电荷、库仑定律、电场强度 教案

电荷、库仑定律、电场强度 教案（精选4篇）

电荷、库仑定律、电场强度 教案 篇1

电荷、库仑定律、电场强度的基本概念（第一次课）2学时

主要内容为电荷的基本概念、静电场的基本规律——库仑定律以及电场的描述。静电学是整个电磁学的基础，而本次课的内容涉及点电荷的基本模型和定量描述电场力的性质的思想方法，是整个静电学的基础。特别值得注意的是库仑定律是静电学两大基本定理—高斯定理和环路定理的理论基础。

授课对象在高中已经学习了点电荷的理想模型、真空中的库仑定律以及电场的描述。但是，学生对库仑定律的基础性地位可能不太清楚，对平方反比律的实验验证也没有什么了解。

1、掌握点电荷、电荷的量子化、电荷守恒定律、以及电场强度的概念；

2、掌握点电荷间相互作用的规律——库仑定律；

3、通过介绍利用任意带电体间的静电力，使学生深入理解叠加原理的思想；

4、通过简述验证平方反比关系的相关实验，向学生展示物理学之美。

1、库仑定律及其应用；

2、利用电场强度来描述电场。任意形状带电体间的静电力；

以问题讨论方法为主。以引导、分析、归纳、互动等方法辅助教学。多媒体、讲授

一、绪论（约5分钟）

通过简述19~20世纪人类在电磁学方面所取得的伟大成就，培养学生对物理的兴趣和热爱科学的思想。

二、课程导入（约6分钟）

知识回顾（电场中的电荷会受到力的作用）设问：如何定量描述电场力的性质？

三、新课展开（60分钟）概念：电荷

设问：带电体的电荷量和物体的质量一样可以连续变化吗？ 概念：电荷的量子化

设问：系统内的电荷迁移时总电荷量应遵循什么规律？ 定律：电荷守恒定律

设问：如何定量描述两个点电荷间的相互作用？

分析讨论库仑定律的主要内容及其实验验证。重点讨论如何利用叠加原理求任意带电体间的静电力。设问：电荷周围存在电场，该电场只与场源有关，如何描述这样的电场？ 概念：电场强度EF/q0

四、课堂讨论（10分钟）例题

五、小结（约3分钟）

六、拓展（约5分钟）

讨论题：最简单的带电体—点电荷产生的电场如何描述？任意带电体周围的电场呢？（为下次课打基础）

七、作业：（约1分钟）自编习题集（下册），练习一。

1、马文蔚主编．物理学（上、下册）．高等教育出版社，2000年

2、薛壮生．异性电荷间库仑平方反比律的验证．黑龙江大学自然科学学报，9（2），85，1992年

1、本次课的基本内容在高中都已经讲授，大学阶段讲授时主要强调用高等数学的知识解决一般性、而非特殊性问题；另外，叠加原理也是需要着力强调的重要物理思想。

2、点电荷间静电力的平方反比律体现了物理学的数学之美，在教学中应注意将万有引力定律与库仑定律类比。

3、库仑定律的成立条件是：真空、静止的点电荷。在教学中应强调处理运动电荷间的静电力时应考虑相对论效应，不过在处理低速问题时相对论效应可以忽略。

电场 电场强度教案 篇2

【教学内容】

第五单元第1节。

【教学目标】

知识与技能：了解电场是客观存在的一种特殊物质形态；理解电场强度的概念及其定义式，理解电场强度方向的规定；理解电场线的意义和性质。了解匀强电场的概念。

过程与方法：能用电场线描述电场，能运电场强度的定义式进行简单的计算；学会运用观察、归纳等方法从现象进行分析推理、发现客观规律，体会比值法定义物理量。

情感态度价值观：通过介绍静电研究的历史知识，激发学生热爱科学的情感，通过实验观察、分析推理培养学生严谨的科学态度和正确的思维方法。

【教学重点】

电场强度的定义及电场线的意义。

【教学难点】

对电场强度定义及电场线意义的理解。

【教具准备】

橡胶棒、玻璃棒、丝绸、毛皮、验电器、铁架台、通草球等。

【教学过程】

◆创设情境──引出课题

1．课件展示：播放视频及PPT，展示生活及生产中的静电现象。

2．实验演示：捋不拢的丝线，随梳飘动的头发等等。

3．生活现象回顾：弹不掉的灰尘，冬天脱毛衣时的火花与噼啪声等等。

4．教师讲述：以上现象的发生都与静电有关，从今天开始我们将探究静电现象。

5．人类研究静电的历史回顾

人类认识静电现象，最早的记载是希腊哲学家泰勒斯（生活时代略早于中国的孔子）发现了当时的希腊人摩擦琥珀吸引羽毛。在中国，西汉末年已有“顿牟（玳瑁）掇芥（细小物体之意）”的记载；晋朝时有关于摩擦起电引起放电现象的记载：“今人梳头，解著衣时，有随梳解结有光者，亦有咤声”。但对静电现象的科学研究却开始于2000年后的18世纪，其主要原因，一是当时的社会发展水平尚未出现对电的需求，二是科学技术水平落后，无法对研究提供技术和设备支持。

历史上，人类研究静电现象时遇到的主要困难：

一是一般物体的带电量较小，静电力非常小，没有精密仪器测量非常小的力；二是没有电量的单位，无法衡量和控制电荷的多少；三是物体有一定的大小和形状，电荷在物体上的分布情况不清楚，不好确定两带电物体之间的距离。

对静电力的科学研究，关键是上述问题的解决，谁能解决上述问题，谁就能取得研究的成功。

◆实验与探究──新课学习

一、两种电荷及电荷间的相互作用

1．摩擦起电及带电物体的特性

演示及学生实验：分别用玻璃棒、橡胶棒靠近碎纸屑，它们不会吸引碎纸屑；将玻璃棒与丝绸摩擦，橡胶棒与毛皮摩擦，分别用摩擦后的玻璃棒、橡胶棒靠近碎纸屑，它们吸引碎纸屑。

教师讲述：通过摩擦，玻璃棒、橡胶棒带了电，有了电荷，这种带电方式叫摩擦起电，各种不同物质相互摩擦，都可以带电或有电荷。带电或有电荷的物体能吸引轻小物体。

2．两种电荷及相互作用

教师讲述：人类通过探究知道，自然界存在两种电荷，分别叫做正电荷与负电荷。人们把与丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷，将与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做负电荷。人们还发现，电荷间有相互作用，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

3．物体带电的多少──电量

不管用什么方式使物体带电，总可以使物体带电的多少不同。物体所带电荷的多少叫做电荷量，简称电量。在国际单位制中，电量的单位是库仑，简称库，用大写英文字母“C”表示。

4．提出问题

带电物体即就是不相互接触，它们之间也会发生力的作用。那么，这个力是怎样产生的？又是怎样作用给另一个带电物体的呢？

二、电场

1．什么是电场？

电荷的周围空间存在电场。不管物体是通过什么方式带电的，也不管物体处在什么样的物理环境中，只要物体带电，在它周围的空间就一定存在电场。

电场是一种特殊的物质。在自然界里，物质的存在形式有两种，一种就是我们平时能够看得见摸得着的实物，如生活中使用的由各种物质构成的物体，它们有形态、色泽、硬度、密度、导电性、功能、结构等方面的差异。物质的另一种存在形式就是场，比如电场、磁场等，它们看不见摸不着，但它们能表现出被人们感知的特性，人们就是借助这些特性来研究电场的。

2．电场的基本特性

电场的基本特性就是对处在其中的电荷有力的作用，这个力称为电场力或库仑力。

两个带电物体间的电场力是通过电场实现的。比如甲乙两个电荷，甲电荷在它周围空间建立电场，乙电荷就处在了甲的电场中，受到甲电荷电场的电场力作用；同理，乙电荷在它周围空间建立电场，甲电荷处在乙电荷的电场中，受到乙电荷电场的电场力作用。

通过分析可以知道，电荷间的电场力是通过电场发生的。

三、点电荷

1．引入背景

一般带电物体，都有大小及形状的差别，即就是它们带电量相等，由于它们大小、形状的不同，使得电荷在物体上的分布情况不同，这会影响到对电荷间相互力的研究。带电体体积越小，或者描述带电体大小的线度相比于两带电体的距离可以忽略时，带电体本身的大小对问题研究的影响越小，这种情况下，可以忽略带电体自身的大小，把带电体看成是只具有电荷的点。就像研究物体的机械运动时，把物体看成具有质量的点──质点一样。

2．点电荷

点电荷是为了简化研究而引入的理想模型，实际的带电物体，总有一定的体积和形状，不会是一个“点”，所以点电荷实际上是不存在的。但物理学研究中的一个重要策略就是舍弃次要因素，抓主要因素。当带电体间的距离比它们的大小尺寸大很多时，它们的大小对于它们之间的电场力的影响是非常小的，影响它们之间电场力的主要因素是各自的电量和它们之间的距离，这时，可以忽略电荷自身的大小，把它们看成是只具有电量的几何点──点电荷。

比如两个直径为20cm的带电球，当两球心的距离为30cm时，由于球的直径与间距差不多，这种情况下，两个带电球就不能视为点电荷；如果两球心的距离为10m，这时他们的间距远远大于球的直径，球的直径对与它们间的电场力几乎没有影响，可以把它们视为电量集中在球心的点电荷。

四、电场强度

1．电场中不同位置电场特性的强弱不同

（1）科学家的实验探究：如图所示，在带电体Q产生的电场中的不同点A、B先后放入同一带电体q，发现q所受电场力的大小、方向不同，q在A点受到的电场力比在B点时受到的电场力大。

（2）实验结果剖析：既然两个位置放置的是同一电荷，那么两次受到的电场力大小、方向的不同肯定不是q引起的，应该是Q的电场引起的，这说明电场有强弱、方向的差别。如上述实验中，带电体Q电场中A点的电场比B点的电场强一些。

2．电场强度

（1）科学家的实验探究：如图所示，在带电体Q产生的电场中的不同点A、B先后放入另一带电体q，发现它在A、B两点时受到的电场力与q不同，但对于A点来说，q及q所受的电场力与电量的比值却一样；对于B点来说，q及q所受的电场力与电量的比值也一样。而且A点的这个比值比B点的这个比值大，而我们已经知道A点的电场比B的电场强，这样可以得出一个结论，将带电体放入电场中，放入的带电体在电场中的某点所受到的电场力与自己的带电量的比值的大小恰好与电场的强弱相对应。在其他任何电场中进行探究，也会有这样的结果。

（2）电场强度的定义

放入电场中某一点的电荷所收到的电场力F与它所带电量q的比值，叫做该点的电场强度（简称场强），用符号E表示。/

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（3）单位：N/C（牛顿/库仑）

（4）方向：正的点电荷所受电场力的方向。

五、电场线

1．引入背景

用图像形象表示电场的强弱和方向。电场强度是描述电场强弱及方向的物理量，因此电场强度、电场线描述的是同一现象，可以说电场线是电场强度的图示。就像用力的图示形象描述力的三要素一样。

2．怎样用电场线描述电场

（1）力的图示中线段的方向表示力的方向，因此可以在电场中画出有方向的线条，用线条的方向或线条上的切线方向表示电场的方向。

（2）可以按上述要求画出多条线条，电场强（电场强度大）的地方线条密一些，电场弱（电场强度小）的地方线条疏一些。这样线条的相对疏密程度就可以表示电场的强弱（电场强度的大小）

3．电场线

（1）画法及意义：可以在电场中画出一系列从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的场强方向都在该点的切线方向上，这些曲线就叫做电场线。

同一电场中，电场线密集的区域电场强度大一些，电场线稀疏的区域电场强度小一些；电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向。

4．对静电场中电场线的讨论

（1）电场线是人为引进形象描述电场的线，在电场中人们总是画出有限的条数，不能认为两线条之间的“空白”处没有电场。

（2）电场线总是起始于正电荷，终止于负电荷。对于孤立的正电荷，可认为无限远处有一个负电荷，等着“接收”它“发出”的电场线；对于孤立的负电荷，可认为无限远处有一个正电荷，“发出”让它“接收”的电场线。

（3）在没有电荷的地方，任何两条电场线不相交。因为对于电场中的一个点来说，电场的方向是唯一的，如果两条电场线在某点相交，就会出现该点电场强度方向不唯一，这与事实相违背。

（4）电场线不是带电粒子在电场中运动的轨迹。

5．几种电场中的电场线

（1）孤立正、负点电荷电场。

（2）等量异号、同号点电荷电场中的电场线。

六、匀强电场

1．匀强电场的概念

在电场的某一区域里，如果各点场强的大小和方向都相同，这一区域的电场就叫匀强电场。如两块相互靠近的带电平行金属板间的电场中，除去边缘附近以外，两板正对部分空间的电场是匀强电场

2．匀强电场的说明

（1）匀强电场是某电场中的一个区域。

（2）匀强电场中的电场线是等间距的平行直线。

◆交流与评价──总结归纳

1．问题讨论：课本第129页“复习与巩固”1、2、3。

2．引导学生归纳本节要点（见板书设计）

【作业布置】

1．复习课文，书面完成课本第129页“复习与巩固”

4、5。

2．撰写小论文《电场强度与电场线》

3．预习第2节

【板书设计】

电荷、库仑定律、电场强度 教案 篇3

【学习目标】

1、 理解匀强电场中电势差与电场强度的定性、定量关系.

2、 对于公式 要知道推导过程.

3、能够熟练应用 解决有关问题.

【学习重点】 理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。

【学习难点】 掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题

【知识梳理】 1.电场强度和电势差分别从 力 和 能 的角度描述了电场，它们分别与电荷在电场中受的电场力和电荷在电场中的能相联系。

我们已经知道电场力做功WAB=UABq，这个公式适用于一切电场。如果在匀强电场中移动电荷，电场力做功还可以用公式WAB=Fd=Eqd计算。比较上述两式得：UAB=Ed。此式只适用于匀强电场。

上式告诉我们：在匀强电场中，沿 电场线方向 的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。在国际单位制中，场强的单位是 N/C 或 V/m 。

2.由E=U/d可知，在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差。据此，场强的方向就是电场中电势降落最 快 的方向。

3.在非匀强电场中，E=U/d可以理解为E=U/d ，由此可见电场强度就是电势对空间位置的变化率。也就是说电势随空间位置变化越快的地方电场强度越大。这类似于重力场中，地势随位置变化越快的地方越陡峭。

【典型例题】

【例题1】 如图图1-6-3所示，在匀强电场中，同一条电场线上有A、B两点，它们之间的距离为6M，现测得UAB = 150V。

求：⑴电场强度E的大小和方向;

⑵电场中A、C两点相距14M，A、C两点的连线与电强方向成600角，则C、A两点的电势差UCA为多大?

解⑴E=U/d= 150/0.06 = 2.5103 (V/m)

UAB=150V0，则B ，沿电场线方向电势降低，故场强方向向右。

UCA = UCA (AA为等势面)

UAC = Ed= EACcos600 = 2.51030.14 = 1.75102 (V)

所以 UCA = -1.75102 (V)

【反思】

收获疑问

【课堂反馈】

1.下列说法正确的是

A.匀强电场中各处场强相等，电势也相等

B.等势体各点电势相等，场强也相等

C.沿电场线方向电势一定越来越低

D.电势降低的`方向就是电场线的方向

2.下列关于匀强电场中场强和电势差的关系，正确的说法是( )

A.在相同距离上的两点，电势差大的其场强也必定大

B.场强在数值上等于每单位距离上的电势降落

C.沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降落必定相等

D.电势降低的方向必定是电场强度的方向

3.下图中，A、B、C是匀强电场中的三个点，各点电势A=10 V、B=2 V、C=6 V，A、B、C三点在同一平面上，下列各图中电场强度的方向表示正确的是(

4.如图4所示，匀强电场场强E=100 V/m，A、B两点相距10 cm，A、B连线与电场线夹角为60，则UBA之值为()

A.-10 V B.10 V

C.-5 V D.-5 3 V

答案

1.答案 C

2. 答案 C

3. 答案 D

电荷、库仑定律、电场强度 教案 篇4

教学目标:(一)知识与技能

掌握电势差与电场强度的关系(二)过程与方法

通过对电场力做功的两种不同方式的比较推导得出电势差与电场强度的关系(三)情感态度与价值观

1、感知科学的价值和应用

2、培养对科学的兴趣、坚定学习思考探索的的信念

重点：匀强电场中电势差与电场强度的关系 难点：电势差与电场强度的关系在实际问题中应用 教学过程： 复习提问

1、电场的两大性质：

①力的性质，由电场强度描述，可用电场线形象表示；

②能的性质：由电势、电势差描述，可用等势面形象表示。

2、等势面有哪些特点？

①沿等势面移动电荷电场力不做功；

②等势面与电场线垂直，且电场线从高电势指向低电势； ③任两个等势面不相交。

既然场强、电势、电势差都描述电场的性质，它们之间一定存在关系。

新课教学

一、电势与电场强度的关系

（1）电场强度大的地方电势是否一定高？反之？（2）电场强度为零的点电势一定为零吗？反之？

E值是客观存在的，而电势的值与零电势点选取有关，所以上述问题不可能有肯定答复。