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2/6場強的疊加電場線李理江蘇省淮陰中學高一物理【核心素養(yǎng)】通過《電場強度》的學習過程,讓學生體會類比遷移的方法和思路;培養(yǎng)學生透過現(xiàn)象看本質(zhì)的能力,學會發(fā)現(xiàn)問題、提出問題,討論問題,作出假設并通過推理來總結得出相關結論。從而激發(fā)學生的學習興趣,體驗探究的過程與成功的喜悅?!窘虒W目標】1.知道電荷相互作用是通過電場發(fā)生的;2.理解電場強度的定義,并能用電場強度概念求點電荷產(chǎn)生電場的電場強度;3.電場疊加及知道疊加求合場強用平行四邊形定則?!窘虒W重、難點】1.重點:電場強度的定義。2.難點:電場疊加及知道疊加求合場強用平行四邊形定則?!窘虒W過程】課前:登陸優(yōu)教平臺,發(fā)送預習任務。根據(jù)優(yōu)教平臺上學生反饋的預習情況,發(fā)現(xiàn)薄弱點,針對性教學。(優(yōu)教提示:請登陸優(yōu)教平臺,發(fā)送本節(jié)預習任務)課題引入真空中點電荷的電場強度如何?利用電場強度定義及庫侖定律推導正點電荷Q產(chǎn)生的電場中在r處某點電場強度。學生推導后,E=kQ/r2這個表達式也從另一角度反映了電場強度E與試探電荷無關,只取決于場源電荷帶電量的多少及在距離場源電荷的位置。例:如果以Q為中心,r為半徑畫一個圓,則球面上各點的電場強度有什么特點?一.點電荷的電場1.點電荷Q在距離其為r處的場強E:2.場強取決于場源電荷Q及空間位置r;與檢驗電荷無關3.計算時Q取絕對值4.方向:若Q為正電荷——則P點E方向沿PQ連線且背離Q若Q為負電荷——則P點E方向沿PQ連線且指向Q問題4:如果場源電荷不止是一個點電荷,那么如何求電場中某點合場強?與力的合成類比,得出結論,電場疊加原理,平行四邊形定則。例:如圖所示,真空中有兩個點電荷Q1=+3.0×10-8C和Q2=-3.0×10-8C,它們相距0.1m,A點與上述兩個點電荷的距離r相等,且r=0.1m。求:a、電場中A點的場強;b、在A點放入電量q=-1×10-6C,求它受的電場力的大小。5.若空間同時存在幾個場源電荷(Q1、Q2),則EP?電場疊加原理:如果幾個場源電荷同時存在,則此時空間某點的場強等于各個場源電荷單獨在該點產(chǎn)生的場強的矢量和,矢量合成遵循平行四邊形定則。(優(yōu)教提示:請打開素材“動畫演示:電場中的導體達到靜電平衡狀態(tài)”)思考:一個比較大的帶電物體不能看成點電荷,如何計算它在某處的電場強度呢?分析:“微元思想”,然后用點電荷場強疊加的方法例:判斷均勻帶電球體(球殼),在距離其球心r處E的方向??梢宰C明一個半徑為R的均勻帶電球體(或球殼)在球的外部產(chǎn)生的電場,與一個位于球心的、電量相等的點電荷產(chǎn)生的電場相同思考與討論:兩類常見的電場①等量同種點電荷中垂線的場強②等量異種點電荷中垂線的場強在中垂線上場強變化規(guī)律如何?學生思考討論。(優(yōu)教提示:請打開素材“動畫演示:模擬電場線的分布(鼠標拖動電荷即可)”)上圖中,在正電荷周圍電場中畫了很多場強矢量,從這個圖上我們可以很方便地了解正電荷周圍各點的電場分布情況,但它還不是最好的,因為電場中有無數(shù)個點,我們不能畫出無數(shù)個矢量,法拉第為我們提供了一種很好的方法,就是用電場線來形象地描述電場電場線在每一點的切線方向表示該點的場強方向,電場線的疏密表示場強的大小。(用計算機展示幾種典型電場線的分布圖,并介紹它們的特點)問:根據(jù)我們所看到的幾種電場線,誰能歸納一下電場線的方向有什么特點?教師歸納:電場線總是從正電荷出發(fā),終止于負電荷或無窮遠,如果只有負電荷,則電場線來自無窮遠,終止于負電荷。問:任意兩條電場線都不會相交,這是為什么?教師歸納:如果相交,則交點就會有兩個切線方向,而同一點場強的大小和方向是唯一的。實驗模擬以上幾種典型的電場線。歸納:大家要特別注意一個問題:我們雖然可以用實驗模擬電場線的分布,但是,電場線并不是電場中真實存在的曲線,它只是我們?yōu)榱诵蜗蟮孛枋鲭妶龆氲摹4蠹抑?,法拉第首先提出了電場,并用電場線形象地描述電場的分布,這在物理學中是非常重要的。雖然法拉第當時認為電場線是真實的曲線,這是不對的,但是,法拉第的場線思想?yún)s是非常寶貴的。用場線來形象地描繪矢量場的分布這種方法一直被普遍地采用著。二、電場線電場線是用來形象地描述電場強弱與方向特性的一簇有方向的曲線。電場線上每一點的切線方向,都和該點的場強方向一致。三、電場線的特征1、電場線密的地方場強大,電場線疏的地方場強小2、靜電場的電場線起于正電荷止于負電荷,孤立的正電荷(或負電荷)的電場線止于(或起于)無窮遠處點,是不閉合的曲線。3、電場線不會相交,也不會相切4、電場線是假想的,實際電場中并不存在5、電場線與帶電粒子在電場中的運動軌跡之間沒有必然聯(lián)系四、幾種常見電場中電場線的分布及特點1、正、負點電荷的電場中電場線的分布a、離點電荷越近,電場線越密,場強越大b、以點電荷為球心作個球面,電場線處處與球面垂直,在此球面上場強大小處處相等,方向不同。2、等量異種點電荷形成的電場中的電場線分布a、沿點電荷的連線,場強先變小后變大b、兩點電荷連線中垂面(中垂線)上,場強方向均相同,且總與中垂面(中垂線)垂直c、在中垂面(中垂線)上,與兩點電荷連線的中點0等距離各點場強相等。3、等量同種點電荷形成的電場中電場中電場線分布情況a、兩點電荷連線中點O處場強為0b、兩點電荷連線中點附近的電場線非常稀疏,但場強并不為0c、兩點電荷連線的中點到無限遠電場線先變密后變疏4、勻強電場a、勻強電場是大小和方向都相同的電場,故勻強電場的電場線是平行等距的直線b、電場線的疏密反映場強大小,電場方向與電場線平行電場是電荷周圍客觀存在的一種物質(zhì),它“看不見”、“摸不著”,我們是怎么認識它的呢?根據(jù)電場和其它物質(zhì)的相互作用來認識電場的。為此我們引入了檢驗電荷,用檢驗電荷是否受到電場力來判斷電場是否存在;又用檢驗電荷受到的電場力與它的電量的比值即電場強度來定量描述電場的性質(zhì)。用電場線形象地描述電場的分布。課堂訓練(優(yōu)教提示:打開優(yōu)教配套習題,使用互動答題卡,更快更便捷地掌握學生的學習情況)1.關于電場強度,下列說法正確的是:A.E=F/q,若q減半,則該處的場強變?yōu)樵瓉淼?倍B.E=kQ/r2中,E與Q成正比,而與r平方成反比C.在以一個點電荷為球心,r為半徑的球面上,各點的場強均相同D.電場中某點的場強方向就是該點所放電荷受到的電場力的

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