电场线教案。

俗话说，居安思危，思则有备，有备无患。教师在教学前就要准备好教案，做好充分的准备。教案可以更好的帮助学生们打好基础，帮助教师掌握上课时的教学节奏。那么一篇好的教案要怎么才能写好呢？下面的内容是小编为大家整理的电场线教案，供您参考，希望能够帮助到大家。<jAB88.cOM/p>13．3电场线
一、教学目标
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；
3．掌握匀强电场。
二、教学重点、难点：1．电场线的概念及其特点是本节课的重点。
2．学会用电场线描述电场是学习的重点也是难点。
三、教学方法：实验演示、计算机辅助教学
四、教具：1．实验演示：感应起电机一个、验电羽两个，两块带有验电羽的绝缘铝板。
2．课件演示：计算机、投影仪、大屏幕、自制CAI课件
五、教学过程：
（一）复习提问
1．电场强度的定义及其物理意义是什么？
2．电场强度的决定因素是什么？
3．及有什么联系与区别？
4．简述电场强度的叠加原理。
（二）引入新课
电场看不见，摸不着，想个什么样的方法来形象地描述它呢？
在初中，同学们学过磁场，磁场也看不见摸不着；当时用什么方法来形象地描述它呢？用磁感线。
磁感线是真实存在的呢？不存在，是假想的。用它来形象、直观地描述磁场强弱和方向。
磁感线在条形磁体外部由N极指向S极，内部由S极指向N极，是闭合曲线，且外部稀疏内部稠密。磁感线有走向，磁感线上某点切线方向为该点磁场方向，也是该点所放小磁针的N极指向，即N极受力方向。磁感线不相交（如图1所示）。
形象直观地描述磁场用磁感线，形象直观地描述电场呢？
（三）教学过程设计
1．电场线概念引入
英国物理学家法拉第首先引入了电场强度的图象，他在电场中画了一些线，使这些线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，并使线的疏密表示场强的大小。这些线称为电场线。
2．几种常见电场的电场线匀强电场
（1）点电荷电场的电场线
如图2（a）所示，在A点放正电荷Q，研究该电场的电场线。为此在Q的周围B点放上+1C的点电荷q，它受到的电场力方向在A与B连线上，并且由A指向B，再在A与B连线上取任一点C，放+1C点电荷q，它受的电场力方向仍在连线上，方向由A向C，由于电场线在B与C的切线共线，所以射线AC为一条电场线。同理，由A点出发的所有射线都可以是电场线，但考虑到对电场线的另一要求，它的疏密应表示E的大小，再考虑到空间对称，所以每对相邻电场线间的夹角应该相同，所以电场线应是图2（b）所示的样子。
对负电荷Q的电场线，只需将正点电荷Q的电场线反向即可。如图2（C）所示。
（2）等量异号点电荷的电场线
如图3（a）所示，在A点与B点分别放上点电荷+Q与-Q，并研究它们的电场线的形状。
首先研究直线AB上的情况，在A与B之间的连线的任一点放上+1C的点电荷q，q受到两个电荷同时作用，而合力方向在A与B的连线上，由此可知，线段AB是一条电场线，方向由A指向B，再将q放于B点右侧直线上的任一点，发现q受的合力方向也在AB连线上，并指向B，所以终止于B点的这条射线也是一条电场线，方向指向B。再将q放于A点左侧直线上的任一点，发现q受的合力方向也在AB直线上，方向由A向外，所以从A点出发的，方向背向A点的这条射线也是一条电场线。A与B连线上的电场线情况如图3（a）所示。
再研究线段AB的垂直平分线OO＇上的情况。为此在其上任一点放上+1C的点电荷q，它受到的两个点电荷的作用力等大，而合力都垂直OO＇，如图3（b）所示。所以通过OO＇的所有电场线都应与OO＇垂直。
再在直线OO＇的两侧取D与D＇，使它们对OO＇直线成轴对称。将+1C的点电荷q放于D点，它所受的合力指向斜上方；将q放于D＇点，它受的合力指向斜下方。可以看出，从A点出发，经过D、D＇回到B的一条曲线是一条电场线，如图3（C）所示。同理，在直线AB的上边与下边可以画出许多这样的电场线，但考虑到电场线的疏密应对应场强的弱强的要求，电场线只能画成图3（d）所示的形状。
最后应指出，电场线并不只存在于纸面上，而是分布于整个立体空间。要想研究空间某一点的场强情况，只需将纸平面以AB线为轴转动到该点即可。
（3）等量同号点电荷电场的电场线
用上述的方法也可以得到等量同号点电荷的电场线，如图4所示。分析方法略去。
（4）均匀带电的无限大平面电场的电场线
图5（a）所示为均匀带正电的无限大平面，在平面上任一点A放+1C点电荷q，它所受电场力方向如何？由于空间对称，可以肯定q受力的方向一定垂直平面a向上，所以垂直平面a的所有向上的、向下的直线，都可能是电场线，但考虑到电场线的疏密应该表示场强的强弱，又考虑到空间对称，因而电场线各处的疏密相同，所以电场线只能画成图5（b）的形状，即电场线是疏密均匀的平行线。对于无限大均匀带负电的平面，电场线形状图5（C）所示。电场线仍是疏密均匀的平行线，只是指向平面。
这说明在无限大均匀带电平面的两侧场强大小、方向相同。这种电场称为匀强电场。
（5）带有等量异号电荷的无限大平行金属板的电场的电场线
如图6（a）所示，带有等量异号电荷的两个无限大平面平行放置，由于对称，每个平面上电荷的分布是均匀的。
由场的叠加原理可知，每个带电平面都在它的周围独立地产生电场，而总的电场应为两个分电场的矢量和。图6（b）画出了每个带电平面的电场线，实线代表正电荷的电场线，虚线代表负电荷的电场线。由于它们都是匀强电场，各分场场强大小处处相等，只是方向有差别。在两板之间两场方向相同，叠加后场强增大；在两板外侧，两场方向相反，互相抵消，场强为0，整个电场电场线的形状如图6（c）所示。
3．电场线的演示
（1）点电荷电场线的演示
如图7（a）所示将验电羽与感应起电机的一个放电杆接通，摇动电机，验电羽上丝线会按场强方向排列，因而显示出电场线。可以看出，电场线形状与图2（b）相似。
（2）演示等量异号点电荷电场线
放好两个验电羽，如图7（b）所示，再用导线将它们分别与起电机的两个导电杆相连，摇动电机，丝线排列在电场方向上，形成类似图3（d）的形状。
（3）演示等量同号点电荷电场线
如图7（b）所示，再用导线将同一个导电杆与两个验电羽相连，摇动起电机，丝线排成形成类似图4的形状。
（4）演示带有等量异性电荷平行金属板的电场线
如图7（c）所示用导线将两板分别与起电机的两个放电杆连接，并摇动起电机，丝线就排列在电场线方向上。可以观察到，在两板的中央部分，电场线是平行的，其余边缘部分电场线不平行，如图8所示。这是因为平行金属板并非无限大所致，且非正对面上的丝线不动，原因是外侧E=0。
4．总结电场线的性质
（1）电场线是假想的，不是真实的。
（2）电场线起于正电荷止于负电荷，电场线不闭合。
对于单个点电荷，正电荷假想无穷远处有负电荷，电场线终止于那里；负电荷同理。
（3）电场线的疏密表示电场的强弱。
（4）电场线不能相交。
因为在电场中的任一点处只有一个电场强度，方向唯一，如相交则该处出现两个场强方向，所以不能相交。
（5）电场线不能相切。
原因：电场线疏密表示强弱，如相切则在切点电场线密度无穷大，这种情况不可能，所以不会相切。
（四）作业
1．复习本节课文，分别画出正点电荷，负点电荷，等量异性电荷，等量同性电荷，无限大均匀带电平面，带有等量异性电荷的无限大平行平面的电场线。
2．思考课本练习三的（1）、（2）、（3）、（4）、（5）题、
3．将练习三的第（6）题作在作业本上。
四、说明
1．注意强调我们画的是几种典型电场的电场线平面分布图，实际上是空间立体分布的。
2．强调一定要记住几种典型电场的空间分布。
3．电场线上某点的切线方向是那点的电场强度方向，是放在那点检验电荷+q的受力方向，也是检验电荷+q在那里所获得的加速度方向。电场线不一定是检验电荷的运动轨迹。

延伸阅读

《电场电场强度和电场线》教学设计

一位优秀的教师不打无准备之仗，会提前做好准备，作为教师就要早早地准备好适合的教案课件。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容，减轻教师们在教学时的教学压力。您知道教案应该要怎么下笔吗？下面是由小编为大家整理的“《电场电场强度和电场线》教学设计”，欢迎您阅读和收藏，并分享给身边的朋友！

《电场电场强度和电场线》教学设计
（两课时）

高二物理谷xx

【教学目标】

知识与技能：

1、知道电荷相互作用是通过电场发生的；

2、理解电场强度和电场线的概念。

3、用电场强度概念求点电荷产生电场的电场强度；

4、知道几种典型电场的电场线分布。

5、以电场线描述电场为例，渗透用场线描述矢量场的方法。

过程与方法：

通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。

情感态度与价值观：

培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。

重点：电场强度的概念及其定义式

难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算

能力目标：

1、能运用已学过的知识来帮助理解，理解电荷作用靠电场传递。

2、通过实验及对实验结果的观察、分析，得出对有关现象的本质认识

教学方法：

1、复习导入新课，提出新课题；

2、设问激疑，通过引导，充分调动学生积极思考，体现学生主体地位；

3、类比释疑，由已知的相类似知识，通过类比、分析，使得抽象概念能够较顺利地建立；

4、实验分析，定性与定量相互结合，使具体现象直观表达抽象概念，并充分运用多媒体辅助，动画模拟扩大实验成效。

教具：

幻灯片，计算机，铜丝，塑料笔。

【教学过程】

一、复习提问：

师：上一节，我们认识了电现象中的电荷，包括点电荷，元电荷及电荷之间存在的相互作用。什么是点电荷？电荷相互作用有什么规律？哪位同学来帮我们回顾一下？

电荷之间有相互作用，我们把这个作用的电力叫库仑力或静电力。电荷之间的作用力是怎样发生的呢？今天我们就来研究这个问题。

二、新课学习：

踢足球时，脚要直接接触球（看图片），

实验演示：两个带电小球靠近，生答：带电小球受到原电荷的作用力。

电荷间的作用没有“接触”，难道电荷作用是“超距作用”？

生答：不接触

类比重力的产生，可总结出是场的作用，叫做电场。

1、电场：.

(1)任何带电体周围产生的一种特殊物质。电场看不见，又摸不着，怎样去认识它、研究它？

动手实验：利用手中的塑料笔使其摩擦带电，并让其靠近悬挂的铜丝。

现象：塑料笔吸引铜丝，铜丝偏角可达到60度。

（2）基本性质：电场能对处在其中的电荷有力的作用，

提示学生：电场分布强弱不同。进一步研究电场分布。

引入形成电场的场源电荷Q，又引入一个试探电荷q，q必须很小，可看成点电荷。而且q电量也少，不影响源电荷Q的电场。

大家观看演示，同一电荷q在源电荷Q附近，不同位置处，静止时受力有何特点？受力大小不等，那说明了什么？

电场不同位置，会有强弱不同。这使我们想到，如何表示一个电场不同位置的强弱呢？用什么表达更确切？刚才，试探电荷q在不同位置受力不同，那么是否电场力就可用来表示电场的强弱呢？为什么不能用电场力表示电场强弱？演示电场中同一点，放不同的试探电荷，

结果：同一位置不同电荷受力却不等。显然不能用试探电荷受的力的大小表示电场。是什么使其受力不等呢？显然，不是电场本身变化了，而是不影响电场的试探电荷。比值在电场中同一点是不变的。比值反映了什么呢？是电场的强弱分布。

2．电场强度：

（1）试探电荷：

（2）定义：物理学中把放入电场中某一点的检验电荷受到的电场力与它的电量的比值叫做这一点的电场强度。简称场强。

①定义式：（适用于任何电场）

②比值定义法：ρ=m/vv=s/t

提示分析ρ与m，v的关系，总结出:电场中某一点的场强与场源电荷的带电量有关，与场中的位置有关，而与检验电荷无关。

③物理意义：描述某点电场的强弱和方向，

④单位：牛/库（N/C）

⑤矢量性：我们规定电场中某点的场强方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同，那么负电荷所受电场力的方向与电场强度方向相反。(做图演示)

知道某点电场强度，有何用途呢？比如F=E·q说明了什么？已知E，马上可确定点电荷受力了。

下面我们一起来试试，利用电场强度定义及库仑定律，设法推导点电荷产生的电场中某点电场强度。

（3）真空中点电荷的电场强度：

（设场源电荷+Q，试探q，在r处，由库仑定律F=∵E=）

①表达式：E=

画图，该A处，正试探电荷q受力背离连线向外，（再举例-q的试探电荷）总结得出：

②方向：正点电荷在各点处电场强度方向都是背离场源电荷向外。么所有物体都是很紧密的物质，但事实不是这样）（负电荷给学生讨论总结出来。）

③大小与Q和r有关。

说明：公式E=kQ/r2中的Q是场源电荷的电量，r是场中某点到场源电荷的距离．从而使学生理解：空间某点的场强是由产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离决定的，与检验电荷无关．

提出问题：如果空间中有几个点电荷同时存在，此时各点的场强是怎样的呢？带领学生由检验电荷所受电场力具有的叠加性，分析出电场的叠加原理．

（4）电场强度的叠加原理：某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和．

先分析方法（P13-14）后举例：先在同一直线再不在同一直线。

例如：课本图1.3-3中P点的场强，等于＋Q1在该点产生的场强E1和Q2在该点产生的场强E2的矢量和．从而使学生进一步理解到，任何带电体都可以看做是有许多点电荷组成的．利用点电荷场强的计算公式及叠加原理就可以计算出其周围各点场强．

当堂练习：

1．下列说法中正确的是：[ABC]

A．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场

B．电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西

C．电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用

2．下列说法中正确的是：[BC]

A．电场强度反映了电场的力的性质，因此场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比

B．电场中某点的场强等于F/q，但与检验电荷的受力大小及带电量无关

C．电场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向

D．公式E=F/q和E=kQ/r2对于任何静电场都是适用的

3．下列说法中正确的是：[ACD]

A．场强的定义式E=F/q中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中的电荷的电量

B．场强的定义式E=F/q中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电量

C．在库仑定律的表达式F=kq1q2/r2中kq2/r2是电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，此场对q1作用的电场力F=q1×kq2/r2，同样kq1/r2是电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强的大小，此场对q2作用的电场力F=q2×kq1/r2

D．无论定义式E=F/q中的q值(不为零)如何变化，在电场中的同一点，F与q的比值始终不变

3.电场线

电场线在每一点的切线方向表示该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的大小。

（用计算机展示几种典型电场线的分布图，并介绍它们的特点）

问：根据我们所看到的几种电场线，谁能归纳一下电场线的方向有什么特点？

教师归纳：电场线总是从正电荷出发，终止于负电荷或无穷远，如果只有负电荷，则电场线来自无穷远，终止于负电荷。

问：任意两条电场线都不会相交，这是为什么？

教师归纳：如果相交，则交点就会有两个切线方向，而同一点场强的大小和方向是唯一的。

实验模拟以上几种典型的电场线。

归纳：大家要特别注意一个问题：我们虽然可以用实验模拟电场线的分布，但是，电场线并不是电场中真实存在的曲线，它只是我们为了形象地描述电场而引入的。大家知道，法拉第首先提出了电场，并用电场线形象地描述电场的分布，这在物理学中是非常重要的。虽然法拉第当时认为电场线是真实的曲线，这是不对的，但是，法拉第的场线思想却是非常宝贵的。用场线来形象地描绘矢量场的分布这种方法一直被普遍地采用着。

4匀强电场

如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫匀强电场。见课本图。

课堂小结：

1．电场的性质：电荷在其周围空间产生电场，电场对处在场中的其他电荷有力的作用。

2．“场”的特点：在空间有分布，同一电场中的不同点，电场强度的大小和方向不同。

3．电场强度的定义

4．点电荷的场强公式

5．叠加原理

【作业布置】P151.2.3

高三物理教案：《电场强度 电场线》教学设计

经验告诉我们，成功是留给有准备的人。作为教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点，帮助教师更好的完成实现教学目标。优秀有创意的教案要怎样写呢？下面是小编为大家整理的“高三物理教案：《电场强度 电场线》教学设计”，相信您能找到对自己有用的内容。

教学目标：

（一）知识目标

1．知道电荷间的作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊的物质形态。

2．理解电场强度的概念及其定义，会根据电场强度的定义及其变形公式的进行简单的计算，

3．知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的。

4、知道什么是匀强电场中电场线的分布

5、知道两块互相靠近，带等量异种电荷的平行金属板之间的电场是匀强电场

（二）能力目标

通过观察演示实验，理解建立电场线的思想过程，并通过概括出典型电场的电场线特点的过程，培养学生的观察能力和概括能力；

（三）德育目标

通过对有关问题的生生讨论学习，培养学生的批判性思维和发散性思维；

重点：电场强度

难点：电场强度概念的建立

教具：

教学过程：

〔复习引入〕

问：库仑定律的内容、表达式、适用条件？

电荷之间存在相互作用力，这种相互作用是怎么发生的呢？人们对这个问题的认识在历史上曾有过两种不同的观点。在法拉第之前，人们认为两个电荷之间的相互作用力是一种超距作用，也就是一个电荷对另一个电荷的作用是隔着一定空间直接给予的，不需要中间有什么媒介做传递，这种方式可表示为：

在19世纪30年代法拉第提出一种观点，认为电荷的周围存在着由它产生的电场，另外一个电荷受到这个电荷的作用力就是通过这个电场给予的，这种作用方式可以表示为：

近代物理学的理论和实践已经完全证明了场的观点的正确性。电场以及将要学习的磁场已被证明是一种客观存在的物质形态，电视台和无线广播电台就是靠激发电磁场的方式发送各种节目信号的。虽然电磁场“看不见”、“摸不着”，但是我们却可以在远离发射塔的地方，用电视机和收音机接受它们发送的节目信号，这就是电磁场客观存在的很好的例证。这节课我们就来学习描述电场的重要概念。

〔新课教学〕

一、电场

1.存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用力的一种特殊物质。

2.基本性质：

力的性质：对放入其中的电荷有力的作用，这种电场对电荷的静电力称为电场力。

能的性质：使放入其中的电荷具有能。

质疑：同一电荷q在电场中不同点受到电场力的方向和大小一般不同，这是什么因素造成的？因为电场具有方向性，而且各个点强弱不同，所以同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小不同，我们用电场强度来表示电场的强弱和方向。

二、电场强度（E）

指出：虽然可以用同一电荷q在电场各点所受电场力F的大小来比较各点的电场强弱，但是电场力F的大小还和电荷q的电量有关，所以不能直接用电场力的大小表示电场的强弱。实验表明：在电场中同一点，电场力F与电荷电量q成正比，比值F/q由电荷q在电场中的位置所决定，跟电荷电量无关，是反映电场性质的物理量，所以我们用这个比值F/q来表示电场的强弱。

1．大小；电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。

公式：E＝F/q 单位：N/C 或 V/m

2．方向：物理学中规定，电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同。

指出：负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点的场强方向相反。

E的物理意义：表示电场的强弱和方向，反映了电场力的性质。

思考：E由F、q决定吗？

E表示电场本身的属性，不由F、q决定，即E跟电场这某电有无试探电荷和试探电荷的电荷量的多少、电性如何、所受电场力均无关。但可用E＝F/q来计算E。

思考：F由E、q决定吗？（是的）

这是任何采用比值法定义的物理量的共同特点。

例：+Q的电场A处，放入一电荷q＝－4C，受到力F＝8N，则E＝？（2N/C）

若q＝8C，则E＝？（2N/C）

若不放电荷，E＝？（2N/C）

3．E由电场本身决定，与放入场中的电荷无关。

思考：E有电场本身的哪些因素决定呢？

例：电场中的某点的电场强度为4.0×104N/C，电荷量为5.0×10-8 C的点电荷在该点受到的电场力是多大？

例：真空中有一个电荷量为Q的点电荷，求离它距离为r处的电场强度

思考与讨论：书上的问题

三、电场线——为形象地描述电场而假想的曲线

1．在电场中画出的一些曲线，其上每一点的切线方向表示该点的场强方向。

演示：用感应起电机使一个静电羽带电，带领学生观察丝线分布情况后，给出点电荷周围电场线的画法。由点电荷电场的计算公式可知：距点电荷越远电场强度越小。从实验可看出在离场源电荷越近的地方，电场线越密，所以可以用电场线的疏密程度表示场强的强弱。

2．电场线的疏密程度反映电场的强弱

清楚了电场线如何描述场强，接下来要求熟悉几种典型的电场线的分布。

3．几种常见电场的电场线

1) 正电荷的电场线向外发散，离电荷近处，电场线密集，电场强度大

2) 负电荷的电场线向里聚集，离电荷近处，电场线密集，电场强度大

3) 等量异种电荷

演示：用感应起电机使两个静电羽带上等量异种电荷，给出靠近等量异种电荷周围的电场线的画法。

4) 等量同种电荷

演示：用感应起电机使两个静电羽带上等量同种电荷，给出靠近等量同种电荷周围的电场线的画法。

演示：用感应起电机使一个静电于和一个金属平行板带上异种电荷，使它们靠近。给出靠近的点电荷和金属平行板带上异种电荷时周围的电场线的画法。

4．电场线的特性：电场线总是从正电荷出发，终止于负电荷，中途不中断

两条电场线不闭合、不相交、不相切

说明：电场中任一点的E的方向是唯一的，如相交则该处出现两个场强方向，所以不能相交；电场线的疏密表示电场的强弱，如相切，则在切点电场线密度无穷大，这种情况不可能，所以不能相切。

注意：电场线在空间上是立体分布的。

5．匀强电场：电场强度的大小、方向处处相同

演示：用感应起电机使两个金属平行板带上异种等量电荷，使它们靠近，并相互正对，给出靠近的两个金属平行板带上异种电荷时周围的电场线的画法。

匀强电场的电场线：间距相等的平行线

产生条件：两块靠近的平行金属板，大小相等，互相正对，分别带有等量的正负电荷，它们之间的电场除边缘附近外就是匀强电场。

练习：

1、电场中有一点P，下列说法是正确的是（ ）

A、若放在P点的试探电荷的电量减半，则P点的场强减半

B、若P点没有试探电荷则P点的场强为零

C、P点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大

D、P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向

2、下列关于电场说法中正确的是（ ）

A、只要有电荷存在，电荷周围一定存在着电场

B、在电场中的同一点，无论试探电荷q的值如何变化，F和q的比值始终不变

C、电场中某一点的场强为零，则放在该点的电荷受到的电场力一定为零

D、由电场强度的定义式E=F/q可知，E与F成正比，E与q成反比

4、关于电场线的说法正确的是（ ）

A、电场线既能描述电场的方向，也能描述电场的强弱

B、电场线就是带电粒子在电场中运动的轨迹

C、电场线是人们为了形象化而假设的曲线，它不是实际存在的线

D、电场线是假想出来的一组曲线，所以不能用实验的方法来模拟

高二物理教案：《电场线》教学设计

俗话说，居安思危，思则有备，有备无患。作为教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来，帮助教师缓解教学的压力，提高教学质量。优秀有创意的教案要怎样写呢？下面的内容是小编为大家整理的高二物理教案：《电场线》教学设计，相信能对大家有所帮助。

高二物理教案：《电场线》教学设计

教学目标

1、知道什么视电场线，知道用电场线可以形象地表示电场的方向和强弱；

2、知道一个点电荷、两个等量点电荷、点电荷与带电平行板间的电场线的分布；

3、知道什么视匀强电场，以及匀强电场的电场线的分布；

4、知道两块靠近的平行金属板，大小相等，互相正对，分别带有等量的正负电荷，他们之间的电场（除边缘附近外）是匀强电场．

教学建议

教材分析

电场线的要点：

1、电场线是假想的：

电场线是人们用来形象的描述电场的分布而画出的一簇曲线，虽然实验模拟了这簇曲线的形状，但是实验没有正是电场线的真是存在，电场线是假想的．

2、电场线不是闭合曲线：

在静电场中，电场线起始于正电荷，终止于负电荷，不形成闭合曲线．

3、电场线的每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致．

4、电场线的疏密与电场强弱的关系：

电场线的疏密程度与场强大小有关，电场线密处电场强，电场线疏处电场弱．

5、电场线在空间不相交．

注意：在最后归纳相互电场线表达的意义，特别要强调电场线上每一点的切线方向，就是该电的场强方向，强调电场线的疏密与场强大小的关系．

重点难点

1、重点是电场线的定义，以及电场线的分布

2、难点是电场线的特点和匀强电场线的特征

关于电场线讲解的教法建议

电场线是为形象描述电场中电场强度分布情况而假想的线，是法拉第首先提出的．

讲述电场线时，一定要通过实验将抽象的知识具体化，根据条件可用验电羽，或蓖麻油内悬浮头发屑等方法演示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，以及匀强电场的电场线．同时要求学生能够画出正负电荷、等量异种电荷、等量同种点电荷产生的电场和匀强电场的电场线．

教学设计示例

电场线

一、教学目标

1、在物理知识方面的要求：

（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；

（3）掌握匀强电场．

2、通过观察演示实验，概括出经典电场的电场线特点，培养学生的观察概括能力．

二、教具

感应起电机一个、验电羽两个，两块带有验电羽的绝缘铝板．

三、主要教学过程

（一）复习提问

1、电场强度的定义及其物理意义是什么？

2、电场强度的决定因素是什么？

3、 及 有什么联系与区别？

4、简述电场强度的叠加原理．

（二）引入新课

电场看不见，摸不着，想个什么样的方法来形象地描述它呢？

在初中，同学们学过磁场，磁场也看不见摸不着；当时用什么方法来形象地描述它呢？用磁感线．

磁感线是真实存在的呢？不存在，是假想的．用它来形象、直观地描述磁场强弱和方向．

磁感线在条形磁体外部由N极指向S极，内部由S极指向N

极，是闭合曲线，且外部稀疏内部稠密．磁感线有走向，磁感线上

某点切线方向为该点磁场方向，也是该点所放小磁针的N极指向，

即N极受力方向．磁感线不相交（如图1所示）．

形象直观地描述磁场用磁感线，形象直观地描述电场呢？

（三）教学过程设计

1、电场线概念引入

英国物理学家法拉第首先引入了电场强度的图象，他在电场中画了一些线，使这些线上

每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，并使线的疏密表示场强的大小．这些线称为电场线．

2、几种常见电场的电场线 匀强电场

（1）点电荷电场的电场线

如图2（a）所示，在A点放正电荷Q，研究该电场的电场线．为此在Q的周围B点放上＋1C的点电荷q，它受到的电场力方向在A与B连线上，并且由A指向B，再在A与B连线上取任一点C，放＋1C点电荷q，它受的电场力方向仍在连线上，方向由A向C，由于电场线在B与C的切线共线，所以射线AC为一条电场线．同理，由A点出发的所有射线都可以是电场线，但考虑到对电场线的另一要求，它的疏密应表示

高考物理第一轮基础知识电场强度电场线复习教案24

第2课时电场强度电场线

基础知识归纳
1.电场
带电体周围存在的一种特殊物质，它的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫电场力.电荷间的相互作用就是通过电场发生作用的.电场还具有能的性质.
2.电场强度E
反映电场强弱和方向的物理量，是矢量.
(1)定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，即E＝Fq，单位：V/m或N/C.
(2)场强的方向：E是矢量，规定正电荷在电场中某点的受力方向为该点的场强方向.
(3)电场中某点的场强与放入该点的试探电荷无关，而是由产生这个电场的场源电荷和这一点的位置决定.
3.点电荷产生的电场的场强
E＝，其中Q为场源电荷，E为距离Q为r处某点的场强大小.对于求均匀带电的球体或球壳外某点的场强时，r为该点到球心的距离.
4.电场的叠加
若空间中几个电场同时存在，电场中某点的场强就等于它们单独存在时在该点产生的场强的矢量和.
5.电场线
为了形象地描述电场而引入的假想的曲线.
(1)电场线的疏密表示场强的弱强，电场线上每一点的切线方向表示该点的场强方向.
(2)电场线从正电荷或无穷远处出发，终止于无穷远处或负电荷.静电场中电场线不闭合，不中断于距场源电荷有限远的地方.
(3)电场线不相交，也不相切，更不能认为是电荷在电场中的运动轨迹.
(4)顺着电场线电势降低，而且降落最快，电场线与等势面处处垂直.
6.匀强电场
电场中各点场强大小相等，方向相同，匀强电场的电场线是一些等间距的平行线.
7.几种典型的电场线

重点难点突破
一、怎样理解场强的三个表达式？掌握用比值定义的物理量的特点
1.定义式E＝Fq：适用于一切电场，但场强E与试探电荷的电荷量q及其所受的电场力F无关，与试探电荷是否存在无关.
2.决定式E＝：只适用于在真空中点电荷产生的电场，场强E与场源电荷的电荷量Q及研究点到场源电荷的距离r有关.
3.关系式E＝Ud：只适用于匀强电场，U指电场中两点的电势差，d指这两点沿电场线方向的距离.
二、怎样理解电场强度的三性
电场强度的三性为：矢量性、唯一性和叠加性.因为场强是矢量，且电场中某点处场强E是唯一的，空间中多个电场存在时，某点的场强为多个电场的合场强，场强叠加遵循矢量合成法则(平行四边形定则).场强叠加是高考热点，本节难点，需重点突破.
电场线是认识和研究电场问题的有利工具，必须掌握典型电场的电场线分布.
电场线的应用：
①判断库仑力的方向；
②判断场强的大小(定性)和方向；
③判断电荷在电场中电势能的大小；
④判断电势的高低和电势降落的快慢；
⑤间接判断电场力做功的正负；
⑥判断等势面的疏密和位置.
三、怎样解决与电场力有关的力学问题
1.明确研究对象(多为一个带电体，也可以是几个带电体组成的系统)；
2.分析研究对象所受的全部外力，包括电场力；
3.分析研究对象所处的状态：平衡、加速等；
4.由平衡条件或牛顿第二定律列方程求解即可.
四、求解电场强度的几种特殊方法
补偿法、极值法、微元法、对称法、等效替代法等.
典例精析
1.理解场强的表达式
【例1】在真空中O点放一个点电荷Q＝＋1.0×10－9C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30cm，M点放一个点电荷q＝－1.0×10－10C，如图所示，求：
(1)q在M点受到的作用力；
(2)M点的场强；
(3)拿走q后M点的场强；
(4)M、N两点的场强哪点大；
(5)如果把Q换成－1.0×10－9C的点电荷，情况如何.
【解析】(1)FM＝k＝9×109×1×10－199×10－2N
解得FM＝1×10－8N，方向由M→O.
(2)M点的场强
EM＝FMq＝1×10－81×10－10N/C
解得EM＝102N/C，方向由O→M.
另法：利用点电荷的场强公式有
EM＝k＝9.0×109×1.0×10－90.32N/C
EM＝102N/C
(3)EM＝102N/C，方向由O→M.
(4)M点的场强大.
(5)方向改变为相反，其大小相等.
【思维提升】弄清形成电场的电荷与试探电荷的区别、电场强度的概念及决定因素.
【拓展1】有质量的物体周围存在着引力场.万有引力和库仑力有类似的规律，因此我们可以用定义静电场强度的方法来定义引力场的场强.由此可得，与质量为M的质点相距r处的引力场场强的表达式为EG＝(万有引力常量用G表示).
【解析】库仑力FC＝k，将q视为Q产生的电场中的试探电荷，则距Q为r处的场强为E＝FCq＝k.与此类似，万有引力FG＝，将m视为M产生的引力场中的试探物，则距M为r处的场强为EG＝FGm＝
2.理解场强的矢量性，唯一性和叠加性
【例2】如图所示，分别在A、B两点放置点电荷Q1＝＋2×10－14C和Q2＝－2×10－14C.在AB的垂直平分线上有一点C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2m.求：
(1)C点的场强；
(2)如果有一个电子静止在C点，它所受的库仑力的大小和方向如何.
【解析】(1)本题所研究的电场是点电荷Q1和Q2所形成的电场的合电场.因此C点的场强是由Q1在C处场强E1C和Q2在C处的场强E2C的合场强.根据E＝k得：
E1C＝k＝9.0×109×2×10－14(6×10－2)2N/C＝0.05N/C
方向如图所示.同理求得：
E2C＝k＝0.05N/C，方向如图所示.
根据平行四边形定则作出E1C和E2C的合场强如图所示.
△CE1CEC是等边三角形，故EC＝E1C＝0.05N/C，方向与AB平行指向右.
(2)电子在C点所受的力的大小为：
F＝qEC＝1.6×10－19×0.05N＝0.8×10－20N
因为电子带负电，所以方向与EC方向相反.
【思维提升】(1)解决此类问题，需要巧妙地运用对称性的特点，将相互对称的两个点电荷的场强进行叠加.
(2)不在同一直线上电场的叠加要根据电荷的正、负，先判断场强的方向，然后利用矢量合成法则，结合对称性分析叠加结果.
【拓展2】如图所示，空间中A、B、C三点的连线恰构成一直角三角形，且∠C＝30°，AB＝L，在B、C两点分别放置一点电荷，它们的电荷量分别是＋Q和－Q.(静电力常量为k)求：
(1)斜边AC的中点D处的电场强度；
(2)为使D处的电场强度方向与AB平行，则应在A处再放一个什么样的电荷.
【解析】(1)连接B、D，由几何关系知，D为BC中垂线上的点，且r＝BD＝DC＝L，则两点电荷在D处产生的场强，如图甲，EB＝EC＝k
E1＝2EBsin60°＝3EB＝，方向沿B→C方向.
(2)应在A处放置一个负电荷.如图乙所示，EA和E1合成后与AB平行，由几何关系知
EA＝＝3k×23＝2k①
又EA＝k，即QA＝②
联立①②式解得QA＝2Q
3.与电场力有关的力学问题
【例3】如图所示，带等量异种电荷的平行金属板，其间距为d，两板间电势差为U，极板与水平方向成37°角放置，有一质量为m的带电微粒，恰好沿水平方向穿过板间匀强电场区域.求：
(1)微粒带何种电荷？
(2)微粒的加速度多大？
(3)微粒所带电荷量是多少？
【解析】由于微粒恰好做直线运动，表明微粒所受合外力的方向与速度的方向在一条直线上，即微粒所受合外力的方向在水平方向，微粒受到重力mg和电场力Eq的作用.
(1)微粒的受力如图所示，由于微粒所受电场力的方向跟电场线的方向相反，故微粒带负电荷.
(2)根据牛顿第二定律有：
F合＝mgtanθ＝ma
解得a＝gtanθ＝34g
(3)根据几何关系有：Eqcosθ＝mg
而E＝Ud
解得q＝
【思维提升】(1)本题考查了带电微粒在匀强电场中的匀变速直线运动、牛顿第二定律、电场力、匀强电场中场强与电势差的关系，这是一道综合性较强的试题，同时也可以考查学生学科内的综合能力.
(2)确定带电微粒受到的电场力的方向及是否受重力是解答此题的关键所在.
(3)由于微粒在电场中做直线运动，故一般从合运动出发，分析该题比较方便.
4.补偿法求解电场的强度
【例4】如图所示，用金属丝AB弯成半径r＝1m的圆弧，但在A、B之间留出宽度为d＝2cm，相对来说很小的间隙.将电荷量Q＝3.13×10－9C的正电荷均匀分布在金属丝上，求圆心O处的电场强度.
【解析】设原缺口环所带电荷的线密度为σ，σ＝.则补上的金属小段带电量Q′＝σd，它在O处的场强为
E1＝k＝9×109×(3.13×10－9×0.022×3.14×13－0.02×12)N/C＝9×10－2N/C
设待求的场强为E2，由E1＋E2＝0可得
E2＝－E1＝－9×10－2N/C
负号表示E2与E1方向相反，即E2的方向向左，指向缺口.
【思维提升】中学物理只学点电荷场强及匀强电场场强的计算方法.一个不规则的带电体(如本题的缺口带电环)所产生的场强，没有现成的公式可用.但可以这样想：将圆环的缺口补上，并且它的电荷密度与缺了口的环体原有电荷密度一样，这样就形成了一个电荷均匀分布的完整带电环，环上处于同一直径两端的微小部分可看成两个相对应的点电荷，它们产生的电场在圆心O处叠加后场强为零.根据对称性，圆心O处总场强E＝0.补上的小段在O处产生场强E1是可求的.题中待求场强为E2，则由E1＋E2＝E＝0，便可求得E2.
【拓展3】如图所示，均匀带电圆环的电荷量为Q，半径为R，圆心为O，P为垂直于圆环平面的对称轴上的一点，OP＝L，试求P点的场强.
【解析】本题需要用“微元法”，将非点电荷电场问题转化成了点电荷电场问题求解.设想将圆环等分为n个小段，每一小段便可看做点电荷，其带电荷量为q＝，由点电荷场强公式可得每一小段点电荷在P处的场强为E＝k
由对称性可知，各小段带电环在P处的场强E的垂直于轴向的分量Ey相互抵消.而E的轴向分量Ex之和即为带电圆环在P处的场强
EP＝∑Ex＝∑kcosα＝∑k＝k
易错门诊
5.场强公式的使用条件
【例5】下列说法中，正确的是()
A.在一个以点电荷为中心，r为半径的球面上各处的电场强度都相同
B.E＝仅适用于真空中点电荷形成的电场
C.电场强度的方向就是放入电场中的电荷受到的电场力的方向
D.电场中某点场强的方向与试探电荷的正负无关
【错解】因为点电荷的场强公式为E＝k，所以同一球面上各处r相同，电场强度都相同，A、B对；又因为电场强度定义式E＝F/q，q是标量，场强E的方向与力F的方向相同，C、D对.
【错因】没有正确理解电场强度的矢量性，不明白电场强度的方向与电荷在电场中所受电场力方向有时相同，有时相反.若为正电荷，两者相同，若为负电荷，两者相反.
【正解】A选项中同一球面上各处电场强度大小相等但方向不同，A错，B对；又因为电荷有正负，物理学中规定了正电荷的受力方向与场强方向相同，而场强的大小和方向由电场本身决定，与放入的试探电荷无关，所以C错，D对.
【答案】BD
【思维提升】(1)本题分析的关键是理解电场强度的矢量性及公式的适用条件.
(2)电场强度是描述电场力的性质的物理量.虽然E＝Fq，但E与F、q都无关，电场强度由电场本身决定.