《电场强度》教学设计 课题名称： 《电场强度》第1课时 姓名： 李征 工作单位： 南阳市第五中学 学科年级：高二年级 教材版本：人教版物理选修3-1 1.教学目标 1.通过回顾电场观点提出的历史，使学生领略到科学的和谐与继承性，知道场是客观有 在的一种特殊物质形态，电荷间相互作用通过电场发生；对物质的认识由实物物质扩展到场 物质： 2.通过了解试探电荷作为理想模型的作用和要求，让学生练习使用迁移类比、理想模型 的思维方式研究抽象事物。 3通过经历用比值法定义电场强度的建构过程，让学生理解电场强度的概念、单位和方 向，并会进行有关计算：体会将抽象问题转化为直观问题的思维方式，理解比值E反映的是 电场强弱，培养学生透过现象探究本质的能力，帮助其树立严谨的科学态度与锲而不舍的探 索精神，实现可持续发展的课堂。 4通过推导点电荷场强的决定式，培养学生利用科学规律解决实际问题的能力，学生在 此过程体验探索规律的艰辛与喜悦，进一步养成将知识应用于生活实践的科学素养。 5.通过师生互动、合作探究，加深学生对矢量的理解，培养学生的自主学习意识，让 学生成为学习的主人。 2教学重、难点 教学重点： 1、“场”概念的形成 2、理解电场强度的物理意义 3、点电荷电场决定式的推导 教学难点： 电场强度的定义方法 3教学用具 多媒体课件、起电机、绝缘导体球（大号）、绝缘架子与绝缘挂钩、轻质金属小球、塑料棒 (或橡胶棒) -1
- 1 - 《电场强度》教学设计 课题名称： 《电场强度》第 1 课时 姓 名： 李 征 工作单位： 南阳市第五中学 学科年级： 高二年级 教材版本： 人教版物理选修 3-1 1.教学目标 1.通过回顾电场观点提出的历史，使学生领略到科学的和谐与继承性，知道场是客观存 在的一种特殊物质形态，电荷间相互作用通过电场发生；对物质的认识由实物物质扩展到场 物质； 2.通过了解试探电荷作为理想模型的作用和要求，让学生练习使用迁移类比、理想模型 的思维方式研究抽象事物。 3.通过经历用比值法定义电场强度的建构过程，让学生理解电场强度的概念、单位和方 向，并会进行有关计算；体会将抽象问题转化为直观问题的思维方式，理解比值 F q 反映的是 电场强弱,培养学生透过现象探究本质的能力，帮助其树立严谨的科学态度与锲而不舍的探 索精神，实现可持续发展的课堂。 4.通过推导点电荷场强的决定式,培养学生利用科学规律解决实际问题的能力，学生在 此过程体验探索规律的艰辛与喜悦，进一步养成将知识应用于生活实践的科学素养。 5. 通过师生互动、合作探究，加深学生对矢量的理解，培养学生的自主学习意识，让 学生成为学习的主人。 2.教学重、难点 教学重点： 1、“场”概念的形成 2、理解电场强度的物理意义 3、点电荷电场决定式的推导 教学难点： 电场强度的定义方法 3.教学用具 多媒体课件、起电机、绝缘导体球（大号）、绝缘架子与绝缘挂钩、轻质金属小球、塑料棒 （或橡胶棒）
4.设计思路与教学流程示意图 以“电荷间相互作用如何发生”、“如何描述电场的强弱”两大问题为主线展开，具体思路和教学流程如 下图 开始 提出疑问：超距力 实验引入 是否存在 复习库仑定律 讨论与演示 通过实验 、建立场概念 猜想、讨论 提出疑问：如何 研究电场特征？ 确立研究方 实验探究：电场 猜想、讨论、 例题探究 法：试探电荷 强弱的特征 巩周练习 电场定义式 确立研究方 法，比值定义 提出实例：点电 荷的场强 ↓ 猜想、讨论 检测 评价 正/负点电荷场强 得出结论 特点大小/方向 巩固性 小结 知识体系 作业 整理与回顾 (结束 -2-
- 2 - 4.设计思路与教学流程示意图 以“电荷间相互作用如何发生”、“如何描述电场的强弱”两大问题为主线展开，具体思路和教学流程如 下图： 确 立 研究 方 法：比值定义 电场定义式 巩固练习 提出实例：点电 荷的场强 猜想、讨论 检测 评价 正/负点电荷场强 得出结论 特点(大小/方向) 巩固性 作业 知识体系 整理与回顾 小结 结束 开始 实验引入 复习库仑定律 提出疑问：超距力 是否存在 讨论与演示 通过实验 建立场概念 提出疑问：如何 研究电场特征？ 猜想、讨论 确立研究方 法：试探电荷 实验探究：电场 强弱的特征 猜想、讨论、 例题探究
5.教学过程 教学 教师活动 预设 设计意图 内容 牲活 首先与学生握手，说明弹力接触发生。通过幻灯片举出生活实 ,导言： 力不能脱离施力、受力物体而独立存在，即力具有物质 学生解答 抓住要害，让 引入 学生在原有 新课 的知识结构 提出问题：物体之间有力的作用时，必须接触吗？引入重力、 的基础上，不 磁力，复习上节课的库仑定律。提出疑问：非接触力发生相互作用 不带地开 的根本原因是什么？难道能够不需要介质超越空间吗？ 学生回答 始新的认知 体系的建构 讲行实验：金属小球带电后，信离了原来的平衡位置，说明在 导体球的周围存在着一种特殊的物质。 师生共同拟 引出“场的概念 让学生认识到电场是一种特殊的物质，不以人的意识为转移但 学生感知 与度 2. 能为人的意识所认识。随之介绍其基本性质：电场对放入其中的电 新课 益右力作田 教学 板书：电场1定义2基本性质（略） 提出第2个问题：电场看不见、摸不着，但又客观存在，我们 先让学生从 如何来认识它？摸清它的“脾气”？一一可以根据它表现出来的性 质来研究它。（即从静电力入手） 心理上接受 (此处类比法的使用：)如何知道一杯水的温度？ 学生回 “场”这个新 概念 答：用温 课堂 引出“试探电荷”的概念 度计 讲选 继续类比：温度计放在水中后，会对周围水的温度产生一定的影 用温度计类 响。若要这种影响忽略不计，对温度计本身有什么要求？ 比“试探电 学生回 荷”，从两个 答：温度 不同角倍 再问：引入的试探电荷应具有什么特点才能真正反映原电场的性 计的个头 质2 到让学生从 和质量不 能太大 形象思维向 一弄清楚对“试探电荷”这个理想模型的要求 抽象思维的 过渡 做实验：在一个带电体周围不同距离处悬挂相同的带电小球， 观察现象 通过以上合 学生观察 理设问，明确 思维轨迹。让 学生清晰地 堂 堂握场强引 练 学生思考 入的思路及 甘物理义 学生回答 将电场的骑 弱由定性 提出问题：相同带电小球在某一电场中的不同位置所受作用不 分组一样，这说明了什么问题？其本质原因是什么？ 根据库仑 知变为定量 3
- 3 - 5.教学过程 教 学 内容 1. 引入 新课 2. 新课 教学 课堂 讲述 课堂 练习 分组 教 师 活 动 首先与学生握手，说明弹力接触发生。通过幻灯片举出生活实 例，导言：力不能脱离施力、受力物体而独立存在，即力具有物质 性。 提出问题：物体之间有力的作用时，必须接触吗？引入重力、 磁力，复习上节课的库仑定律。提出疑问：非接触力发生相互作用 的根本原因是什么？难道能够不需要介质超越空间吗？ 进行实验：金属小球带电后，偏离了原来的平衡位置，说明在 导体球的周围存在着一种特殊的物质。 引出“场”的概念 让学生认识到电场是一种特殊的物质，不以人的意识为转移但 能为人的意识所认识。随之介绍其基本性质：电场对放入其中的电 荷有力作用。 板书：电场 1.定义 2.基本性质（略） 提出第 2 个问题：电场看不见、摸不着，但又客观存在，我们 如何来认识它？摸清它的“脾气”？——可以根据它表现出来的性 质来研究它。（即从静电力入手） （此处类比法的使用：）如何知道一杯水的温度？ ——引出“试探电荷”的概念 继续类比:温度计放在水中后，会对周围水的温度产生一定的影 响。若要这种影响忽略不计，对温度计本身有什么要求？ 再问:引入的试探电荷应具有什么特点才能真正反映原电场的性 质? ——弄清楚对“试探电荷”这个理想模型的要求 做实验：在一个带电体周围不同距离处悬挂相同的带电小球， 观察现象。 提出问题：相同带电小球在某一电场中的不同位置所受作用不 一样，这说明了什么问题?其本质原因是什么？ 预设 学生活动 学生解答 学生回答 学生感知 学生回 答：用温 度计 学生回 答：温度 计的个头 和质量不 能太大 学生观察 学生思考 学生回答 根据库仑 设计意图 抓住要害，让 学生在原有 的知识结构 的基础上，不 知不觉地开 始新的认知 体系的建构。 师 生 共 同 做 实验，提高学 生 的 课 堂 参 与度 先让学生从 心理上接受 “场”这个新 概念 用 温 度 计 类 比 “ 试 探 电 荷”，从两个 不 同 角 度 达 到 让 学 生 从 形 象 思 维 向 抽 象 思 维 的 过渡 通 过 以 上 合 理设问，明确 思维轨迹。让 学 生 清 晰 地 掌 握 场 强 引 入 的 思 路 及 其物理意义， 将 电 场 的 强 弱 由 定 性 感 知 变 为 定 量
讨论 一说明库仑力的大小与距离有关。 定律计算计算，既突出 又提出问题：能否用电场力的大小表示电场的强弱？ 数据，讨重点，又突破 我们带着这两个问题一起学习电场强度一一引出电场强度的概论用什么 了教学难点 样的物理 趁热打铁：提出探究的例题 描述由 如图，真空中点电荷电量是Q,A是其电场中的某点，AQ的距离为 场的强弱 x现将电量为399gg<<Q的试探电荷依次放在A点，请计算 最合适。 每个试探电荷所受电场力的大小（静电力常量k已知） 师生可动，提 要求学生根据题意、完成表格，并分组讨论。用什么物理量描 高了学生的 述电场的强弱最合适？ 课堂参与度， 使其更加有 电荷量93g9g 学生代表 兴趣地融入 A点受力 回答 到课堂中来， 并持由杨丽 提问学生代表回答。 度方向的趣 最后让学生在上述思考的基础上归纳电场强度物理意义、定义 定性有了更 练习及其单位。 深刻的认识 与 板书：电场强度1定义式：E=F/q 师生互动 思考 2.单位3.物理意义（略） 活跃课堂 提出问题：申场漏度有方向吗？ 气氛 师生互动：教师充当源电荷，找学生充当试探电荷（正、负各 ),让学生指出其所受电场力的方向，并让对应学生的同桌指出 所在处电场强度的方向。 通过互动，不仅形象地说明场强是矢量，还说明了正、负受电 场力方向与场强的关系 板书：电场强度的方向：正电荷所受电场力的方向 思考、选 对电场强度 提出练习与思 (幻灯片展示) 这个抽象的 空间存在静电场，在电场中的A点放入电量为2×10℃的正电荷 概念有了定 电荷受到方向向右大小为4×10N的电场力，A点的场强大小为 量、清晰的认 N/C,方向若在该点改放电量为1X10C的负电荷，电荷 受到的电场力大小、为 一八，方向一此时A点的场强大小为讨论、探 究 如果在A点放入一个9=0的质点，该点的场强大小为 N/C 分不同层次解释电场强度在试探电荷变化的时候、取走试探电 荷的时候，对该点电场强度有无影响。 立足更高的 再次用到类比法：引导学生观察灯泡 层次从点到 将灯泡、灯光、学生的目光类比为场源电荷、场强和试探电荷 面，提高学生 从而更加形象的说明试探电荷的电量多少和有无对场强毫无影响。 对物理体系 提出：能否认为ExF、Ex1/O？ 的认知水平 继而拓展到一系列用比值定义的物理量，如速度=x化、速目 学生代表 度a=△V、密度pmN、电阻R=UI等 ,总结这 回答 的共同点：用比值定义的物理量与比值中的两物理量无关。该知识 加强训练 点在后面电容的学习中要再次强化。 例题一（幻灯片） 4
- 4 - 讨论 练习 与 思考 例题 精选 一 ——说明库仑力的大小与距离有关。 又提出问题：能否用电场力的大小表示电场的强弱？ 我们带着这两个问题一起学习电场强度——引出电场强度的概 念 趁热打铁：提出探究的例题 如图,真空中点电荷电量是Q, A是其电场中的某点,AQ的距离为 r. 现将电量为 q、3q、9q(q<<Q)的试探电荷依次放在 A 点，请计算 每个试探电荷所受电场力的大小.(静电力常量 k 已知) 要求学生根据题意、完成表格，并分组讨论。用什么物理量描 述电场的强弱最合适？ 提问学生代表回答。 最后让学生在上述思考的基础上归纳电场强度物理意义、定义 及其单位。 板书：电场强度 1.定义式：E=F/q 2.单位 3.物理意义（略） 提出问题：电场强度有方向吗？ 师生互动：教师充当源电荷，找学生充当试探电荷（正、负各 一），让学生指出其所受电场力的方向，并让对应学生的同桌指出 所在处电场强度的方向。 通过互动，不仅形象地说明场强是矢量，还说明了正、负受电 场力方向与场强的关系 板书：电场强度的方向：正电荷所受电场力的方向 提出练习与思考：（幻灯片展示） 空间存在静电场,在电场中的A点放入电量为2×10-9C的正电荷, 电荷受到方向向右大小为 4×10-4N 的电场力,A 点的场强大小为 ______ N/C,方向_____;若在该点改放电量为 1×10-9C 的负电荷,电荷 受到的电场力大小为________N,方向_____;此时 A 点的场强大小为 ________N/C；方向______ 如果在 A 点放入一个 q=0 的质点，该点的场强大小为_____ N/C 分不同层次解释电场强度在试探电荷变化的时候、取走试探电 荷的时候，对该点电场强度有无影响。 再次用到类比法：引导学生观察灯泡。 将灯泡、灯光、学生的目光类比为场源电荷、场强和试探电荷， 从而更加形象的说明试探电荷的电量多少和有无对场强毫无影响。 提出：能否认为 E∝F、E∝1/Q？ 继而拓展到一系列用比值定义的物理量，如速度 v=x/t、加速 度 a=△V/t、密度 ρ=m/V、电阻 R=U/I 等，总结这一系列定义式 的共同点：用比值定义的物理量与比值中的两物理量无关。该知识 点在后面电容的学习中要再次强化。 例题一（幻灯片） 定律计算 数据，讨 论用什么 样的物理 量描述电 场的强弱 最合适。 学生代表 回答 师生互动 活跃课堂 气氛 思考、选 择 讨论、探 究 学生代表 回答 计算,既突出 重点，又突破 了 教 学 难 点 之一。 师生互动，提 高 了 学 生 的 课堂参与度， 使 其 更 加 有 兴 趣 地 融 入 到课堂中来， 并 对 电 场 强 度 方 向 的 规 定 性 有 了 更 深刻的认识 对 电 场 强 度 这 个 抽 象 的 概 念 有 了 定 量、清晰的认 识 立 足 更 高 的 层 次 从 点 到 面，提高学生 对 物 理 体 系 的认知水平 加强训练
下面进入实例应用 实例 电场的种类非常多，有一种很重要的就是点电荷的电场。 分析 提出问题3：点电荷的电场强度如何？ 提高学生的 让学生以学习小组为单位，讨论、探究、得出结论（提示：利 分析推导 自我学习能 用场强的定义式和库仑定律)三-号 讨论探究 力 (板书该公式》 该结论充分说明：电场中某一点的电场强度是唯一的，与试探 电荷无关，而是决定于场源电荷和空间位置 思索 点电荷周围电场强度的方向呢？（不要忘了电场强度是矢量） 总结 师生互动：教师拿有代表源电荷的模型走到学生中间提问 师生互动 设计问题：以点电荷为圆心的同心圆上的两点，强化场强矢量性 分析本节课的两个公式E=F/q和E=kQ/r2有什么区别。 强调第一个是定义式，第二个是决定式：另外，必须分清楚两个 学生畅谈 帮助学生梳 字母Q代表的含义不同 对本节课 理本节知识， 知识上的 培养学生归 3. 复习回顾本节课所学知识，对物理体系进行整理与补充 收获，思想 纳总结能力 回顾 教师在评价的同时加以补充 方法上的 总结 领悟；重新 课后作业 回顾本节 (一）阅读课本P13【科学漫步】《法拉第和场的观点》： 课知识，重 该项阅读不仅能让学生回顾电场观点提出的历史，领略科 复记忆 4. 学的继承性，加深对“场”这种特殊物质的理解：同时此文中法拉 布置 第对于场的形象描述还可以帮助学生建立将抽象问题转化为直观问 作业 题的思维方式，为下节课电场线的讲解打下基础。 (二).完成课本P14《问题与练习》第1、2、3题 学生课后 使学生巩固 一课后第1题使用电场强度的定义式进行计算，学以致用：第 对本节课 所学知识、领 2题利用微观粒子电子和质子，加强对点电荷场强的感性认识：而 知识巩固 会研究方法， 第3题将地球附近的重力场与电场类比，对“场”的类型进行了补 强化 达到学以致 充，为学生更加完整的理解“场”乃至后面复合场这类抽象概念埋 用的目的 下了伏笔。 6板书设计 电场 电荷周围客观存在的一种特殊物质， 对放入其中的电荷有力的作用 电场 定义式：E-E 电强度的大小 单 度 粒中点电情的a:E-是 电场强度的方向：正电荷所受电场力的方向 -5
- 5 - 实例 分析 3. 回顾 总结 4. 布置 作业 下面进入实例应用 电场的种类非常多，有一种很重要的就是点电荷的电场。 提出问题 3:点电荷的电场强度如何？ 让学生以学习小组为单位，讨论、探究、得出结论（提示：利 用场强的定义式和库仑定律） （板书该公式） 该结论充分说明：电场中某一点的电场强度是唯一的，与试探 电荷无关，而是决定于场源电荷和空间位置 点电荷周围电场强度的方向呢？（不要忘了电场强度是矢量） 师生互动：教师拿有代表源电荷的模型走到学生中间提问 + - 设计问题：以点电荷为圆心的同心圆上的两点，强化场强矢量性 分析本节课的两个公式 E=F/q 和 E=kQ/r2有什么区别。 强调第一个是定义式，第二个是决定式；另外，必须分清楚两个 字母 Q 代表的含义不同 复习回顾本节课所学知识，对物理体系进行整理与补充 教师在评价的同时加以补充 课后作业 (一).阅读课本 P13【科学漫步】《法拉第和场的观点》； ——该项阅读不仅能让学生回顾电场观点提出的历史，领略科 学的继承性，加深对“场”这种特殊物质的理解；同时此文中法拉 第对于场的形象描述还可以帮助学生建立将抽象问题转化为直观问 题的思维方式，为下节课电场线的讲解打下基础。 (二).完成课本 P14 《问题与练习》 第 1、2、3 题 ——课后第 1 题使用电场强度的定义式进行计算，学以致用；第 2 题利用微观粒子电子和质子，加强对点电荷场强的感性认识；而 第 3 题将地球附近的重力场与电场类比，对“场”的类型进行了补 充，为学生更加完整的理解“场”乃至后面复合场这类抽象概念埋 下了伏笔。 分析推导 讨论探究 思索 总结 学生畅谈 对本节课 知识上的 收获,思想 方法上的 领悟;重新 回顾本节 课知识,重 复记忆 学生课后 对本节课 知识巩固 强化 提 高 学 生 的 自 我 学 习 能 力 师生互动 帮 助 学 生 梳 理本节知识， 培 养 学 生 归 纳总结能力 使 学 生 巩 固 所学知识、领 会研究方法, 达 到 学 以 致 用的目的 6.板书设计