《电场线》教学设计
《电场线》教学设计

《电场线》教学设计电场线设计者:江门一中滕树山1、教学内容使用人民教育出版社出版的普通高中物理课程标准实验教科书物理选修教材3-1第一章第三节第二课第14页至第16页和广东教育出版社出版的普通高中物理课程标准实验教科书物理选修教材3-1第一章第三节第11页至第13页。
主要内容:什么是电场线,用电场线表示电场的方向和强弱。
什么是匀强电场,以及匀电场的电场线的分布。
一个点电荷、两个等量电荷、带电平行板间的电场线的分布。
本节虽然在本章中不是重点,但是它可以形象描述电场强度、电势,对本章的重点概念-----电场强度、电势的理解有很大作用,故本节的教学也是关键的。
2、学生分析对于高二学生,已经知道什么是电场和电场强度,但如何形象地描叙电场,尤其是两个点电荷同时存在的电场,是学生感到困难内容; 采取实验和多媒体模拟的手段让学生动手探究这一问题的结果可以激发学生解决问题的兴趣。
3、设计思想电场线是为形象描述电场而引入的假想的线,并不存在,但它的形状可显示出来。
基于这点,对电场线的教学,本课采取实验和多媒体模拟的手段,让学生自主合作地探究几种电场线的分布,总结出电场线的特点。
4、教学目标(1)知识与技能:使学生知道什么是电场线,用电场线可以形象地表示电场的方向和强弱;知道什么是匀强电场,以及匀强电场的电场线的分布;知道一个点电荷、两个等量电何、带电平行板间的电场线的分布。
培养学动手实验的能力、动脑分析推理能力和自主合作探究能力。
(2)过程与方法学生分组自主合作地通过实验探究本课内容;教师组织课堂、提供适当的指导,引导学生进行评价。
(3)情感态度与价值观使学生从一些特殊事物找出它们的共性而得到一般的规律;使学生从合作解决问题的过程中学会合作;培养学生探究真理的科学精神。
5、教学的重点和难点理解电场线及其分布特点,理解电场线不是真实存在的线。
7、学习评价表设计意图:通过学生的自我评价,培养自主学习的意识和创新性、批判性、附1:各题提示语:1、用已学知识探究点电荷的电场线的分布特点。
高中物理电场线的教案设计

高中物理电场线的教案设计一、教学目标:1. 让学生理解电场线的概念,掌握电场线的特点和绘制方法。
2. 让学生掌握电场线的物理意义,了解电场线与电场强度之间的关系。
3. 培养学生运用电场线分析电场问题的能力,提高学生的物理思维能力。
二、教学内容:1. 电场线的概念:电场线是用来表示电场强度和方向的线条。
2. 电场线的特点:电场线从正电荷出发,终止于负电荷;电场线不相交,也不相切;电场线密集的地方,电场强度大;电场线稀疏的地方,电场强度小。
3. 电场线的绘制方法:以等势面为辅助,从正电荷出发,画出与等势面垂直的线条,终止于负电荷。
4. 电场线的物理意义:电场线可以形象地表示电场强度和方向,通过观察电场线可以了解电场的分布情况。
5. 电场线与电场强度之间的关系:电场线的密度表示电场强度的相对大小,电场线越密集,电场强度越大;电场线越稀疏,电场强度越小。
三、教学重点与难点:1. 重点:电场线的概念、特点、绘制方法以及物理意义。
2. 难点:电场线与电场强度之间的关系。
四、教学方法:1. 采用讲解法,讲解电场线的概念、特点、绘制方法以及物理意义。
2. 采用演示法,通过示例和动画展示电场线的绘制过程和电场线的分布情况。
3. 采用问题驱动法,引导学生通过观察电场线分析电场问题。
五、教学过程:1. 导入:通过复习电场强度的概念,引导学生引入电场线的学习。
2. 讲解电场线的概念、特点、绘制方法以及物理意义。
3. 演示电场线的绘制过程和电场线的分布情况,让学生直观地了解电场线。
4. 示例分析:通过观察电场线,分析电场的分布情况和电场强度的大小。
5. 练习:让学生独立绘制电场线,并分析电场的特点和电场强度的大小。
6. 总结:对本节课的内容进行总结,强化学生对电场线的理解和掌握。
7. 作业布置:布置有关电场线的练习题,巩固所学知识。
六、教学评估:1. 课堂提问:通过提问了解学生对电场线概念、特点和绘制方法的掌握情况。
2. 练习题:布置课堂练习题,评估学生对电场线知识的应用能力。
人教版高中物理《电场线》教学设计

《电场线》教学设计一、教材分析1.在教材中的地位和作用这节课是高中物理第二册第十四章第三节的内容。
它是为了形象的描述电场而引入的。
通过对本节课的学习可以对电场和电场强度有个更加深入和直观的认识,也为以后学习电场能的性质的打下了良好的基础。
因此本节课是本章的基础课,也是重点课。
2.教学目标本节课我要在知识上达到以下目标:让学生①掌握用电场线表示电场强度的方法;②掌握常见电场的电场线画法和特点;③掌握匀强电场的概念。
通过观察实验,概括出电场线的特点,在能力上达到:培养学生的观察概括能力的目标。
同时可以培养学生科学的思维素养,养成良好的学习习惯和科学的学习方法的目的。
3.重点难点本节课的重点是引入电场线的意义,以及电场线的分布和特点;这也是本节课的难点。
对于重点的突出和难点突破,我采用了以下方法:1.在课堂上精心设计实验,用实验模拟电场线的形状,并强调电场线只是人为画出的形象地表示电场分布的一种曲线,而实验仅仅是模拟了这种曲线的形状,实际上电场中并不存在这种曲线,实验也并非证实这种线的存在。
2.利用多媒体课件,动感的向同学们展示几种常见的电场线。
3.让学生自己观察并画出几种常见电场的电场线。
并总结出电场线的特点。
二、教法和学法由于电场看不见摸不着,非常抽象,而电场线又只是为了形象描述电场而假想的线,并不存在,所以本节课的关键是做好模拟实验,通过实验可以将抽象的知识形象化。
根据我校的情况我采用了利用蓖麻油内悬浮头发屑的方法让学生模拟了六种常见电场的电场线(即正负点电荷产生的电场的电场线,和等量异种点电荷、等量同种点电荷产生电场的电场线,点电荷与带电平板的电场线以及匀强电场的电场线)。
并且要求学生亲自动手画出以上六种电场线.教学实践证明:教学中创设物理情景,并提出问题,然后猜想假设,教师指导学生进行实验,学生边观察边思考,引导学生来探索规律并让学生试着自己得出结论。
一改过去教师讲,学生被动接受的局面,最大限度地调动学生积极性,并适时的给予学生恰当的思维点拔。
广东省廉江市第三中学高中物理《电场线》教学设计 选修3(1)

广东省廉江市第三中学高中物理《电场线》教学设计新人教版选修3一、设计思路挖掘物理学史在物理教育上的功能,教学中渗透物理学探讨进程中问题背景的演化,说明重大物理学问题产生的历史条件和致使的重大发觉,使学生从先辈大师的工作中体会科学探讨。
现有的物理知识,都是在人类与物理世界的长期对话中,通过无数的曲折与反复,进行抽象归纳而取得的。
对现有知识的历史考察,能够把发觉进程放在更真实的背景下,让学生了解科学问题是如何提出的,它的自然原型和理想模型是什么,问题是如何解决的,相应的概念和定律是如何萌生、提炼和进展的,呈现知识的生成进程,从而达到对知识本质的深切明白得。
“电场线”是物理学中一个重要的物理模型,“电场线”的引入,是人类熟悉抽象事物本质规律的一个重要的方式。
通过教学活动使学生经历电场线的实验模拟进程,了解电场线的作用。
体验“从抽象到具体,化无形为有形”成立理想模型的科学方式。
本节课采纳“类比”的方法来学习“电场线”。
引导学生充分利用已有知识和方式进行探讨活动。
通过与“磁感线”刻画进程的类比(从与磁场作用的外界表现来研究磁场的本质的思想方式),实验模拟“电场线”的进程,了解“电场线”的作用和特点。
二、《课标》要求、教学内容及教学对象分析1.《课标》要求:明白得电场线2.教学内容:在学习“电场线”时,与“磁感线”相类比,感受建模的方式。
3.教学对象已有知识基础:初中学习过用实验模拟磁感线的方式,高中已经学习了“库仑定律”“电场、电场强度”的初步知识。
三、教学目标1.知识与技术:明白得电场线;明白电场线能够形象地表示电场的强弱和方向。
2.进程与方式:在学习电场线的进程中,进一步感受成立理想模型的科学方式。
通过用实验的方法刻画电场线,学习运用空间想象构建“电场”在空间的散布景象。
通过比较“电场线”和初中所学的“磁感线”,感受类比的研究方式。
3.情感、态度与价值观通过观看、分析和实验,引导学生透过现象说明物理规律,培育崇尚科学、破除迷信的意识。
高中物理电场线教案

高中物理电场线教案
1. 掌握电场线的概念和特点;
2. 了解电荷在电场中的运动规律;
3. 能够画出不同电荷分布下的电场线。
【教学重点】
1. 电场线的概念和特点;
2. 不同电荷分布下的电场线。
【教学难点】
1. 画出不同电荷分布下的电场线。
【教学准备】
1. 教师准备课件、投影仪等教学工具;
2. 学生准备笔记本、铅笔、橡皮等学习工具。
【教学过程】
一、导入
教师向学生展示一些物体,如磁铁、气球、塑料棒等,问学生这些物体有什么共同之处,并引出电场线的概念。
二、讲解
1. 电场线的概念:电场线是描述电场分布情况的图形表示方式,它是从正电荷指向负电荷的线。
2. 电场线的特点:电场线在空间中的分布是连续的,且不会互相交叉,在电场线上的任意两点,电场强度大小和方向相同。
三、实例分析
教师给学生展示不同电荷分布下的电场线图,让学生分析、比较并回答相关问题。
四、练习
1. 给学生提供一些不同电荷分布的问题,并让他们画出相应的电场线图。
2. 学生分组进行练习,相互交流、讨论和检查。
五、总结
教师对本节课的内容进行总结,让学生对电场线的知识有一个清晰的概念。
【教学延伸】
1. 学习更多关于电场线的知识,如电场线的密度、形状等;
2. 深入研究电场线与电场强度的关系。
【课后作业】
1. 完成相关练习题;
2. 查阅资料,了解电场线在实际中的应用。
以上是一份高中物理电场线教案范本,希望能给您带来帮助。
【结束】。
高中物理电场线的教案设计

高中物理电场线的教案设计一、教学目标1.理解电场线的概念、特点及用途。
2.能够绘制简单的电场线图。
3.通过观察电场线,培养空间想象能力和抽象思维能力。
二、教学重点与难点1.教学重点:电场线的概念、特点及用途。
2.教学难点:电场线的绘制方法及空间想象能力的培养。
三、教学过程1.导入(1)通过展示电荷周围电场分布的图片,引导学生关注电荷产生的电场。
(2)提出问题:如何形象地表示电荷产生的电场?2.电场线的概念(1)介绍电场线的定义:电场线是用来表示电荷周围电场分布的一种图示方法。
3.电场线的特点(1)电场线从正电荷出发,指向负电荷。
(2)电场线在电荷周围呈放射状分布。
(3)电场线的疏密程度表示电场的强弱。
(4)电场线不相交,不闭合。
4.电场线的用途(1)通过观察电场线,可以判断电荷的正负。
(2)通过观察电场线的疏密程度,可以判断电场的强弱。
(3)电场线可以帮助我们形象地理解电场力的方向和大小。
5.电场线的绘制方法(1)讲解电场线的绘制方法:从电荷出发,沿电场力方向画线,使线与电场力方向一致。
(2)展示绘制电场线的示例,让学生跟随老师一起绘制。
(3)让学生独立绘制一个简单的电场线图,并进行点评。
6.空间想象能力的培养(1)让学生观察电场线图,尝试在脑海中构建三维空间模型。
(2)引导学生通过观察电场线,想象电荷周围电场的分布情况。
(3)组织学生进行小组讨论,分享空间想象的心得。
7.课堂小结(2)强调电场线在物理学中的重要性,鼓励学生在日常生活中关注电场现象。
8.作业布置(1)绘制一个复杂的电场线图,要求包含正负电荷。
(2)观察身边的电场现象,结合所学知识进行解释。
四、教学反思本节课通过导入、讲解、实践、讨论等环节,让学生掌握了电场线的概念、特点、用途及绘制方法。
在教学过程中,注重培养学生的空间想象能力和抽象思维能力。
课后作业的布置,有助于巩固所学知识,并将其应用于实际生活中。
总体来说,本节课达到了预期的教学目标,但仍需在课堂组织和学生参与度方面进行改进。
1.3.2电场线教案

第一章:静电场1.3.2电场线1.※※能识别常见电场的电场线特征,理解匀强电场的定义及电场线分布特征弹力和摩擦力都是在两个物体互相接触的情况下产生的.而两个带电体没有接触,就可以发生静电力的作用.那么,电荷之间的相互作用是通过什么发生的?一.电场线1.定义:电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向.曲线的疏密表示电场的弱度.这些曲线就是电场线.2.特点:(1)电场线从正电荷或无限远出发终止于无限远或负电荷,是不闭合曲线.(2)电场线在电场中不相交,表示电场中任意一点的电场强度方向的唯一性.(3)在同一幅图中,电场线的疏密反映了电场强度的相对大小,电场线越密的地方表示电场强度越大.(4)电场线不是实际存在的线,而是为了描述电场而假想的线.(5)电场线并不是带电粒子在电场中的运动轨迹(选讲).①电场线是直线;②带电粒子只受电场力作用,或受其他力,但方向沿电场线所在的直线;③带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直线.二.匀强电场(1)定义:电场强度的大小相等、方向相同的电场.(2)电场线特点:匀强电场的电场线是间隔相等的平行线.(3)实例:两块等大、靠近、正对的平行金属板,带等量异种电荷时,它们之间的电场除边缘附近外就是匀强电场.三.几种常见电场线的分布及特点1.点电荷的电场:正电荷的电场线从正电荷出发延伸到无限远处,负电荷的电场线由无限远处延伸到负电荷,如图所示.①点电荷形成的电场中,不存在电场强度相等的点.②若以点电荷为球心做一个球面,电场线处处与球面垂直.在此球面上电场强度大小处处相等,方向各不相同.2.等量同种电荷的电场:电场线分布如图所示(以等量正电荷为例),其特点有:①两点电荷连线的中点O 处电场强度为零,向两侧电场强度逐渐增大,方向指向中点.②两点电荷连线中点O 沿中垂面(中垂线)到无限远,电场线先变密后变疏,即电场强度先变大后变小,方向背离中点.3.等量异种电荷的电场:电场线分布如图所示,其特点有:①两点电荷连线上的各点电场强度方向从正电荷指向负电荷,沿电场线方向先变小再变大,中点处电场强度最小.②两点电荷连线的中垂面(中垂线)上,电场线的方向均相同,即电场强度方向都相同,总与中垂面(或中垂线)垂直且指向负点电荷一侧,从中点到无穷远处,电场强度大小一直减小,中点处电场强度最大.4.匀强电场:电场线分布如图所示.其电场线是互相平行且等间距的直线.四.总结如图所示的四个电场的电场线,其中A 和C 图中小圆圈表示一个点电荷,A 图中虚线是一个圆,B即学即用图中几条直线间距相等互相平行,则在图中M、N处电场强度相同的是()答案:B解析:电场强度是矢量,电场强度相同必定其大小相等、方向相同.故答案为B.一负电荷从电场中A点由静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B点,它运动的速度—时间图象如图所示.则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的()解析:由速度—时间图象可知,电荷的速度越来越大,且加速度也是越来越大,故电荷在运动过程中,应受到逐渐增大的静电力作用,所以电场线的方向应由B指向A.由于加速度越来越大,所以电场力越来越大,即B点的电场强度应大于A点的电场强度,即B点处电场线应比A点处密集.所以正确答案为C.答案:C点评:如果对v-t图象的斜率即加速度值理解不够,就不能得出电荷加速度变大的结论,而得不到正确的结果.如图所示,实线为三条未知方向的电场线,从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子,a、b的运动轨迹如图中的虚线所示(a、b只受电场力作用),则()A.a一定带正电,b一定带负电B.电场力对a做正功,对b做负功C.a的速度将减小,b的速度将增大D.a的加速度将减小,b的加速度将增大答案:D解析:由于电场线方向未知,故不能确定带电粒子的电性,A错误;由于a、b粒子在电场力作用下做曲线运动,电场力做正功,两粒子的速度都增大,B、C错误;加速度由电场力产生,由于b处电场线较a处密,所以b处电场强度大,由E=Fq知,带电粒子在b处受电场力大,故加速度大,D正确.如图甲中,MN为很大的薄金属板(可理解为无限大),金属板原来不带电.在金属板的右侧,距金属板距离为d的位置上放入一个带正电荷、电荷量为q的点电荷,由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布.P 是点电荷右侧与点电荷之间的距离也为d的一个点,几位同学想求出P点的电场强度大小,但发现很难.几位同学经过仔细研究,从图乙所示的电场得到了一些启示,经过查阅资料他们知道:图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的.图乙中两异号点电荷电荷量的大小均为q,它们之间的距离为2d,虚线是两点电荷连线的中垂线.由此他们分别求出了P点的电场强度大小,一共有以下四个不同的答案(答案中k为静电力常量),其中正确的是()A.8kq 9d 2B.kq d 2C.3kq 4d 2D.10kq 9d 2 解析:P 点的电场强度是正负电荷共同产生的,如图所示.正电荷在P 点产生的电场E 1=kq d 2,方向向右;负电荷在P 点产生的电场E 2=kq (3d )2,方向向左.所以P 点的场强是两电场的合场强,即E p =E 1-E 2=8kq 9d 2答案:A。
《电场线》教学设计

《电场线》教学设计【教学目标】1.知道电场线的定义及物理意义。
2.从简单的点电荷入手,通过想象画出点电荷的电场线,并用实验显示电场线的分布情况,熟悉几种常见电场的电场线分布,培养学生的形象思维能力,并进行科学研究方法的教育。
3.通过观察各种电场线,认识静电场的电场线,培养学生的观察能力。
4.知道什么是匀强电场,掌握匀强电场的特点;【教学重、难点】重点:掌握静电场的电场线的分布。
难点:理解电场线的性质。
【教具】感应起电机、计算机多媒体设备、CAI课件等。
【教学过程】一、复习提问引入新课通过前面的学习,我们知道,电荷周围存在着一种“看不见”“摸不着”的特殊物质,那就是电场。
我们是用什么物理量来描述电场的强弱?生:电场强度(Flash显示)师:比如,在真空中有一正点电荷,电量为+Q。
师:如何把A点的场强形象地表示出来?生:画箭头。
师:画箭头,这是常用的表示矢量的方法,即在A点画上一箭头,如果电场中还有另一点B,如何同时把B点的场强也表示出来呢?师:B点的场强比A大,所以画一个长一点的箭头来表示。
师:电荷周围空间都存在场强,如何形象直观地把整个电场的情况表示出来?如果仍用这种画箭头的方法结果会怎样呢?同学们可以想象一下这种表示方法好不好呢?比较形象,但是场中布满箭头,杂乱而不清晰,而且还只能表示有限个点的场强。
师:为了改善这种情况我们采用了方便、形象直观的描述整个电场的一种图示方法──电场线二、新课教学1.电场线在电场中画一些有方向的曲线,使曲线上的每一点的切线方向与该点的场强方向一致,这样的曲线叫电场线。
电场线的形状可以用实验来模拟。
把奎宁的针状结晶或头发屑悬浮在蓖麻油里,加上电场,微屑就按照场强的方向排列起来,显示出电场线的分布情况。
应该注意这个实验只是用来模拟电场线的分布情况,电场线不是电场里实际存在的线,而是形象地描述电场的假象的线。
2.点电荷的电场线师:点电荷周围的电场特点我们已经知道,请同学们根据电场线的定义想象一下,点电荷的电场线会是什么形状?并把你想象的形状画出来。
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《电场线》教学设计骆文洲 ( 义乌中学 浙江 322000 )【教学目标】1.知识与技能①知道什么是电场线,知道电场线可以形象直观地描述场强。
②知道各种电场线的分布。
2.过程与方法①理解点电荷电场、匀强电场等电场线的建立过程。
②初步渗透模拟的方法和场线描述矢量场的思想等。
3.态度情感与价值观培养学生的观察能力、分析综合能力。
【重点难点】点电荷电场、匀强电场的电场线建立过程。
【教学仪器】静电起电机、验电器、带验电羽的帽子、两个验电羽、两块带验电羽的金属板、蜡块【板书设计】电场线意义:用来形象地描述电场 特征①始于:正电荷;终于:负电荷 (∞) (∞) ②疏密程度:场强大小 ③切线方向: 场强方向【设计思想】1.电场是一个十分抽象的概念,场强的分布也是相当复杂的;而电场线的教学,其目的一方面就在于帮助学生更好地理解电场的概念、了解电场的分布情况,另一方面是为了向学生渗透一些重要的物理思想方法。
2.“用场线描述矢量场”是物理学中一种重要思想方法。
教学中,首先通过学生在初中时学过的磁感线引入课题,初步唤醒学生用场线描述矢量场的思想;然后顺势转入点电荷、匀强电场的电场线的建立,让学生深刻体会用场线描述矢量场的思想精髓;最后,在地球周围的电场、磁场、引力场中使这一思想方法得到进一步升华。
通过这样的教学,学生不仅知道利用电场线可以形象直观地描述电场,而且也掌握了利用场线描述矢量场的思想方法。
3.用验电羽“模拟”电场也是物理学中一种重要方法。
教学中,通过模拟实验,可将抽象的知识具体化;同时,在着力做好实验的过程中,也要使学生明确电场线只是一种数学的描述方法,是假想的、并不是实际存在的;但正是通过这种模拟的方法,化无形为有形,帮助人们形象直观地理解。
4.本节课的教学中对匀强电场进行了深入的剖析,目的在于为了体现新课程的理念,即不仅要使学生学会知识,而且要提高学生的能力。
所以,教学中从一块板开始着手,这样,不仅使学生知道了匀强电场的电场线为什么是平行等距的直线,而且也在教学中不失时机地融入了“无限”的思想方法、“对称”的思想方法等。
【教学流程】一、复习引入1.提出课题师:同学们,通过上节课的学习,我们知道电场最基本的特性是:对放入其中的电荷有力的作用。
为了描述这一力的特性,我们曾经运用比值定义法建立了一个重要的概念,是什么概念啊?生:电场强度。
师:对,利用电场强度能够精确地描述电场,但是呢,却不够形象、也不够直观;那么,有没有什么方法可以更加形象直观地描述电场呢?这就是我们今天这堂课要研究的问题。
2.复习磁场师:先请同学们回忆一下,我们在初中时学习过磁场,磁场是看不见、也是摸不着的;当时我们是采用什么来形象直观地描述磁场的呢?生:磁感线。
展示:条形磁铁磁感线图片。
师:这就是我们非常熟悉的条形磁铁的磁感线,大家要注意,磁感线是否只分布在一个平面上呢?生:不是,应该是立体的。
展示:条形磁铁磁感线立体动画。
师:谁能谈谈磁感线是如何来描述磁场的强弱和方向的?生:磁感线的疏密程度表示磁场的强弱;切线方向表示小磁针N极所指的方向,也就是该点磁场的方向。
师:很好。
利用磁感线可以形象直观地描述磁场,我们还可以通过实验来模拟磁感线的分布情况。
演示:条形磁铁置于内装大量小铁针的塑料板上,来模拟条形磁铁的磁感线。
师:这些密密麻麻的是小铁针;放上条形磁铁后,小铁针就被磁化成小磁针;我们轻敲塑料板,使小磁针在磁场的作用下转动,小磁针静止时就有规则地排列起来,于是就显示出磁感线的形状了。
那么,我们能不能说:这就是磁感线呢?生:不能。
师:对。
磁感线是假想的、并不是实际存在的。
我们刚才的实验,就是通过这些小磁针的有规则排列,间接地反映出磁场的分布也是有规律的,从而化无形为有形,使我们理解磁场就形象直观多了。
二、理论分析1.实验激趣师:现在,我们面对的是电场,电场也是看不见摸不着的,但我们坚信:它既然是一种客观存在的物质,那它的规律就一定是可以被我们认识的。
下面,让我们先来做一个有趣的实验。
演示:静电起电机高压放电。
师:这就是我们熟悉的静电起电机。
(边做边讲)看到这个情景,同学们可能会联想到电闪雷鸣;要击穿空气发生火花放电,需要很高的电压。
现在两极间电压就高达上万伏。
哪位勇敢的同学能自告奋勇上来试一试?(让学生站在泡沫板上,一手抓住起电机的一极;教师摇动起电机。
)师:你有什么感觉?带电了吗?生:没有。
师:究竟有没有带电,我们可以通过验电器来检验一下。
(让学生手摸验电器,发现验电器张角变很大)师:看来,这位同学带电了,那么,他的周围就一定具有电场,大家“看见”了吗?生:没有。
师:那好,我们给他带上一顶特别的帽子(给学生带上粘有验电羽的帽子);先给他整理一下头发;(再次摇动起电机后)这位同学的“头发”都竖起来了——好象怒发冲冠的样子!师:“头发”为什么会竖起来?生:带电的头发受到电场力的作用。
师:对,我们还注意到“头发”竖得很有规律——可以间接地反映出电场的分布也是具有一定规律的。
既然这样,电场也可以像磁场那样,用一组曲线来形象直观地描述它的分布规律——这就是我们今天要研究的“电场线”。
(板书课题:电场线)2.点电荷电场线的建立师:下面,我们先从最简单的带电情况——单个正点电荷开始研究。
A点的电场强度如何确定?生:大小为E=kQ/r2方向为背离正点电荷。
(用场强矢量表示A点的的场强,再追问学生:B点呢?C点呢?学生依次指明B、C点的场强大小和方向)师:看来,我们应用同样的方法,可以把正点电荷周围各点的场强都画出来。
观察一下,场强矢量的方向、大小在分布上有什么特点?生:方向都向外,大小越往外越小。
师:很好。
我们看到,用这幅图象就可以形象直观地描述正点电荷电场的分布情况;不过呢,我们又注意到,场强矢量看上去显得琳琅满目的,用这幅图来描述电场的分布还不够简明扼要,那么,能否把这一图象进行一定的简化呢?生:连成直线…展示:正点电荷的电场线。
师:场强的方向我们倒是一目了然,那么场强的大小能通过这些线反映出来吗?生:能,通过电场线的疏密反映出来。
师:很好。
这就是正点电荷的电场线。
想一下,负点电荷的电场线分布情况又应该是怎么样的呢?生:只要把电场线的方向换回来即可。
3.等量点电荷电场线的建立师:好,刚才,我们一起研究了单个点电荷的电场分布情况,那么,两个点电荷的电场分布情况又是怎么样的呢?下面,我们以两个等量异种点电荷为例,一起来研究这个问题。
A点的电场强度怎样确定?生:电场叠加…师:其它各点场强大小方向一样吗?展示:电场叠加的动画。
师:同样地,我们也可以画出其它各点的场强矢量。
看上去有什么感觉啊?生:好像有点杂乱无章师:对,这些场强矢量的分布,看起来似乎有些杂乱无章,但我们坚信:它们肯定是有规律的,只不过更复杂一些而已。
它的电场线可能不仅仅就是直线,而应该考虑用曲线了,那么,要把场强的方向通过这些曲线反映出来,你认为画这些曲线应符合什么条件呢?生:使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致。
展示:等量异种点电荷电场线。
师:场强的大小还能通过这些曲线反映出来吗?生:可以,仍然看电场线的疏密情况。
师:对。
再想一下,电场线是否只分布在一个平面上?生:不是。
展示:等量异种点电荷的电场线立体动画。
师:好,利用同样的方法,我们也可以画出等量同种点电荷电场线分布情况。
展示:等量同种点电荷电场线。
三、归纳特征1.实验模拟师:下面,我们利用实验来模拟一下上述各种电场的电场线分布情况。
实验:利用验电羽来模拟正(负)点电荷、等量同种(异种)点电荷的电场线分布师:通过上面的分析和实验,我们可以得知:电场线可以用来形象直观地描述电场。
(板书:电场线的意义)2.归纳特征师:下面,我们再来看一下这四幅图,它们的形状是各具特色的:正点电荷的——光芒万丈....,负点电荷的——万箭穿心....,等量同种点电荷的——势.....,等量异种点电荷的——携手合作不两立...;但是它们的本质是相同的:因为它们都是用来反映电场基本性质的,所以它们具有共同的特征。
那么,电场线究竟具有哪些基本的特征呢?(板书:特征)请同学们相互讨论一下。
生归纳:(教师板书特征)①(在静电场中,)始于:正电荷(∞),终于:负电荷(∞)②(在同一幅电场分布图中,)疏密程度:场强大小③切线方向:场强方向④不相交、也不相切剖析:大家还有什么问题吗?这里我倒有一个疑问,如果这一点是处在两个电场中,那这一点不也就有两个场强方向了?那位同学能帮我解答这个问题?生:电场线的切线方向表示的是合场强的方向师:电场线和初中时所学的磁感线有何异同吗?生:…四、巩固拓展师:为了帮助同学们更好地把握电场线的特征,下面让我们一起来看一幅电场线的分布图,它来自2001年上海高考卷。
关于a、b的带电情况,你能得到哪些确切的结论?生:电性相反、电量大小。
师:为了帮助同学们了解电量不相等情况下两个点电荷的电场线分布情况,下面,我们来看一个计算机模拟动画。
展示:计算机模拟两个不等量点电荷电场线随点电荷的带电情况变化而变化。
小结:通过刚才的模拟动画,我们看到,电荷的带电情况变化时,电场线的分布情况也就改变了;反过来,由电场线分布情况的变化,也可以推知电荷带电情况的变化。
因为它们两者之间是息息相关的,所以,我们完全可以把电场线作为反映电场基本情况的重要代表。
五、匀强电场师:通过上面的学习,我们着重讨论了四种典型的电场线分布情况;细心的同学对照书本会发现,我们还有一种最简单的电场还没有研究,什么电场?生:匀强电场。
师:对,课本中指出,两块靠近的平行金属板(实物展示),大小相等,互相正对,分别带有等量的正负电荷,它们之间的电场就构成了一个匀强电场;匀强电场是最简单的电场,它的场强大小、方向处处相同。
想一下,它们的电场线分布有什么特点啊?生:等距的平行直线。
师:同学们说得很对。
但我觉得,我们学习知识,不但要知其然,更要知其所以然。
为此,我们不妨再追问一步:为什么两块靠近的带电平板之间,它的电场就是匀强电场呢?这个问题课本没有提供答案,也有一定的难度,那么我们能否开动脑筋,把它解决掉呢?我想同学们是完全可以的。
下面,我们先来研究这样一个问题:有一块无限大的、均匀带正电的薄板,它的电场线分布是什么形状呢?请同学们思考一下,并把它画在纸上。
(学生在草稿纸上画电场线分布图,教师巡视后择一草稿纸,利用实物展示台展示之。
)师:根据你所画的电场线分布情况,可以得知:任意一点的电场强度的方向都是垂直平板向外的,为什么?生:正电荷、均匀带电师:(追问)还可怎样理解?生:……分析:教师引导学生分析。
如图,先任取一点,研究该点场强方向。
由于无限大的均匀带正电薄板可以看作无限个正点电荷组成,所以:首先,正上方的点电荷在该点的场强是垂直板向外的;其次,在板上左边任取一点,总可以在“对称”的位置找到一点,使得在任取的这点场强还是垂直板向外的;最后:在板上左边再远一点的地方任取一点,由于板是“无限大”的,所以还是可以在“对称”的位置找到一点,使得在任取的这点场强还是垂直板向外的。