16電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)(教學(xué)設(shè)計)-資料下載頁
2025-10-20 09:57本頁面
【正文】 受力必然也為F，把這兩個試探電荷放在一起時，電荷量變?yōu)橐粋€的兩倍，它們的受力可能是2F，依次類推……從比值定義物理量在初中就已經(jīng)學(xué)習(xí)過，密度就是利用比值來定義的。我們看到電荷的受力與電荷量的比值是一個與電荷量無關(guān)的量，所以我們用這個比值來描述電場的力的性質(zhì)，引入電場強(qiáng)度的概念。3．電場強(qiáng)度的方向。在電場中的同一點(diǎn)，放上不同的試探電荷，其受力方向可能不同，而同一電荷在電場的不同位置其受力方向可能也不同，所以要想完整的描述電場的力的性質(zhì)，電場強(qiáng)度必須是矢量。我們規(guī)定正電荷的受力方向為電場強(qiáng)度的方向。教學(xué)要求：①理解電場強(qiáng)度的概念及其矢量性，會根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)的計算； ②掌握點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度的公式；③掌握電場強(qiáng)度矢量性及疊加原理。教學(xué)活動：,提出探究課題師：電場是物質(zhì)存在的一種特殊形態(tài),它看不見、摸不著,但客觀存在,而且有能量。那么,我們?nèi)绾握J(rèn)識它的特性,摸清它的“脾氣”?我們只有根據(jù)它表現(xiàn)出來的性質(zhì)去了解它。師：電場最基本的性質(zhì)是什么?這對我們研究問題有何啟發(fā)? 生：電場最基本的性質(zhì)是對放入其中的電荷有電場力的作用。所以,研究電場,我們可以在電場中放入電荷。師：對!只有把電荷放入電場中,通過研究電荷的受力情況,才有可能探明電場的屬性。那么,對放入電場中的電荷有沒有要求?可不可以隨意找一個帶電體放入電場? 生：電荷的電荷量要充分小,不致影響原來要研究的電場；電荷的體積要充分小,以便于研究電場中各點(diǎn)的情況。師：滿足這樣要求的電荷叫試探電荷。顯然,試探電荷是一種理想化模型,有了試探電荷,我們就可以研究電場的基本屬性。師：電荷在電場中不同點(diǎn)受到的電場力大小一般不同,這說明什么問題? 生：這表示各點(diǎn)的電場強(qiáng)弱不同。師：電場中各點(diǎn)的電場強(qiáng)弱與什么因素有關(guān)?如何描述電場的強(qiáng)弱?請同學(xué)們針對這個主題展開研究,得出結(jié)論。,設(shè)計探究方案師：同學(xué)們可以猜想一下,電場中各點(diǎn)的強(qiáng)弱可能會與哪些因素有關(guān)?你們打算設(shè)計怎樣的方案去研究、解決這個問題? 生：各點(diǎn)的電場強(qiáng)弱可能與帶電體、各點(diǎn)位置、試探電荷有關(guān)。(1)學(xué)生設(shè)計的實驗方案：用絲線將一個輕小物體懸掛在木架上,做成如圖1所示的簡單實驗裝置,讓它與帶正電的玻璃棒接觸帶上同種電荷,進(jìn)行以下實驗：保持帶正電的玻璃棒與小物體的位置不變,通過控制絲綢與玻璃棒的摩擦,改變玻璃棒的帶電量,觀察懸線偏角的變化情況。設(shè)法保持玻璃棒的帶電量不變,改變小物體的帶電量,觀察懸線偏角的變化情況。改變木架位置,使小物體與帶電體的距離改變,觀察懸線偏角的變化情況。(2)學(xué)生設(shè)計理論研究方案：在電荷Q產(chǎn)生的電場中：①將同一試探電荷q分別放在不同的位置A、B處(rA,論證探究假設(shè)(1)學(xué)生通過定性實驗得到的初步結(jié)論：①僅改變玻璃棒的帶電量,小物體受到的電場力大小變化,說明電場的強(qiáng)弱受玻璃棒所帶電量的影響。②僅改變小物體的帶電量,小物體受到的電場力大小變化,說明電場的強(qiáng)弱可能與小物體的帶電量有關(guān)。③僅改變小物體的位置,小物體受到的電場力大小變化,說明電場的強(qiáng)弱與距離玻璃棒的遠(yuǎn)近有關(guān)。師：上述定性實驗的結(jié)論是否都是正確的?還必須從理論的層面加以深入研究。(2)學(xué)生通過理論研究得到的初步結(jié)論：①對圖2情景,有弱與距離場源電荷的遠(yuǎn)近有關(guān)。,因rAFB,說明某點(diǎn)電場的強(qiáng)②對圖3情景,有，F(xiàn)3=kr2,由此看出,實驗初步結(jié)論②是有問題的,因為電場力大小變化的直接原因是試探電荷的電量變化,因此,不能說明某點(diǎn)電場的強(qiáng)弱與試探電荷的帶電量有關(guān)。師：請大家仔細(xì)觀察、研究這三個式子,從中能找到什么規(guī)律? 生：,說明在電場中同一點(diǎn),試探電荷受到的電場力與其電量的比值是一個定值,而且該定值與位置有關(guān),與場源電荷有關(guān),與試探電荷無關(guān)。③對圖4情景,有,雖因rA師生共同總結(jié)：理論和實驗探究結(jié)果均表明,在電場中的同一點(diǎn),試探電荷受到的電場力與其電荷量的比值是恒定的。在電場中的不同點(diǎn),試探電荷受到的電場力與其電荷量的比值一般是不同的。這個比值由試探電荷在電場中的位置決定,跟試探電荷大小無關(guān),因而可以用這個比值來定義反映電場強(qiáng)弱性質(zhì)的物理量。師：用比值定義一個物理量,用來表示研究對象的某種性質(zhì),這種方法我們不是第一次遇見。在2005年世界田徑錦標(biāo)賽上,劉翔13秒08奪得110米欄亞軍,而我們班一個男生只跑了10秒,你認(rèn)為該同學(xué)跑得比劉翔快嗎? 生：無法判斷,因為該同學(xué)運(yùn)動的位移并不清楚,僅通過比較運(yùn)動時間是無法比較物體運(yùn)動快慢的,只有確定相同的位移,再來比時間,才能判斷運(yùn)動的快慢。師；這樣我們用單位時間內(nèi)物體的位移來描述物體運(yùn)動的快慢,從而引出了速度這一反映物體運(yùn)動快慢性質(zhì)的新的物理量。同樣,如果直接用電場力的大小表示電場的強(qiáng)弱是行不通的,因為比較的電荷量可能不同,為了能統(tǒng)一比較標(biāo)準(zhǔn),我們就用單位電荷量的電荷受到的電場力來描述電場的強(qiáng)弱,并且給這個比值一個新的名稱,即電場強(qiáng)度,簡稱場強(qiáng)。師：在整個探究的過程中,同學(xué)們都能積極參與,認(rèn)真思考,勇于實踐,體現(xiàn)出追求科學(xué)真理的良好精神,反思全過程,大家覺得在設(shè)計的探究方案中或在研究的過程中,有哪些問題,有哪些不足?你有何改進(jìn)意見?你有哪些收獲和體會? 生甲：定性實驗裝置太粗糙,很容易漏電,電荷量也不易控制,可以用驗電器代替玻璃棒。生乙：我在上課前也做了預(yù)習(xí),對電場強(qiáng)度的概念不太理解,只是強(qiáng)行記憶。通過剛才的探究,我對這個概念是怎么得出的有了比較清楚的理解。生丙：今天的實驗研究方法和運(yùn)用數(shù)學(xué)工具研究的方法是課本上沒有的,我覺得學(xué)到了很多東西,特別是物理學(xué)的研究方法,對我啟發(fā)較大。試分析“加速度”這一物理量的內(nèi)涵、外延，它的量度公式和決定條件，以及造成概念不清的原因。內(nèi)涵：物體速度的變化有快有慢，所以用加速度這一物理量來表征物體速度變化的快慢。在物理概念的建立過程中是用飛機(jī)和汽車的速度變化為例子來引入，讓學(xué)生分析速度大小和速度變化大小以及速度變化快慢之間的區(qū)別，從而引出表示速度變化快慢的物理量—加速度。加速度等于物體速度的變化與完成這一變化的時間的比值，即外延：主要應(yīng)用于經(jīng)典物理中。度量公式：決定條件：初速度、末速度、速度變化的時間造成概念不清晰的原因：，需要在前面每個環(huán)節(jié)都鏈接起來的情況下。、速度變化的方向，還要考慮到速度變化對應(yīng)的時間。
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