高中物理电场及其描述的教案

高中物理电场及其描述的教案（共10篇）

篇1：高中物理电场及其描述的教案

高中物理运动的描述教案

课程学习目标目标解读

1.理解描述物体(质点)运动的基本概念.

2.合理地选择匀变速直线运动规律解决实际问题，努力寻找解决问题的最佳方案.

3.掌握构建物理模型解题、巧选参考系解题、逆向思维法解题和运用图象解题等方法.

4.正确辨识图象，理解图象含义，能根据图象获取有关运动的信息.

5.能熟练地应用运动学基本公式，特别是平均速度公式.

学法指导本章的概念较多，要注意矢量和标量的不同;本章的公式也很多，学习过程中尽量推导公式，一方面能记住公式，另一方面也可以理解公式间的关系，在一题多解中体会如何比较简捷的处理直线运动问题。图象多也是本章的一个特点，只有正确的理解图象的物理意义，才能比较好的利用图象分析问题，特别是追及问题。

课程导学建议重点难点掌握匀变速直线运动规律，正确地选择公式，利用v-t图象分析问题，解决简单的追及和相遇问题.

教学建议本章的复习建议用1-2课时，突出强调基本概念，基本知识和规律的掌握，初步让学生能够分析清楚物体的运动过程，并能根据过程中的条件正确选择公式，着重刹车类问题和简单追及相遇问题的的了解，但难度不能太大。

课前

准备本章知识学生的掌握情况可能有比较大的.差异，要了解大多数学生处于什么状况。公式的了解、理解和应用有一个过程，初速度为零的匀加速直线运动(自由落体运动为代表)的规律掌握到什么程度也决定以什么方式复习本章内容。

导 学 过 程 设 计

程序设计学习内容教师行为学生行为媒体运用

预习过程梳理知识确保每一位学生处于预习状态。回顾本单元内容，可以查阅教材和以前的学案，对本章内容的知识体系和重点难点有所了解。PPT演示课题及学习目标

完成学案巡视学生自主学习的进展，学生填写学案的情况。尽可能多得独立完成学案内容，至少完成第一层级的内容。

结对交流指导、倾听部分学生的交流，初步得出学生预习的效果情况。就学案中教材诠释交流的内容与结对学习的同学交流。

第二层级

小组讨论

小组展示

补充质疑

教师点评主题1：

描述运动物体的几个物理学参量(1)五个物理量，分别是初速度(v0)、末速度(vt)、加速度(a)、位移(x)和时间(t).注意规范物理量的符号。

(2)只要确定一段匀变速直线运动五个物理量中的任意三个物理量，其余的两个物理量就确定了， 这段匀变速直线运动也就确定了.说明：平时问题中可能会给出多余的物理量或矛盾的物理量时，要注意甄别。(1)对于一段匀变速直线运动而言，描述这段运动的物理量有几个?分别是什么?学生可能一下子说不全学了哪些公式，但五个物理基本上通过讨论能说出来。

(2)在一段匀变速直线运动中， 只要确定哪几个物理量就可以确定这段匀变速直线运动?小组讨论基本能解决问题，但要说明白也不容易。口头表述

主题2：

速度v、速度变化量Δv、加速度a的比较教师注意从以下几方面点评：

1.物理意义是不同的.

2.定义式和单位是不同的。

3.速度、速度变化量、加速度三者之间没有必然的大小联系.

另外也可以强调速度、速度变化量、加速度都是矢量在匀变速运动中常涉及速度v、速度变化量Δv、加速度a三个物理量，但它们的大小关系常常是我们容易犯错误的地方，那这些物理量之间有什么联系和区别呢?

这是本章必须理解好的一个问题，这类问题也是以后物理学习中经常会遇到的。口头表述或板书

主题3：

匀变速直线运动的位移公式教师一方面可以从物理情景上提示学生，另一方面也可以根据主题一的结论入手分析问题(实际上就是数学中的排列组合)，最后得出结论，其实只有不涉及加速度a和不涉及初速度v0是没学过得公式。对一般的匀变速直线运动涉及的物理量有5个，即v0、vt、t、a、x，可变换出来哪些公式?

学生可能不知道从哪个方面来解决问题。PPT

讲练结合独立分析思考根据具体情况与部分同学(特别是各小组组长)交流,掌握学生的能力情况.

追及和相遇问题如果学生基础不好就以后解决。时间不够可以教师讲解为主处理。一、公式的选择和多过程问题

二、图象问题

三、减速及刹车问题

四、追及和相遇问题

全体学生独立思考，独立完全，小组同学都完全后可交流讨论。PPT

拓展技能检测视学生基础和课堂时间、教学进度决定是否作要求教师未提出要求的情况下学有余力的学生可自主完成PPT

记录要点教师可在学生完成后作点评学生在相应的位置做笔记。PPT

总结反思知识总结教师可根据实际情况决定有没有必要总结或部分点评一下。学生就本节所学做一个自我总结，之后可小组交流讨论。PPT

感悟收获注意有代表性的收集一些学生的体会，以便有针对性地调整教学方法。根据自己的感受如实填写

根据自己的思考找出解决方案

课外拓展比较复杂的多过程运动

篇2：高中物理电场及其描述的教案

一、预习目标

1、知道描述交变电流的相关物理量

2、知道物理量之间的关系

二、预习内容

表征交变电流的物理量

1、瞬时值：正弦交流电瞬时值的表达式为：

电压瞬时值：（ ） 电流瞬时值：（ ）

2、最大值：交流电的最大值反映的是交流电大小的变化范围，当线圈平面与磁力线平行时，交流电动势最大值：（Em＝NBSω），

瞬时值与最大值的关系是：（－Em≤e≤Em）

3、有效值：交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的。即在同一时间内，跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值，叫做该交流电的有效值，正弦交流电的有效值与最大值之间的关系是：

（E=Em/ U=Um/ I=Im/ ）

各种交流电电气设备上所标的、交流电表上所测得的以及在叙述中没有特别加以说明的交流电的最大值，都是指（ ）

4、平均值：交流电的平均值是交流电图像中波形与横轴所围的面积跟时间的比值，用（e=nΔΦ／Δt）计算

5、表征交变电流变化快慢的物理量

①周期T：电流完成一次周期性变化所用的时间。单位：s .

②频率f：一秒内完成周期性变化的次数。单位：HZ.

③角频率ω：就是线圈在匀强磁场中转动的.角速度。单位：rad/s.

④角速度、频率、周期的关系（ω=2πf=2π/T）

课内探究学案

一、学习目标

l、掌握表征交变电流大小物理量．

2、理解有效值的定义并会用它解决相关问题．

3、掌握表征交变电流变化快慢的物理量．

学习重难点：表征物理量及物理量间的关系，并能熟练解决相关问题

二、学习过程

1、写出正弦式交变电流电动势的最大值、瞬时值、有效值以及平均值表达式？

2、峰值、有效值和平均值有什么区别？

3、对于正弦式交变电流其有效值与最大值得关系是： ，是不是对一切交变电流都是如此？

3、在我们经常遇到的问题中，那些地方应用有效值？那些地方应用最大值？那些地方应用平均值？

三、反思总结

本节课学习的是描述交变电流的物理量。如：周期和频率表示交变电流周期性变化快慢的物理量；最大值表明交变电流在变化过程中所能达到的最大数值，反映了交变电流的变化范围；而有效值反映的是交流电的热效应在时间上的平均效果。交变电流的有效值是教学的重点也是难点。

四、当堂检测

1、电阻R1、R2与交流电源按照图1方式连接，R1=10Ω，R2 =20Ω。合上开关S后，通过电阻R1的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图2所示。则 ( )

A．通过R1的电流有效值是1.2A

B．R1两端的电压有效值是6V

C．通过R2的电流最大值是1.2 A

D．R2两端的电压最大值是6 V

答案：BD

2、如图2所示，表示一交流电的电流随时间的变化图象，其中电流正值为正弦曲线的正半周，则该交流电的有效值为多少？

答案：

课后练习与提高

1、图5－2－1表示一交变电流随时间变化的图象。此交变电流的有效值是：（ ）

A.5 安 B.5安 C.3.5 安 D. 3.5安

答案：B

2、如图5－2－2所示，在匀强磁场中有一个“冂”形导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感强度B=5 /πT，线框的CD边长为20cm.CE、DF长均为10cm，转速为50r/s，若从图示位置开始计时，

（1）写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；

（2）若线框电阻r=3,再将AB两端接“6V，12W”灯泡，小灯泡能否正常发光？若不能，小灯泡实际功率多大？

解析：（1）注意到图示位置磁感线与线圈平面平行，瞬时值表达式应为余弦函数，先出最大值和角频率：

ω=2πn=100πrad/s

Em=BSω=5 /π×0.2×0.1×100π=10 (V)

所以电动势瞬时表达式应为：e=10 cos100πt(V)。

（2）小灯泡的电阻为R=U额2／P额＝62/12=3Ω，

先求出交变电流电动势有效值 E=Em/ =10(V)

此后电路可看成恒定电流电路，由于R=r, U=Em/2=5V，小于额定电压，故小灯泡不能正常发光。其实际功率是p=U2/R=52/3=25/3=8.3(W)

3、将电阻为r的直导线abcd沿矩形框架边缘加以弯曲，折成“п”形，其中ab=cd=L1，bc=L2。在线端a、d间接电阻R和电流表A，且以a、d端连线为轴，以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动，如图5-2-3所示，求：

（1）交流电流表A的示数；

（2）从图示位置转过90°角的过程中，电阻R上产生的热量；

（3）写出弯曲导线转动过程中，从图示位置开始计时的电动势的表达式。

解析：（1）弯曲导线转到图示位置时有感应电动势的峰值为Em=BL2ωL1= BωL1L2

产生电流的峰值为Im=Em/(R+r)= BωL1L2/(R+r)

电流表A的示数I=Im/ = BωL1L2/2(R+r)

（2）由图示位置转过90°角所用时间t=T/4=π/2ω

电阻R上产生的热量为QR=I2Rt=πωR B2L12L22/4(R+r)2

篇3：高中物理电场及其描述的教案

一、尽可能让学生先获得有关电场的感性知识, 激发学生的学习兴趣

1.课前带领学生参观科技展览, 让学生亲眼看见和亲身感受因静电而让头发竖起来的现象;静电复印机的工作过程等.

2.上网下载一些有关静电应用的图片, 也可自己制作幻灯片让学生观察.

3.在每节课的教学中尽可能设计有关的实验方案, 并让学生自己动手做实验.如在第一节“电荷和库仑定律”的教学中: (1) 做好丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒能吸引轻小物体的实验, 也可以让一位女同学演示用塑料梳子梳理长头发, 观察头发随梳子飘起来的实验. (2) 让感应机给绝缘金属球带上一定量的电荷, 让带电小球先后悬挂在距离金属球同一高度但距离不同的位置上, 观察小球受到的库仑力F随距离增大而减小的现象.在第二节“电场和电场强度”的教学中也可再用第一节研究库仑力的实验, 让学生观察带相同电量的小球挂在距离金属球不同的位置受力不同, 说明距离金属球不同距离的地方电场强度不同.在第三节“电场线”的教学中可用感应机让静电羽和带有丝线的金属板带电, 会很快得出单个点电荷, 等量同种电荷, 等量异种电荷, 以及带电平行金属板的电场线的分布情况.在第四节“静电屏蔽”的教学中可用感应机使金属球带电后靠近验电器, 可看见验电器箔片张开, 用金属网罩住验电器, 再让带电金属球靠近验电器, 验电器的箔片不再张开, 等等.

4.创造条件让学生观察实物, 如在电容器的教学中找来各种电容器让学生看, 还可以让学生剥开电容器观察, 也可以让学生拆开电视机或日光灯起辉器, 了解电容器的实际应用.在“带电粒子在电场中的偏转”的教学中, 可拆开电视机让学生观察显像管的形状和构造.

二、对后进生的物理教学应尽可能把课讲得通俗易懂, 并使学生从感性到理性, 从易到难, 循序渐进地掌握物理知识和规律

1.在“电荷和库仑定律”的教学中, 先做好摩擦起电, 库仑力跟电荷量及电荷间距离的关系实验, 让学生先获得摩擦起电及库仑力的感性知识后, 才提出元电荷概念及库仑定律公式.在“电场和电场强度”的教学中, 可以演示两个电荷之间不接触也能发生相互作用, 再演示两物体间的弹力、摩擦力的产生需要两物体接触, 接着提出电荷间相互作用时是否在电荷间存在我们肉眼看不见的东西让两电荷发生相互作用呢?然后提出电场的概念, 这样学生就很容易知道:电场是存在于电荷周围的一种人看不见也摸不着的物质, 并且知道电场的基本性质和电场力.

2.电场强度是本章的一个教学难点, 在讲电场强度时可用假想实验法进行, 这样让学生容易理解.假想真空中有一点电荷Q, 把检验电荷q, 2q, 3q, 4q先后放在Q周围的a点, 让学生算出检验电荷受到的电场力及电场力与之对应电量的比值, 再设计如下表格让学生填好并比较.

让学生自己得到:在电场中同一位置, 放入的检验电荷的电量不同, 受到的电场力不同, 但电场力与电量之比相同.接着再让学生把同一检验电荷q放在电场中距离Q不同的位置并填写如下表格:

让学生得到:在电场不同的位置, 电场力与电量之比不同.到此学生就很容易理解必须用F/q来表示电场的强弱, 此时引进电场强度的概念及公式E=F/q也就水到渠成了, 且学生容易理解在场源电荷一定的情况下, 电场中某点的场强与引入的检验电荷的电量、电性无关, 同时使学生明白用比值法定义一个新的物理量是物理学上定义物理量的一种极为重要的方法.

3.在讲电场力时可用比较法.学生已学了库仑力, 又学了E=F/q, 容易由E=F/q得出电场力F=Eq, 但对初学者来说很容易把两者混淆起来, 这时可用列表比较的方法将电场强度和电场力加于区别, 表格设计如下:

4.在电势差、电容的教学中可用类比法, 如在“电势差和电势”的教学中可作如下类比:

电场中的电势、电势差及电场力做功的规律跟重力场中的高度, 高度差及重力做功的规律相似, 作此类比, 学生容易理解、掌握电势、电势差的概念及电场力做功规律.在电容及电容器的教学中则可拿电容器与能装水的水桶相类比, 电容器是能容纳电荷的仪器, 就像水桶能装水一样.不同的水桶装水的本领是不同的, 它取决于桶的横截面和深度, 不同的电容器容纳电荷量的本领也是不同的, 用Q/U=C, 即电容表示电容器能容纳电荷的本领, 但电容C却不由Q和U来决定, 而是由电容器的正对面积、两板间距离及两板间的电介质决定.然后让学生思考得知:不装水的水桶有装水的本领, 不充电的电容器一样有容纳电荷的本领, 即有电容C, 这样的类比能把知识从抽象到具体, 符合学生的认知规律, 比较通俗易懂.

5.对学习上的后进生, 在本章的教学中, 每节课的练习题应当先易后难, 每节课的课堂练习最好是最基本的概念题和计算题, 课后的作业也是最基本的概念题和计算题, 在学生掌握基本概念和计算后才出一些提高题, 不能操之过急, 这样学生才会有信心和兴趣.

三、对后进生的物理教学中, 有时还要对教材的一些内容进行大胆的舍弃, 对学生降低要求

对学习基础差的学生, 如果老老实实按课标要求把所有的知识都塞给学生, 要求他们掌握, 恐怕会无法消化, 造成什么都没学好.还不如把一些学生难以掌握的内容删掉, 而多花时间对基本的和重要的概念规律进行反复地训练.也别指望学生一下子达到高考的要求, 只要鼓励学生尽力而为把基本的物理概念、规律和物理方法及思维方式掌握就好.这样降低学生的心理压力, 反而会收到“无心插柳, 柳成阴”的教学效果

摘要：让学生学好电场这一章至关重要.薄弱学校的高中物理教学要:1.尽可能让学生先获得有关电场的感性知识, 激发学生的学习兴趣.2.对后进生的物理教学应尽可能把课讲得通俗易懂, 并使学生从感性到理性, 从易到难循序渐进地掌握物理知识和规律.3.对后进生的物理教学中, 要对教材的一些内容进行大胆的舍弃, 适当对学生降低要求.

关键词：电场,薄弱,后进生,探究

参考文献

[1]虞澄凡主编.高中物理教学大纲及教材分析[M].长春:东北师范大学出版社.

[2]阎金铎主编.物理实验论[M].南宁:广西教育出版社.

篇4：高中物理电场部分的教学方法

【关键词】高中物理 电场 教学方法

场是电磁学的核心概念之一，相对于物质的可见性、有形性，场对于学生来说，就变得无法捉摸，难以窥视了。同样电场的这种抽象性，增加了学生学习的困难，使学生学习中普遍存在认识错误，认知模糊的问题，也增加了教师教学的难度。所以，找出并运用合理有效的教学方法是高中物理教师的当务之急。

一、电场教学中存在的问题

1.学生概念抽象化、认知模糊化

虽然电场和物质一样，是客观存在的一种物质形态，但是因为电场的看不见、摸不着，所以学生在感知上有困难。学生对“场”的来源不清楚，其错误多表现在用力代替场、用方法代替场、用实物代替场三个方面。比如在引进“电场线”这一概念时，虽然教师一直在强调电场线的假想性，即它是人们为了认知方便形象而假设存在的，但是在长期的学习和应用中，学生潜意识里还是会把电场线认为是真实存在的，甚至错误的以为“电场线”是产生电场力的根源。还有部分学生会把电场线认为是电荷在电场中的运动轨迹等等，这些理解和认知上的错误观点会在很大程度上增加了学生学习的难度。还有，当学生学习到了电场部分新知识点的时候就会和原来掌握的知识产生混淆，难以明晰新旧知识之间的差异性。有些同学对所学知识不能真正理解和消化，仅仅靠头脑死记硬背；有些同学对物理课程不是很感兴趣，缺乏“有意义学习”的态度，还有些学生课下对已经学过的知识不及时复习和巩固等。所以，这些问题导致了学生对所学的物理概念模糊不清，前后知识间相互干扰，形成学习上所谓的“负迁移”现象

2.教师教学多注重解题

在电场部分的教学中，教师的教学方法也存在很大的不足。教师多倾向于学生的解题能力的提高上，在课堂上经常把大部分时间和主要精力放在帮助学生总结题型、解题方法上，注重培养学生的解题能力和应试技巧。这导致了学生借助答题技巧仅仅是机械性重复性的运用电场部分知识解题，而不去深思其中的原理、概念，学生没有时间探究，仅形成一些表面肤浅的、迷糊的认识。例如一些学生虽然能够轻松的解决电场部分的习题，但是本质上他们对教材中“电场……是客观存在的一种特殊物质形态”的叙述感到不解与迷惑。

二、高中物理电场部分中的有效教学方法

高中物理电场部分是一大难点，也是高考考查的热点，因此教师在教学时就要应用多种手段，提高教学质量与水平。

1.激发学生探究兴趣

在电场部分知识正式授课前，教师在课堂上可为学生模拟一下法拉第当初发现电场时做的小实验，通过学生自己动手实验或亲身体验来激发学生的好奇心与探知欲。

2.学生自主预习

教师在开始讲解电场部分时，可以多给学生一些时间，让他们自主学习。为了让学生在预习过程中有方向有目的的进行，让学生在预习时重点了解一些概念，教师可结合授课内容提出一些问题。比如，什么是电场、电场是如何产生的、电场对放入的电荷有什么作用、是如何作用的等等一些问题，让学生在课下去解决。通过这些问题，学生就会自觉地去借助手边工具去寻求答案，并提前对电场知识有所了解和掌握。

3.借助多媒体辅助教学

高中物理电场部分的教学原则上是以课本为主，但是如今学校各种网络、多媒体设备齐全，教师可以借助这些多媒体进行教学。教师在了解了学生困惑和错误观点之后，可以适当的调整侧重点，做出更有利于学生学习的PPT来进行教学。一些在课本上无法展现的动态画面，如电场对电荷的吸引或排斥作用等，就可以通过这些多媒体设备直观的展现在学生面前，让他们对电场的真实存在、电场对电荷的作用等等抽象的概念有更真实的了解。教师还可以利用已有设备，为学生普及一些国内外关于电场的最新研究，或者播放电场部分的相关实验视频。

4、多种手段辅助教学

除了以上几点外，教师还可以利用其他的方法进行有效教学。如多开展探究式实验；实验的效果总是比单纯的知识讲解更能加深学生的印象，为了学生对电场知识有更深的了解，教师在课上可尽量多进行探究式实验。教师还可以组织学生小组间互相答疑解惑；将学生分为若干小组，各小组间就同一问题展开探讨，教师可在一旁做适当的引导、纠正，让学生在自由发挥的同时巩固所学知识。根据学生解题情况进行专题解惑；有研究表明，电场中较容易混淆的问题主要有以下几个：（1）电场强度和电场力；（2）电场强度的量度式和决定式；（3）电场力做功和电势能的变化；（4）电势和电势能；（5）电势的量度式和决定式。所以教师在培养学生解题能力的同时，不仅要让学生知其然，更要让其知其所以然，即在解题时对解题运用的原理、概念进行详细介绍，尽可能的减少学生做题时的模糊概念。

结语：

高中物理是一门重要学科，电场部分更是物理的教学重点。教师在教学过程中要及时掌握学生学习的最新动态，了解他们学习过程中的疑问和困惑之处，然后不断调整教学内容，采取多种手段、方法进行有效教学。让学生不仅能够轻松应对各种考题，更重要的是让他们真正了解电场的产生及运用。

【参考文献】

[1]卢巧.物理教学论[M].四川大学出版社，2010，9.

[2]陈伟.高中物理电场概念教學设计研究[D].广西师范大学，2008.

篇5：高中物理电场及其描述的教案

（一）内容及解析

1、内容：本节主要介绍电场线的基本知识。

2、解析：这一节要使学生知道用电场线的疏密来表示电场的大小，用切线方向来表示电场的方向，知道几种常见的电场线的画法。

（二）目标及其解析

1、知道什么是电场线，知道如何用电场线来形象地描述电场

2、了解熟悉几种常见的电场线的形状特点.思考题1电场线是否能够相交？

思考题2电场线是否是电荷在电场中受电场力运动的轨迹？

（三）教学问题诊断分析

1、学生在学习知识过程中，画切线和特殊电场线的画法学生会出问题。

2、电场线不相交也是一个难点。

（四）、教学支持条件分析

为了加强学生对这部分知识的学习，帮助学生克服在学习过程中可能遇到的障碍，本节课要对切线的画法、电场强度的表示要进行详细讲解。

（五）、教学过程设计

1、教学基本流程

复习电场强度→本节学习要点→电场线的画法→电场线不相交→练习、小结

2、教学情景

问题1什么叫做电场线？电场中的电场线能是随便乱画的吗？ 设计意图：知道电场线怎么画 问题2电场线的意义是什么？

设计意图：知道电场线怎样表示电场，画法，是人假设的问题3在不同电荷周围电场电场线相同吗？ 设计意图：电场线表示电场的大小和方向

问题4电场中电场强度的大小怎么来反映？电场线上每一个点的电场方向怎样规定？ 设计意图：知道电场线的疏密反映电场的大小，切线表示电场的方向。例题1.例题:如图所示,在真空中等量异种电荷的电场中有A,B,C三点,比较A,B,C三点场强的大小(B,C为中垂面上的两【变式】如图所示，a、b均是带正电的等量同种点电荷，a、b连线的中垂线上c点，无初速度地释放一个电子，则电的运动是（）

A、做以0点为平衡位置、OC为振幅的运动

B、先做匀加速直线运动，过0点后做匀减速直线运动 C、一直做匀加速直线运动 D、无法确定

设计意图：给学生讲清楚库仑定律的使用应该注意的事项

（六）、目标检测

1.关于电场线的说法，正确的是（）A.电场线的方向，就是电荷受力的方向 B.正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动 C.电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大 D.静电场的电场线不可能是闭合的

2.四种电场的电场线如图所示．一正电荷q仅在电场力作用下由M点向N点作加速运动，且加速度越来越大．则该电荷所在的电场是图中的（）

设计意图：检测目标完成情况

配餐作业

从下列三组题中任意选择两组题完成，建议选择AB或BC A组题

1.下列说法中正确的是（）

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

点).在子D．根据场强叠加的原理，可知合电场的场强一定大于分电场的场强

2.如图所示为某区域的电场线，把一个带负电的点电荷q放在点时，在________点受的电场力大，方向为______． 设计意图：对学生进行基础知识练习

B组题

1.在静电场中，有关电场线的一些说法，哪些是正确的（）

A．初速度为零的点电荷，在电场中只受电场力作用，则它运动的轨迹可能与电场线重合

B．电场线通过的地方有电场，电场线不通过的地方无电场 C．点电荷在电场中受到的电场力方向，可能与电场线垂直

D．电场线从正电荷出发，到负电荷终止，中途不中断，不相交，它是静电场中客观存在的

2.如图表示一个电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时，测得检验电荷所受电场力与电量间的函数关系图像，那么下列说法中正确的是（）A．该电场是匀强电场

B．这四点场强的大小关系是Ed＞Ea＞Eb＞Ec C．这四点场强的大小关系是Ea＞Eb＞Ec＞Ed D．无法比较这四点场强大小关系

3.某电场的电场线分布如图所示，则某电荷在a点和b点所受电场力的大小关系是（）A．Fa>Fb B．Fa

D．由于未说明电荷的正负，因而无法比较其大小

4.如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用EA、EB表示A、B两处的场强，则（）

A或BA.A、B两处的场强方向相同

B.因为A、B在一条电场上，且电场线是直线，所以EA＝EB C.电场线从A指向B，所以EA＞EB

D.不知A、B附近电场线的分布情况，EA、EB的大小不能确定 设计意图：提高学生对基础知识的学习，加强对库仑定律的巩固

C组题

1.如图所示，真空中三个点电荷A、B、C，可以自由移动，依次排列在同一直线上，都处于平衡状态，若三个电荷的带电量、电性及相互距离都未知，但AB＞BC，则根据平衡条件可断定（）

A．A、B、C分别带什么性质的电

B．A、B、C中哪几个带同种电荷，哪几个带异种电荷 C．A、B、C中哪个电量最大 D．A、B、C中哪个电量最小

2.如图7，有一水平方向的匀强电场，场强为9×10N／C．在电场内的竖直平面内作半径为1m的圆，圆心处放置电量为1×10C的正点电荷，则圆周上C点处的场强大小为______N／C，方向________． 设计意图：提高部分学生的的能力

篇6：高中物理电场及其描述的教案

特别推荐

【本讲教育信息】

一.教学内容：

电势差与电场强度的关系及示波器问题的综合

二.学习目标：

1、掌握电场中电势差跟电场强度的关系的理论推导及等势面类典型问题的分析方法。

2、掌握示波器的原理及相关习题的的解题思路。

3、掌握带电粒子在电场中加速和偏转的问题的分析方法。

考点地位：本考点是本章内容的难点，是高考考查的热点，对于电势差和电场强度的关系及等势面的考查，通常以选择题目的形式出现，对于带电粒子在场中的加速和偏转，出题的形式则更灵活，突出了本部分内容与力的观点及能量观点的综合，对于示波器原理的考查在历年的高考题目中，有时以大型综合题目的形式出现，如2005年的全国Ⅰ卷，同时也可以通过实验题的形式出现，如2007年高考的实验题目第11题。

三.重难点解析：

（一）匀强电场中电势差跟电场强度的关系：

（1）大小关系。推导过程如下：

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如图所示的匀强电场中，把一点电荷q从A移到B，则电场力做功为：且与路径无关。另外，由于是匀强电场，所以移动电荷时，电场力为恒力，可仍用求功公式直接求解，假设电荷所走路径是由A沿直线到达B，则做功，这就是电场强度与电势差之间的关系。，两式相比较，说明：

①在匀强电场中，任意两点间的电势之差，等于电场强度跟这两点沿电场强度方向上的距离的乘积。即d必须是沿场强方向的距离，如果电场中两点不沿场强方向，d的取值应为在场强方向的投影，即为电场中该两点所在的等势面的垂直距离。

②公式表明，匀强电场的电场强度，在数值上等于沿电场强度方向上单位距离的电势的降落，正是依据这个关系，规定电场强度的单位：。

③公式只适用于匀强电场，但在非匀强电场问题中，我们也可以用此式来比较电势差的大小。例如图所示是一非匀强电场，某一电场线上A、B、C三点小。我们可以设想，AB段的场强要比BC段的场强大，因而，比较，的大。这里的E1、E2分别指AB段、BC段场强的平均值。由此我们可以得出一个重要结论：在同一幅等势面图中，等势面越密的地方场强越大。事实上，在同一幅等势面图中，我们往往把每两个相邻等势面间的电势差取一个定值，如果等势面越密，即相邻等势面的间距越小，那么场强就越大。

④场强与电势无直接关系。

因为某点电势的值是相对选取的零电势点而言的，选取的零电势点不同，电势的值也不同，而场强不变。零电势可以人为选取，而场强是否为零则由电场本身决定。初学容易犯的一个错误是把电势高低与电场强度大小联系起来，误认为电场中某点电势高，场强就大；某点电势低，场强就小。

（2）方向关系：

①场强的方向就是电势降低最快的方向。

只有沿场强方向，在单位长度上的电势差最大，也就是说电势降低最快的方向为电场强度的方向。但是，电势降落的方向不一定是电场强度的方向。

②电场线与等势面垂直。

（二）几种常见的等势面及等势面的特点：

（1）点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面如图1所示。

图1（2）等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图2所示。

图2（3）等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图3所示。

图3（4）匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面，如图4所示。

图4

（5）形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面，如图5所示。

图5 等势面的特点：

（1）等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直。

假若电场线与等势面不垂直，则场强E在等势面上就会产生一个分量，在同一等势面上的两点就会产生电势差，出现了一个矛盾的结论，故等势面一定与电场线垂直。

（2）电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，两个不同的等势面永远不会相交。

（3）两个等势面间的电势差是相等的，但在非匀强电场中，两个等势面间的距离并不恒定，场强大的地方，两个等势面间的距离小，场强小的地方，两个等势面间的距离大，如图5所示。

（4）在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功。

说明：

因为电场强度E与等势面垂直，则电荷在同一等势面上移动时，电场力总与运动方向垂直，故在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功。

注意：

若一电荷由等势面A先移到等势面B，再由等势面B移回等势面A，整个过程电场力做功为零，但分段来看，电场力可能先做正功，后做负功，也可能先做负功，后做正功，例如，在如图所示中带正电的物体由A点运动到B点的过程中，电场力先做负功，后做正功，但总功为零。

（5）处于静电平衡状态的导体是一个等势体，表面是一个等势面。

（三）等势面与电场线的关系：

电场中电势相等的点构成的面是等势面。

在同一等势面上任意两点间移动电荷时，电场力不做功。电场线总是与等势面垂直（如果电场线与等势面不垂直，电场在等势面上就有分量，在等势面上移动电荷，电场力就会做功）。在同一电场中，等势面的疏密也反映了电场的强弱，等势面密处，电场线也密，电场也强，反之则弱。知道等势面，可以画出电场线。但等势面与电场线的区别是很明显的，电场线反映了电场的分布情况，是一簇带箭头的不闭合的有向曲线，而等势面是一系列的电势相等的点构成的面，可以是封闭的，也可以是不封闭的。电荷沿电场线移动，电场力必定做功，而电荷沿等势面移动，电场力必定不做功。

（四）带电粒子的加速和偏转及示波器模型：

1.带电粒子的加速

（1）运动状态的分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场受到的电场力与运动方向在同一直线上，做匀加（减）速直线运动。

（2）用功能观点分析：粒子动能变化量等于电场力做的功。

若粒子的初速度为零，则： 即

若粒子的初速度不为零，则：

故

（3）能用来处理问题的物理规律主要有：

牛顿定律结合直线运动公式；动能定理；动量守恒定律；包括电势能在内的能量守恒定律。

（4）对于微观粒子（如：电子、质子、α粒子等）因其重力与电场力相比小得多，通常可忽略重力作用，但对带电微粒（如：小球、油滴、尘埃等）必须要考虑重力作用。

2.带电粒子在电场中的偏转

（1）运动状态分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向成90°角的电场力作用而做匀变速曲线运动。

（2）偏转问题的分析处理方法：类似于平抛运动的分析方法，应用运动的合成和分解知识分析处理。

沿初速度方向为匀速直线运动。即运动时间

沿电场方向为初速为零的匀加速直线运动

故离开电场时的偏移量

离开电场时的偏转角

（3）带电粒子的重力是否可忽略；

①基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等，除有说明或明确暗示以外一般都可忽略不计。

②带电颗粒：如尘埃、液滴、小球等，除有说明或明确暗示以外一般都不能忽略。

3.示波器

对示波管的分析有以下三种情形

（1）偏转电极不加电压：从电子枪射出的电子将沿直线运动，射到荧光屏中心点形成一个亮斑。

（2）仅在XX’（或YY’）加电压：若所加电压稳定，则电子流被加速、偏转后射到XX’（或YY’）所在直线上某一点，形成一个亮斑（不在中心），如图所示。

在如图所示中，设加速电压为U1，偏转电压为U2，电子电量为e，质量为m，由W=△Ek，得： ①

② 在电场中侧移 其中d为两板的间距

水平方向运动时间 ③

又 ④

由①②③④式得荧光屏上的侧移

（3）若所加电压按正弦函数规律变化，如或，偏移也将按正弦规律变化，如，即这亮斑在水平方向或竖直方向做简谐运动。

【典型例题】

问题

1、等势面问题归纳：

例题：

例1.如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，相邻两等势面间的电势差相等。一个正电荷在等势面L3处的动能为20J，运动到等势面L1处时动能为零；现取L2为零电势参考平面，则当此电荷的电势能为4J时，它的动能为（不计重力及空气阻力）（）

A.16J B.10J C.6J D.4J

解析：正电荷在电场中只受电场力的作用，在L3时，动能为20J，运动到L2等势面时其动能一定是10J。此时电势能为零，则此正电荷动能和电势能总和为10J。

当它的电势能为4J时，动能一定为6J。

答案：C

变式

1、例2.如图所示，在点O置一个正点电荷，在过点O的竖直平面内的点A处自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m，带电量为q。小球落下的轨迹如图中的实线所示，它与以点O为圆心、R为半径的圆（图中虚线所示）相交于B、C两点，点O、C在同一水平线上，∠BOC=30°，点A距OC的高度为h，若小球通过B点的速度为v，则（）

A.小球运动到C点时的速度为 B.小球运动到C点时的速度为

C.小球从A点运动到C点的过程中电场力所做的功为D.小球从A点运动到C点的过程中电场力所做的功为 答案：B、C

（2007·江苏部分中学高三统考）

变式

2、（2004春季全国理综）

例3.如图所示，O是一固定的点电荷，另一点电荷P从很远处以初速度v0射入点电荷O的电场，在电场力作用下的运动轨迹是曲线MN。a、b、c是以O为中心，Ra、Rb、Rc为半径画出的三个圆，Rc－Rb= Rb－Ra。1、2、3、4为轨迹MN与三个圆的一些交点。以|W12|表示点电荷P由1到2的过程中电场力的功的大小，|W34|表示由3到4的过程中电场力做的功的大小则

A.|W12|=2|W34| B.|W12|>2|W34| C.P、O两电荷可能同号，也可能异号

D.P的初速度方向的延长线与O之间的距离可能为零

答案：B

问题

2、带电粒子在匀强电场中的加速与偏转模型：

例4.一束电子流在经U=5000V的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间距d=1.0cm，板长l=5.0cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？

解析：在加速电压一定时，偏转电压U’越大，电子在极板间的偏距就越大。当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出，此时的偏转电压，即为题目要求的最大电压。

加速过程，由动能定理得 ①

进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速运动l=v0t ②

在垂直于板面的方向做匀加速直线运动，加速度

③ 偏距 ④

⑤

能飞出的条件为 解①~⑤式得

变式思考：

例5.如图所示，在长为2L、宽为L的区域内正好一半空间有场强为E、方向平行于短边的匀强电场，有一个质量为m、电荷量为e的电子以平行于长边的速度v0从区域的左上角A点射入该区域，不计电子所受的重力，要使这个电子能从区域的右下角B点射出，求：

（1）无电场区域位于区域左侧一半内时，如图甲所示，电子的初速度应满足什么条件；

（2）无电场区域的左边界离区域左边的距离为x时，如图乙所示，电子的初速度又应满足什么条件。

解析：（1）依题意有：

所以

（2）电子在两个电场中的偏距与（1）的情况相同

即：

电子飞过x区所用的时间

在无电场区域中的运动时间为t2，偏距为y2，则

所以 则

问题

3、示波器模型问题及解法：

例6.（2005·全国卷）如图所示中B为电源，电动势，内阻不计，固定电阻，R2为光敏电阻，C为平行板电容器，虚线到两极板距离相等，极板长，两极板的间距，S为屏，与极板垂直，到极板的距离。P为一圆盘，由形状相同、透光率不同的三个扇形a、b、c构成，它可绕AA’轴转动。当细光束通过扇形a、b、c照射光敏电阻R2时，R2的阻值分别为1000、2000、4500

。有一细电子束沿图中虚线以速度v0=8.0×106m/s连续不断地射入C。已知电子质量C，电子质量。忽略细光束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力。假设照在R2上的光强发生变化时，R2阻值立即有相应的改变。

设圆盘不转动，细光束通过b照射到R2上，求电子到达屏S上时，它离O点的距离y。（计算结果保留两位有效数字）

解析：设电容器C两板间的电压为U，电场强度大小为E，电子在极板间穿行时y方向上的加速度大小为a，穿过C的时间为t1，穿出时电子偏转的距离为y1。

由此可见，电子可通过C。

设电子从C穿出时，沿y方向的速度为v，穿出后到达屏S所经历的时间为t2，在此时间内电子在y方向移动的距离为y2

由以上有关各式得 代入数据得 由题意

变式思考1：（2003年江苏卷第11题）

例7.如图所示中为示波器面板，屏上显示的是一亮度很低、线条较粗且模糊不清的波形。

（1）若要增大显示波形的亮度，应调节____________旋钮。

（2）若要屏上波形线条变细且边缘清晰，应调节____________旋钮。

（3）若要将波形曲线调至屏中央，应调节____________与____________旋钮。

答案：（1）辉度（或写为）

（2）聚焦（或写为○）垂直位移（或写为↑↓）水平位移（或写为→←）

变式思考

2、（2007年全国卷）

例8.（1）用示波器观察频率为900Hz的正弦电压信号。把该信号接入示波器Y输入。

①当屏幕上出现如图1所示的波形时，应调节______________钮。如果正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围，应调节__________钮或__________钮，或这两个钮配合使用，以使正弦波的整个波形出现在屏幕内。

②如需要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形，应将__________钮置于_________位置，然后调节_______________钮。

小结本节内容：

答案：竖直位移或↑↓ 衰减或衰减调节 Y增益 扫描范围 1k挡位 扫描微调

【模拟试题】

1.关于静电场的电场线和等势面，以下说法正确的是（）

A.处于静电平衡的导体，内部没有电场线，它的电势也一定为零

B.导体周围的电场线一定与导体表面垂直

C.在同一条电场线上的两点，电势必定不等

D.在同一条电场线上的两点，所在位置的场强必定不相等

2.对公式U=Ed的理解，下列说法正确的是（）A.在相同的距离上的两点，电势差大的其场强也必定大

B.此公式适用于所有的电场中的问题

C.公式中的d是通过两点的等势面间的垂直距离

D.匀强电场中，沿着电场线的方向，任何相等距离上的电势降落必定相等

3.如图所示，a、b、c是匀强电场中的三个点，各点电势三点在同一平面上，下列各图中电场强度的方向表示正确的是（），a、b、c

4.如图所示，在点电荷Q形成的电场中，已知a、b两点在同一等势面上，甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为acb和adb，两个粒子经过a点时具有相同的动能，由此可判断（）

A.甲粒子经过c点时与乙粒子经过d点时具有相同的动能

B.甲、乙两粒子带异种电荷

C.若取无穷远处为零电势，则甲粒子经过c点时的电势能小于乙粒子经过d点时的电势能

D.两粒子经过b点时具有相同的动能

5.如图所示，两块相对的平行金属板M、N与电池相连，N板接地，在距两板等远的一点P固定一个带正电的点电荷，如果将M板向上平移一小段距离，则（）

A.点电荷所受的电场力减小

B.点电荷所受的电场力增大

C.点电荷的电势能减小

D.点电荷的电势能保持不变

6.如图所示，匀强电场中有一组等势面，若A、B、C、D相邻两点间的距离是2cm，则该电场的场强是__________________V/m，到A点距离为1.5cm的P点电势为______________V。

7.如图所示，在范围很大的水平向右的匀强电场中，一个电荷量为-q的油滴，从A点以速度v竖直向上射入电场。已知油滴质量为m，重力加速度为g，当油滴到达运动轨迹的最高点时，测得它的速度大小恰为。问：

（1）电场强度E为多大？

（2）A点至最高点的电势差为多少？

【试题答案】

1.BC 2.CD 3.D 4.BCD 提示：从轨迹看甲粒子受引力、乙粒子受斥力，故两粒子带异种电荷。a→d乙粒子克服电场力做功，动能减少，a→c电场力对甲粒子做正功，动能增加，所以甲在c点动能大于乙在d点的动能，a→d乙粒子克服电场力做功，电势能增加，a→c电场力对甲粒子做功，电势能减少，故乙在d点的电势能大于甲在c点的电势能。

5.AC 提示：两板电势差不变，距离变大，则场强距离不变，则电势差 6.减小，减小，电荷所受电场力也减小；P与N板间减小，故电荷的电势能减小。提示：

7.解析：（1）油滴在运动到最高点的过程中，受到竖直方向重力的作用和水平方向的电场力的作用。

在竖直方向上油滴做匀减速运动，当时上升到最高点B，高度为

在水平方向上，油滴做匀加速运动，当时，可求得：

（2）在油滴运动到最高点的过程中，油滴的水平位移为所以A、B两点间的电势差为

篇7：高中物理电场题

A.粒子受电场力的方向一定由M指向N B.粒子在M点的速度一定比在N点的大

C.粒子在M点的电势能一定比在N点的大 D.电场中M点的电势一定高于N点的电势

空间有一电场，电场中有两个点a和b。下列表述正确的是（B）A．该电场是匀强电场 B．a点的电场强度比b点的大 C．b点的电场强度比a点的大 D．正电荷在a、b两点受力方向相同

带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下。若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况为

C

Ａ．动能减小

Ｂ．电势能增加

a Ｃ．动能和电势能之和减小

Ｄ．重力势能和电势能之和增加

E b 经过M点在电场线上向下运动，且未与下板接触，一段时间后，粒子以速度vN折回N点。则

如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子a（不计重力）以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′点（图中未标出）穿出。若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b（不计重力）仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b(C)A．穿出位置一定在O′点下方

B．穿出位置一定在O′点上方

C．运动时，在电场中的电势能一定减小 D．在电场中运动时，动能一定减小

C

1．下列关于原子结构和原子核的说法中正确的是（）A．汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构

B．射线是原子的核外电子电离后形成的电子流

C． 核反应前后的总质量一般会发生变化，但总质量数一定相等 D．目前，核电站利用的是轻核聚变放出的能量

2． 如图所示，物体A放置在固定斜面上，一平行斜面向上的力F作用于物体A上。在力F变大的过程中，A始终保持静止，则以下说法中正确的是（）A．物体A受到的合力变大

B．物体A受到的支持力不变 C．物体A受到的摩擦力变大

D．物体A受到的摩擦力变小

3．如图所示为某物体做直线运动的v-t图象。关于这个物体在前4s内运动情况的说法中正确的是

（）A．物体始终朝同一方向运动

B．物体加速度大小不变，方向与初速度方向相同 C．物体在前2s内做匀减速运动.D．4 s内物体的位移是4m

4．一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图7甲所示的匀强磁场中．通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（）A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大 B．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变

C．t1~t3时间内，流过线圈横截面的电量为零

D t2、t4时刻线圈中感应电动势最小

5．空中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为 正点电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如题20图所 示，a、b、c、d为电场中的四个点。则()A．P、Q两点处的电荷等量同种 B．a点和b点的电场强度相同 C．c点的电热低于d点的电势 D．负电荷从a到c，电势能减少

1~5CBCBD

篇8：高中物理电场及其描述的教案

例1半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电量为 + Q的电荷, 另一带电量为 + q的点电荷放在球心O上, 由于对称性, 点电荷受力为零, 现在球壳上挖去半径为r (r < < R) 的一个小圆孔, 则此时置于球心的点电荷所受力的大小为 (已知静电力恒量为k)

解法1:利用“补偿法”求解. 在球壳上挖一小圆孔, 相当于圆孔处放一等量异种电荷, 电量为q' = Qπr2/4πR2, 因为挖去小孔前受力平衡, 所以挖去后受力即为q' 与q的库仑力. 即F =kqQr2/4R2×1 /R2= kqQr2/4R4, 方向由球心指向小孔中心.

解法2:本题还可以等效为在挖去一小圆孔的关于球心对称的另一侧放一等量同种电荷q', 对球心处的q产生的电场力, 因q' = r2Q /4R2, 且它与q是同种电荷, 所以F = kqQr2/4R4, 方向仍由球心指向小孔中心. 点评:在求解电场强度时, 可将研究对象进行分割或补偿, 从而使非理想化模型、非对称体转化为对称体, 达到简化结构的目的.

例2如图1所示, 均匀带电圆环的带电荷量为 +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, P点的场强为多少?

解析:本题可采用微元法, 即在圆环上取一小段Δl, 设圆环上电荷的分布密度为ρ, 则该小段的带电量Δq = ρ×Δl, 在P点产生的场强:E = kΔq/r2而:r2= R2+ L2, P点处的场强又可分解为:因为圆环上电荷分布具有对称性, 所以Y轴方向的合电场为0.

则P点的场强为:

例3一根无限长均匀带电细线弯成的平面图形, 如图2, 其中AB是半径为R的半圆弧, AA' 平行于BB', 试求圆心处电场强度. (单位长度带电量为ρ)

解析:由上题的解答可得AA' 相当于半个圆弧, BB' 等效于半个圆弧, 则整个图形可视为均匀带电的圆形. 所以, 圆心处的合电场为0.

例4如图3所示, 在半径为R的圆环上分布有不能移动的正电荷, 总电量为Q, AB是它的一直径, 如果要使AB上的场强处处为零, 问圆环上的电荷应该如何分布?

解析:由对称性可知均匀分布的圆环圆心处的场强为0, 由此可推广:均匀带电球壳其内部场强处处为0. 由于要求直径AB上的场强为0, 而圆环只对圆心具有中心对称性, 故可知圆环上的电荷分布是不均匀的, 可设想把原均匀分布在球面上的电荷, 对应地压缩到以AB为直径的一圆环上, 它们在直径AB上的场强则处处为0.

如图4所示, 圆环上任一点P处一小段弧长ΔL, ΔL上分布的电量应等于半径为R, 电量为Q的均匀带电球面上相应一小环带所带电的一半, 故有:

即圆环上电荷分布规律为:

点评:本题的求解关键在于将圆环上电荷的不均匀分布与球面上电荷的均匀分布相联系, 而这种联系是建立在两者于直径上的场强等效而产生的, 静电学的等效处理是一种很有效的解题方法.

篇9：高中物理电场及其描述的教案

文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2015） 07-0076-02

随时间变化着的磁场能在其周围空间激发一种电场，它能对处于其中的带电粒子施以力的作用，这就是感生电场，又叫涡旋电场。涡旋电场是非保守场，它的电场线是闭合曲线，这一点不同于静电场，涡旋电场力是导致感应电动势的非静电力。闭合导体回路中白由电子受涡旋电场力作用，定向移动形成电流；不闭合导体中的自由电子受涡旋电场力作用，向导体两端积聚，使该段导体成为开路的电源。以下我们就高中物理以及竞赛学习中经常出现的几个问题做一些讨论：

问题1：如图1所示，在‘随时间线性增大的匀强磁场中，有‘半径为R的封闭圆环导体。已知导体所在平面跟磁场是垂直的，磁场随时间的变化率（

）。求导体回路中的感应电动势及涡旋电场的场强E涡。

方法1：本题仅由无限长导线ab中电流I增大的实际情况，用高中知识很难从正面着手做出判断。我们可以采用“等效法”加以考虑：因为长直导线ab中电流I增大时，导线cd所在处磁场的磁感应强度增强，所以，我们完全可将电流I增大，导线cd不动的实际情形等效为电流I不变，而导线cd向左平动的情形，则可由右手定则立即做出d端电势较高的判断，即本题答案为B。

方法2：设想把cd导线组成如图4所示的闭合电路，由楞次定律可以判断当导线ab中电流I增加时，闭合电路中感应电流（电动势）的方向为c→d→f→e→c。由于ce、df两导线在变化磁场中的位置完全类同，如果有电动势的话，其电动势的大小应该相等方向相同，而且在电引路中是反接的，所以其电动势对电路电流应该无贡献。cd及ef导线在电流同侧且相互平行，其中的感应电动势ε1.ε2的方向也应该相同，可以作出图4的等效电路如图5所示。由于离通电导线ab距离不同而导致ε1口ε2，这说明在图4中当ab导线中的电流增大时cd导线的d端电势较高，应选B。

那么，在通有变化电流I（t）的无限长直导线ab旁边的感生电场是怎样的呢？

首先，感生电场是客观存在的，它不依赖于导线cd或矩形线框cdef的存在而存在。导线ab旁边的感生电场在空间应该具有对称性。

其次，空间某点感生电场的方向不可能沿环绕直导线的切向或有切向分量（图3中垂直于纸面方向），因为直线电流产生的磁场是环绕直导线沿切向的。

感生电场的方向也不可能沿垂直于导线ab的径向或有径向分量。由麦克斯韦电磁场理论知，感生电场的场线是闭合的，对任‘封闭曲面的通量为零，即有：φξE.ds。若感生电场沿径向或有径向分量，取与导线ab同轴的闭合圆柱形曲面，如图6所示，则必然导出通量不为零的矛盾。

因此，由以上分析可以推断，长直导线通以变化电流所产生的感生电场应当是与长直导线平行，即沿轴向的。由此在问题2方法2中，沿导线ce、df方向的感生电场强度为零，导线ce、df实际上是没有电动势的。由问题的分析可知图3中，当电流增大时，寻线ab旁边的感生电场方向平行于ab向下；当电流减小时，感生电场方向平行于ab向上。距离导线越远，感生电场越弱。

由稳恒磁场和涡旋电场的相似性，运用类比方法，我们也可以方便地确定无限长直导线通以变化电流时，其周围的感生电场分布。图3中导线ab产生的磁场的磁感线是以导线为圆心的一系列同心圆，在半径为r处，这些同心圆上下排列形成一个个薄的螺旋管，当导线中电流变化时，变化磁场产生的感生电场，这与螺旋管电流产生的磁场的物理图景类似。无限长密绕螺旋管电流的磁场分布于管内，方向沿轴向，故此螺旋管变化磁场产生的涡旋电场也分布于管内，只有平行于导线ab方向的分量。需要指出的是，r处的感生电场是由r向外的无数个薄直长螺旋管变化磁场共同贡献而得，数学好的读者只需要用积分即可得出一个定量的结果。

篇10：高中物理说课稿：《电场强度》

高中物理说课稿：《电场强度》

各位评委、各位老师：大家好

我说课的题目是“电场强度”，下面我对这节课分以下几个方面进行说明，具体内容如下：

一、教材分析

本章是选修3系列的第一章，是高中阶段电学内容的开始，也是高中阶段基础的内容之一。电场强度描述了电场的力的性质，是电学中最基本的概念。学好电场强度和电场力，才可拓展延伸至电场力做功、电势差、电势能、电流的形成、带电粒子的运动等一系列的新概念。所以电场强度是掌握电学其他许多概念的基础。因此电场强度概念不仅是本章的重点、难点，也是整个高中电学，乃至整个电磁学的重点之一。要让理解电场强度的概念，首先要建立电场的概念，这是学生在学习本节感到最困难的地方。

统观教学指导意见和教材，不难发现本课的教学有如下的特点：

1.知识点多：电场，电场强度，电场线，检验电荷，点电荷的电场，场源电荷，矢量运算等

2.教学内容抽象：电场看不见模不着，学生对于场的感性认识少，电场线是一个理想的模型

3.学生的知识体系不完备：关于场没有完整的知识网络，在教学中必须重新构建

二、教学目标(一)知识与技能

1、知道电场是电荷周围存在的一种特殊物质，知道电荷间的相互作用是通过电场发生的。

2、了解试探电荷的作用，理解对试探电荷量和试探电荷的尺寸的要求。

3、理解电场强度，知道它的单位和定义式及方向的规定。

4、了解点电荷周围的电场分布和电场的叠加，会用点电荷的场强公式和电场叠加进行有关计算。

(二)过程与方法

1、培养学生在通过实验及类比的方法、提高发现问题、提出问题和解决问题的能力及

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知识的迁移能力。

2、在理论和实验论证、猜想环节中培养学生科学论证能力和推理能力。

3、通过电场强度定义式的得出，让学生体会到用比值法定义物理量的方法和重要性。(三)情感态度和价值观

1、通过对于“超距作用”的观点到场的提出的物理学史的回顾，使学生认识到科学探究的协作性和继承性，法拉弟在电磁学中的重要性。

2、通过电场强度的研究，培养学生探究的精神以及对于自然、生活中物理现象的好奇性。

3、通过学习电荷的电场分布，认识到对称和科学美感

三、重点、难点的确定及依据：以深刻理解电场强度的物理意义为重点内容。确定依据为本节课的中心是让学生认识到场的客观存在，及场的力的性质。由此引入一个物理量并恰当地定义它成为本节课的核心问题，因此将它定为重点。

本节课的难点有三个：一场强的定义方法；二场强和电场力的区别和联系；三几种典型电场线的分布。确定的依据有三个方面：一电场强度的引入过程需要较强的抽象思维能力，二电场强度与电场力容易发生混淆，三学生对电场线的分布往往只识其形而不解其质。

四、教法、学法

教法：根据本节课内容较抽象、理性思维较强的特点，教学中要综合运用多种教学方法来启发学生思维，如：启发式教学法、“发现学习”教学法。

学法：让学生独立思考，协商讨论，突出主体性。因为学生不是被动接受知识的容器，而是学习的主人。促进学生自主学习，合作探究，形成个性化的知识结构同时变学会为会学，是改革传统教学的重大课题。

五、教学过程

据以上的分析，教学中以现代教学理论为指导，以掌握知识为主线，以培养能力为中心，突出重点，突破难点，设计如下教学程序：

1.引入新课：(大约需要3分钟)首先提出问题(看幻灯片1)学生解答，之后我这样导言：力不能脱离施力、受力物理而独立存在，即力具有物质性，由此可知在电荷的周围存在着一种特殊的物质。这节课我们从两个方面去认识它，一是定量描述，二是形象化描述。由此引出课题“电场强度”

意图：这样处理抓住要害，让学生在原有的知识结构的基础上发现矛盾，使学生不知不觉开始新的认知体系的建构。

2.新课教学：

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首先电场的教学：(看幻灯片2)让学生认识到电场是一种特殊的物质，并通过类比的方式，克服学生陌生心理。之后强调本节课的知识主线：电场对放入其中的电荷有力作用。

然后进入电场强度的教学(大约需要17分钟)创设问题情景：(幻灯片3)1)两点电荷间静电力的产生用场的观点怎样解释？进一步说明场具有何性质？ 2)电场看不见、摸不着，我们如何来认识它？

3)引入的试探电荷应具有什么特点才能真正反映原电场的性质？

4)同一试探电荷在某一电荷形成的电场中的不同位置受力的大小方向一般不同，这说明了什么问题？

通过前四个问题，以电荷在电场中受力为主线，引出电场力的性质：即电场有强弱又有方向

(看幻灯片4)1)能否任意选取一个电荷，用它在电场中某位置受到的电场力表示该点的电场的强弱和方向？为什么？

2)同一试探电荷在电场中的不同位置受力不同，不同试探电荷在电场中同一位置受力不同，说明什么问题？

3)电场力即与试探电荷电量有关，又与电荷在电场中的位置有关，据此试问：F/Q是反映了谁的量？

显然我们应引入一个物理量，并对它恰当的定义，使其充分反映场的强弱和方向，引入的物理量就叫场强吧，该如何定义它呢？

意图：通过以上合理设问，明确思维轨迹。让学生清晰地掌握场强引入的思路及其物理意义，即突出了重点，又突破了教学难点一。而在下面的问题中又顺理成章出开始了对场强的进一步的认识。(看幻灯片5)1)前面用比值法定义了场强的大小，场强的方向又如何定义呢？ 2)由定义式E=F/Q和力学单位制确定E的单位和其单位在数值上含义。让学生思考在E=F/Q中Q是什么电荷的电量？能否推出E∝F、E∝1/Q 而场强E的决定因素又是什么？

最后让学生在上述思考的基础上归纳电场强度物理意义、定义及其特点

电场强度是对电场的定量描述。但电场看不见、摸不着，为便于我们的研究，需要把它

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形象化的表达出来，物理学中用一系列的曲线来代表电场。

⑶由此引出电场线教学(大约需要12分钟)幻灯片7 在这部分教学中我类比学生认知结构中已有的知识，首先复习初中所学的磁感线的定义，并通过条形磁铁磁感线的分布引导学生进一步认识到：磁感线的疏密同时反映了磁场的强弱。在此基础上引导学生认识到画电场线也需要以一个恰当的规定为前提，经过这样处理使已有知识对新知识的学习发生影响，从而使学习形成最大的正迁移。

在类比基础上解决下列问题(幻灯片8)①让学生总结出画电场线的两个规定

②在了解了匀强电场定义的前提下，画出它的电场线？

③在做完教材41页例二后，画出孤立正电荷、负电荷电场的电场线

④不要求画出等量同号、等量异号点电荷电场的电场线，让学生观察教材图12-7，找出：

电场线的方向特点 电场线在空间上的分布特点 之后观看图片和动画：(幻灯片8、9)最后学生注意观察几种典型电场的电场线分布，总结电场线全部特点

意图：通过恰当的类比，潜移默化、突破难点教学难点三。正所谓“随风潜入夜，润物细无声”，在使学生获得创造体验的同时把握根本。

3、课堂练习：(大约需要10分钟)为巩固所学知识，并使知识顺利迁移，将安排如下练习：

1)在电场强度教学结束时，练习教材例题一，巩固F=EQ表达式的应用。

2)在引导学生画孤立点电荷电场线之前，练习教材例题二，即巩固定义E=F/Q，又为下一步教学做铺垫。

3)通过让学生填写场强与电场力的区别与联系的表格，即考查、反馈了知识的掌握情况，又突破了此教学难点二。

4、课后小结：(大约需要3分钟)在这部分教学活动中，让学生畅谈对本节课知识上的收获，思想方法上的领悟，教师在评价的同时加以补充。意图是帮助学生梳理全节知识，培养学生归纳总结能力。

5、布置作业：

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为使学生巩固所学知识、领会研究方法，特布置作业如下： 1)课后练习⑴⑵⑶

2)阅读课后的阅读材料“用比值定义物理量”