【教学内容】
第 5 单元第 1 节。
【教学目标】
1、理解电场是客观存在的特殊物质形式; 了解电场硬度的概念和定义,了解电场硬度方向的规律; 理解电场线的意义和性质。 理解均匀电场的概念。
2. 会用电场线来描述电场,用电场硬度的定义进行简单的估算; 学会运用观察、归纳等对现象进行分析推理,发现客观规律,感受比值法定义化学量。
3、通过静电研究历史知识的介绍,激发中学生热爱科学的热情,通过实验观察、分析推理,培养中学生严谨的科学态度和正确的思维方式.
【教学重点】
电场硬度的定义和电场线的含义。
【教学难点】
理解电场硬度的定义和电场线的含义。
【助教计划】
橡胶棒、玻璃棒、丝绸、毛皮、验电器、铁架、草球等。
【教学过程】
◆创设情景──引出话题
1、讲座展示:播放视频、PPT,展示生活生产中的静电。
2、实验演示:棉线拉不直、梳头飞扬等。
3、生活现象回顾:抖不掉的灰尘、冬天脱毛衣时的火花、咯吱咯吱的响声等。
4、班主任说:以上现象的发生与静电有关。 从明天开始,我们将探讨静电现象。
五、人类对静电研究的历史回顾
在中国电场 电场强度教案,秦末就有“敦谋(龟甲)芥子(小物之意)”的记载; 清代就有关于摩擦起电引起放电现象的记载:“洗头脱衣时,有用梳子解结有光者,也有摇动者”。 ” 但对静电现象的科学研究始于2000年后的18世纪,主要原因一是当时的社会发展水平对电没有需求,二是科学技术水平落后难以为研究提供技术和设备。 支持。
历史上,人类在静电现象研究中遇到的主要困难:
一是物体的带电量一般很小,静电力很小,特别小的力没有精密仪器检测; 二是没有电量单位,充电量难以判断和控制; 三是物体具有一定的大小和形状,电荷在物体上的分布不清晰,很难确定两个带电物体之间的距离。
静电力科学研究的关键就是要解决上述问题。 谁能解决以上问题,谁就能取得研究的成功。
◆实验探究──新课学习
1. 两种电荷以及电荷之间的相互作用
1.摩擦起电与带电物体的特性
中学生示范实验:用玻璃棒、橡皮棒靠近纸屑,不会吸住纸屑; 用丝绸摩擦玻璃棒,用毛皮摩擦橡胶棒,将摩擦过的玻璃棒和橡胶棒分别用五彩纸屑吸引。
班主任说:通过摩擦,玻璃棒和橡胶棒带电,带有电荷。 这些起电形式称为摩擦起电。 各种不同的物质在相互摩擦时都可以带电或带电。 带电或带电的物体会吸引光和小物体。
2.两次收费和互动
班主任说:人类通过探索知道,自然界中有两种电荷,称为正电荷和负电荷。 人们称玻璃棒与丝绸摩擦所带的电荷为正电荷,橡胶棒与毛皮摩擦所带的电荷称为负电荷。 人们还发现电荷之间存在相互作用,同类电荷相互矛盾,不同种类电荷相互吸引。
3.物体带多少电——电
无论用什么方法使物体带电,物体的带电量总是可以不同的。 物体所带电荷的多少称为电荷量,简称电。 在国际单位制中,电的单位是库仑,简称库,用小写英文字母“C”表示。
4.问一个问题
即使带电物体彼此不接触,它们之间仍然会产生力。 那么,这股力量是如何形成的呢? 它如何作用于另一个带电物体?
2、电场
1.哪些是电场?
电荷周围的空间存在电场。 不管物体是如何带电的,也不管物体处于什么样的化学环境中,只要物体带电,它周围的空间就一定存在电场。
电场是一种特殊的物质。 在自然界中电场 电场强度教案,物质有两种存在方式。 一种是我们平时可以看到和触摸到的有形物体,比如日常生活中使用的各种材料组成的物体。 它们具有形状、颜色、硬度、密度、导电性、功能、结构等方面的区别。 物质存在的另一种方式是场,如电场、磁场等,它们是看不见摸不着的,但能表现出人们可以感知到的特性,人们正是利用这种特性来研究电场。
2.电场的基本特性
电场的基本特征是它对其中的电荷有很强的影响。 这种力称为电场力或库仑力。
两个带电物体之间的电场力是由电场实现的。 例如,有两个电荷A和B,电荷A在其周围空间建立电场,电荷B在A的电场中,受A的电场的电场力的影响充电A; 同理,电荷B在其周围空间建立电场,而电荷A在二次电荷的电场中,受到二次电荷电场的电场力的影响。
通过分析可知,电荷间的电场力是由电场产生的。
3.积分充值
1.引入背景
通常带电物体具有不同的大小和形状,即它们具有相同的电荷,因为它们的大小和形状不同导致电荷在物体上的分布不同,这将影响电荷间相互作用力的研究。 带电体的体积越小,或者当描述带电体大小的量纲与两个带电体之间的距离相比可以忽略不计时,带电体本身的大小对问题研究的影响就越小。 在这些情况下,带电体可以忽略不计 将带电体视为仅带电荷的点。 就像研究物体的机械运动一样,把物体看成一个有质量的点——质点。
2.积分充值
点电荷是为简化研究而引入的理想模型。 实际带电物体总是有一定的体积和形状,不会是“点”,所以点电荷实际上并不存在。 但数学研究的一个重要策略是放弃次要激励,把握主要激励。 当带电体之间的距离远大于它们的尺寸时,它们的尺寸对它们之间的电场力的影响很小。 这时,电荷本身的大小可以忽略不计,它们可以看作是只有电荷的几何点——点电荷。
例如,两个半径为20cm的带电球,当两个球的中心距离为30cm时,由于球的半径与宽度几乎相同,在这种情况下,不能将两个带电球视为作为积分费用; 如果两个球的中心之间的距离为 此时,它们的宽度远小于球的半径,球的半径对它们之间的电场力几乎没有影响。 它们可以被视为点电荷,其中电力集中在球的中心。
4、电场硬度
1.在电场中不同位置的电场强度特性不同
(1)科学家实验考察:如图所示,将带电体Q形成的电场中的不同点A、B依次加载到同一个带电体q中,发现电场的大小和方向q 上的场力不同。 B点的电场力大于B点的电场力。
(2) 实验结果解释:由于在两个位置放置了相同的电荷,所以两次遇到的电场力大小和方向的不同肯定不是q引起的,而是Q的电场引起的,表明电场的强弱、方向的不同。 如上实验,带电体Q的电场中A点的电场强于B点。
2.电场硬度
(1)科学家实验考察:如图所示,将带电体Q形成的电场中的不同点A、B依次注入另一个带电体q',其在A、B两点遇到的电场发现B与q的力不同,但对于A点,q与q'所受的电场力与电量之比相同; 对于B点,q和q'所受的电场力与电量之比也相同。 而A点的比值比B点的比值大,我们已经知道A点的电场比B点强,所以我们可以推导,把带电体放到电场中,而负载的带电体会在电场中的某一点所经历的电场力与自身电荷之比的大小正好对应于电场的强弱。 在任何其他电场中进行调查都会产生相同的结果。
(2)电场硬度的定义
荷载到电场中某一点的电荷所受到的电场力F与其所带电荷量q的比值称为该点的电场强度(简称场强),用符号表示E、
(3) 单位:N/C(牛顿/库仑)
(4)方向:正点电荷上电场力的方向。
5.电场线
1.引入背景
用图像来表示电场的强度和方向。 电场硬度是描述电场强度和方向的数学量,因此电场硬度和电场线描述的是同一现象。 可以说,电场线就是电场硬度图。 就像生动形象描述的三要素。
2.如何用电场线来描述电场
(1)力图中线段的方向表示力的方向,所以可以在电场中画一条有方向的腰线,电场的方向可以用腰线的方向或腰线上的切线方向。
(2)可按上述要求绘制多条腰线。 电场强的地方(电场硬度高)腰线较密,电场弱的地方(电场硬度小)腰线稀疏。 这样腰线的相对明暗就可以代表电场的强弱(电场的硬度)
3.电场线
(1) 作图方法及意义:可以在电场中从正电荷到负电荷绘制一系列曲线,使曲线上各点的场强方向都在该点的切线方向,这种的曲线称为电场线。
同一电场下,电场线密集的区域电场硬度较高,电场线稀疏的区域电场硬度较小; 电场线上一点的切线方向表示该点电场强度的方向。
4.关于静电场中电场线的讨论
(1) 电场线是人为引入的描述电场的线。 人们总是在电场中画出有限的几条线,两条腰线之间的“空白”感觉不到没有电场。
(2) 电场线总是从正电荷开始,到负电荷结束。 对于一个孤立的正电荷,可以认为无穷远处有一个负电荷,等待“接收”它“发出”的电场线; 对于一个孤立的负电荷,可以认为在无穷远处有一个正电荷,它“发送”它“接收”电场线。
(3) 在没有电荷的地方,任意两条电场线都不相交。 因为对于电场中的一点,电场的方向是唯一的,如果两条电场线相交于某一点,则该点的电场强度方向不是唯一的,这是与事实相反的。
(4) 电场线不是带电粒子在电场中运动的轨迹。
5.几个电场中的电场线
(1) 隔离的正负点电荷电场。
(2)电场中点电荷大小相同、符号相同的电场线。
6、均匀电场
一、均匀电场的概念
在一定区域内的电场中,如果各点场强的大小和方向都相同,则称该区域内的电场为均匀电场。例如,在两个带电体之间的电场相互靠近的平行金属板,除边缘附近外,两板对向空间内的电场为均匀电场
2.均匀电场的说明
(1)均匀电场是电场中的一个区域。
(2)均匀电场中的电场线是等宽的平行直线。
◆沟通与评估──总结
1. 讨论题:教材115页“思考与实践” 2.
2.引导中学生总结本节要点(见板书设计)
【工作任务】
1. 为备考,完成课本115页“思考与实践”的1和3。
2.写了一篇小论文《电场硬度与电场线》
3.预览第2节
【排版设计】