;
2.讓學(xué)生通過(guò)將不同大小的電荷放入電場(chǎng)中測(cè)量電場(chǎng)強(qiáng)度,觀察電場(chǎng)強(qiáng)度的變化規(guī)律。
活動(dòng)2:探究距離對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的影響
1.給學(xué)生準(zhǔn)備一個(gè)電荷和多個(gè)距離不同的測(cè)試點(diǎn);
2.讓學(xué)生通過(guò)在不同距離上測(cè)量電場(chǎng)強(qiáng)度,觀察電場(chǎng)強(qiáng)度與距離的關(guān)系。
五、鞏固練習(xí)
教師提供一些電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算題目,讓學(xué)生在課堂上完成,并給予及時(shí)的反饋。
六、知識(shí)拓展
講解電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系,引入額外知識(shí)。
通過(guò)本次教學(xué),學(xué)生可以全面了解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念、特性和計(jì)算方法。實(shí)驗(yàn)活動(dòng)能夠讓學(xué)生親手實(shí)踐,加深對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的理解。通過(guò)鞏固練習(xí)和知識(shí)拓展,學(xué)生能夠更好地應(yīng)用電場(chǎng)強(qiáng)度相關(guān)知識(shí),豐富對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的理解。
結(jié)尾部分可能根據(jù)具體教學(xué)內(nèi)容需要進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)充。以上僅為教案草稿,詳細(xì)的教案需要教師根據(jù)具體情況進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。希望這篇文章對(duì)您有所幫助!
感謝您閱讀“幼兒教師教育網(wǎng)”的《電場(chǎng)強(qiáng)度課件》一文,希望能解決您找不到幼兒園教案時(shí)遇到的問(wèn)題和疑惑,同時(shí),yjs21.com編輯還為您精選準(zhǔn)備了電場(chǎng)強(qiáng)度課件專(zhuān)題,希望您能喜歡!
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