电荷、库仑定律、电场强度 教案

第一篇：电荷、库仑定律、电场强度 教案

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。

第二篇：高二物理教案电场-两种电荷 库仑定律

两种电荷

库仑定律的教案示例

一、教学目标

1．在物理知识方面的要求：（1）掌握两种电荷；

（2）定性了解两种电荷间的作用规律；（3）掌握库仑定律的内容及其应用。

2．通过观察演示实验，概括出两种电荷间的作用规律。培养学生观察、概括能力。

3．渗透物理学方法的教育，运用理想化模型方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型——点电荷，研究真空中静止点电荷间互相作用力问题——库仑定律。

二、重点、难点分析

1．重点是使学生掌握真空中点电荷间作用力大小的计算及方向的判定——库仑定律。

2．真空中点电荷间作用力为一对相互作用力，遵从牛顿第三定律，是难点。

三、教具

1．演示两种电荷间相互作用

有机玻璃棒、丝绸、碎纸片、毛皮、橡胶棒（2支）2．定性演示相关物理量间关系

铝箔包好的草球、表面光滑洁净的绝缘导体、绝缘性好的丝线、绝缘性好的支架、铁架台。

四、主要教学过程 1．新课引入

人类从很早就认识了磁现象和电现象，例如我国在战国末期就发现了磁铁矿有吸引铁的现象。在东汉初年就有带电的琥珀吸引轻小物体的文字记载，但是人类对电磁现象的系统研究却是在欧洲文艺复兴之后才逐渐开展起来的，到十九世纪才建立了完整的电磁理论。

电磁学及其应用对人类的影响十分巨大，在电磁学研究基础上发展起来的电能生产和利用，是历史上的一次技术革命，是人类改造世界能力的飞跃，打开了电气化时代的大门。

工农业生产、交通、通讯、国防、科学研究和日常生活都离不开电。在当前出现的新技术中，起带头作用的是在电磁学研究基础上发展起来的微电子技术和电子计算机。它们被广泛应用于各种新技术领域，给人们的生产和生活带来了深刻的变化。为了正确地利用电，就必须懂得电的知识。在初中我们学过一些电的知识，现在再进一步较深入地学习。

2．教学过程设计

（1）研究两种电荷及电荷间的相互作用

实验一：用橡胶棒与毛皮摩擦后，放于碎纸片附近观察橡胶棒吸引碎纸片情况。提问一：为什么橡胶棒会吸引碎纸片？

答：橡胶棒与丝绸摩擦后就带电了，带电物体会吸引轻小物体。

提问二：注意观察带电橡胶棒吸引碎纸片情况，会发现被橡胶棒吸起的纸片中，较大的纸片先落下来，这是为什么？

答：带电体在空气中不断放电，使它带电量不断减少，因而吸引轻小物体的力也相应减小，所以较大纸片先落下来。

教师总结：在初中的学习中，我们已经知道，自然界存在两种电荷，叫做正电荷与负电荷。用毛皮摩擦橡胶棒，用丝绸摩擦有机玻璃棒后，橡胶棒带负电，毛皮带正电，有机玻璃棒带正电，丝绸带负电。物体带电后，能吸引轻小物体，而且带电越多，吸引力就越大，电荷的多少叫电量，电量的单位是库仑。电子带有最小的负电荷，质子带有最小的正电荷，它们电量的绝对值相等，一个电子电量e=1.6×10－19C。任何带电物体所带电量要么等于电子（或质子）电量，要么是它们的整数倍，因此，把1.6×10－19C称为基元电荷。

提问三：若将橡胶棒摩擦过的毛皮靠近碎纸片，会出现什么现象？ 答：毛皮带上正电，也会吸引轻小物体。教师用实验验证学生的判断。

实验二：用云台支起一根橡胶棒，如图1所示，再将它与另一根橡胶棒并在一起，用毛皮摩擦它们的一端，使之带上同种电荷，再观察两端相互作用的情况，发现它们相斥，而且它们的距离越小斥力越大，过一会儿，它们间的作用力会明显减弱。提问四：被毛皮摩擦过的橡胶棒的两端为什么会相斥？斥力的大小与什么因素有关？

答：因为它们带上了同种电荷，而电荷间作用的规律是同种电荷相斥，异种电荷相吸，斥力的大小与电荷间的距离有关，距离越小，斥力越大，反之，距离越大，斥力越小；斥力的大小还与电量有关，电量越大，斥力越大。由于放电的原因，棒上的电量不断减小，而斥力也随时间的增大而明显减小。

提问五：若将与橡胶棒摩擦过的毛皮与支起的橡胶棒带电的一端靠近．或用丝绸摩擦过的有机玻璃棒与支起的橡胶棒带电的一端靠近，会出现什么现象？ 答：会吸引，异种电荷相吸。教师用实验验证学生的判断。提问六：若将与有机玻璃棒摩擦过的丝绸与支起的橡胶棒带电的一端靠近，会出现什么现象？

答：会相斥，同种电荷相斥。教师用实验验证学生的判断。

实验三：如图2，先把表面光滑洁净的绝缘导体放在A处，然后把铝箔包好的草球系在丝线下，分别用丝绸摩擦过的玻璃棒给导体和草球带上正电，把草球先后挂在P1、P2、P3的位置，带电小球受到A 的作用力的大小可以通过丝线对竖直方向的偏角大小显示出来。观察实验发现带电小球在P1、P2、P3 各点受到的A的作用力依次减小；再增大丝线下端带电小球的电量，观察实验发现，在同一位置小球受到的A的作用力增大了。

提问七：电荷间作用力大小跟什么有关？

答：与电荷间距离及电量多少有关，电荷的作用力随着距离的增大而减小，随着电量的增大而增大。

教师总结：电荷之间存在着相互作用力，力的大小与电量的大小、电荷间距离的大小有关，电量越大，距离越近，作用力就越大；反之电量越小，距离越远，作用力就越小。作用力的方向，可用同种电荷相斥，异种电荷相吸的规律确定。

（2）库仑定律

我国东汉时期就发现了电荷，并已定性掌握了电荷间的相互作用的规律。而进一步将电荷间作用的规律具体化、数量化的工作，则是两千年之后的法国物理学家库仑，他用精确实验研究了静止的点电荷间的相互作用力，于1785年发现了后来用他的名字命名的库仑定律。

正像牛顿在研究物体运动时引入质点一样，库仑在研究电荷间的作用时引入了点电荷，无疑这是人类思维方法的一大进步。

什么是点电荷？简而言之，带电的质点就是点电荷。点电荷的电量、位置可以准确地确定下来。正像质点是理想的模型一样，点电荷也是理想化模型。真正的点电荷是不存在的，但是，如果带电体间的距离比它们的大小大得多，以致带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体就可以看成点电荷。均匀带电球体或均匀带电球壳也可看成一个处于该球球心，带电量与该球相同的点电荷。

库仑实验的结果是：在真空中两个电荷间作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，这就

是库仑定律。若两个点电荷q1，q2静止于真空中，距离为r，如图3所示，则q1受到q2的作用力F12为

式中F12、q1、q2、r诸量单位都已确定，分别为牛（N）、库（C）、9×10 N·m／C

q2受到q1 的作用力F21与F12互为作用力与反作用力，它们大小相等，方向相反，统称静电力，又叫库仑力。

若点电荷不是静止的，而是存在相对运动，那么它们之间的作用力除了仍存在静电力之外，还存在相互作用的磁场力。关于磁场力的知识，今后将会学到。

（3）库仑定律的应用

【例1】

两个点电荷q1=1C、q2=1C相距r=1m，且静止于真空中，求它们间的相互作用力。

这时F在数值上与k相等，这就是k的物理意义：k在数值上等于两个1C的点电荷在真空中相距1m时的相互作用力。

【例2】

真空中有A、B两个点电荷，相距10cm，B的带电量是A的5倍。如果A电荷受到的静电力是10－4N，那么B电荷受到的静电力应是下列答案中的哪一个？

A．5×10－4N B．0.2×10－4N C．10－4N D．0.1×10－4N

【例3】

两个完全相同的均匀带电小球，分别带电量q1=2C正电荷，q2=4C负电荷，在真空中相距为r且静止，相互作用的静电力为F。

（1）今将q1、q2、r都加倍，相互作用力如何变？（2）只改变两电荷电性，相互作用力如何变？（3）只将r 增大4倍，相互作用力如何变？

（4）将两个小球接触一下后，仍放回原处，相互作用力如何变？（5）接上题，为使接触后，静电力大小不变应如何放置两球？ 答

（1）作用力不变。（2）作用力不变。

（3）作用力变为 F／25，方向不变。

（4）作用力大小变为 F／8，方向由原来的吸引变为推斥（接触后电量

922先中和，后多余电量等分）。

【例4】

两个正电荷q1与q2电量都是3C，静止于真空中，相距r=2m。

（1）在它们的连线AB的中点O放入正电荷Q，求Q受的静电力。（2）在O点放入负电荷 Q，求Q受的静电力。

（3）在连线上A点的左侧 C点放上负点电荷q3，q3=1C且AC=1m，求q3所受静电力。

解

当一个点电荷受到几个点电荷的静电力作用时，可用力的独立性原理求解，即用库仑定律计算每一个电荷的作用力，就像其他电荷不存在一样，再求各力的矢量和。

（1）（2）题电荷Q受力为零。

（3）q3受引力F31与引力F32，方向均向右，合力为：

3．课堂小结

（1）电荷间相互作用规律：同性相斥，异性相吸，大小用库仑定

（2）电荷间作用力为一对相互作用力，遵循牛顿第三定律。

（3）库仑定律适用条件：真空中静止点电荷间的相互作用力（均匀带电球体间、均匀带电球壳间也可）。

五、说明

本节中实验较多，做好静电实验关键是绝缘性能要好。

第三篇：电荷_库仑定律教案

电荷 库仑定律教案

云南民族大学 庞京京

要

点：1.摩擦起电不是创造了电荷，只是使正负电荷分开。2.电荷守恒定律。

3.知道元电荷、点电荷、静电力常量，掌握库仑定律含义、公式表达。

4.能用库仑定律的公式进行有关的计算。

教学设计：本教时作为电学知识的引入和准备，在章节教学活动中有着一定的重要性。两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、摩擦起电的知识在初中都已经讲过，本节重点是讲述静电感应现象以及库仑定律。

解决难点：在摩擦起电现象和讲述静电感应现象的基础上，说明起电的过程是使物体中正负电荷分开的过程，进而说明电荷守恒定律。对库仑定律式的应用时，可先介绍规则：用电荷量的绝对值代入进行计算，根据是同种还是异种电荷来判断电荷间的相互作用是引力还是斥力。

授课思路：让学生结合课本上的实验来理解本节所涉及的知识，然后进行小组讨论深入理解所学知识，最后通过课后习题的练习进行知识的巩固。

教学方法：直观讲授、小组讨论、练习巩固。培养能力：分析综合能力，理解推理能力 教学理念：兴趣是最好的老师 备

注：“电荷”改称“电荷量”，“荷质比”改称“电子比荷”。

一、引入

【演示】用毛皮和橡胶棒摩擦，再用橡胶棒去靠近纸屑，发现纸屑被吸引

分析：其实际上大家都是很熟悉的摩擦起电的现象，大家肯定看到过这样的现象，冬天在很黑的房间里把毛衣脱掉时，会有一刹那的亮光，这也是摩擦起电的现象。从这节课开始我们将学习关于电场的一系列知识。

二、电荷

电荷守恒

学生阅读《电荷》部分，总结

【问】自然界存在的两种电荷？它们之间存在的相互作用力是怎样的？什么是电荷量？摩擦起电的实质？

分析：自然界存在的两种电荷：正电荷和负电荷；同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；电荷的多少叫做电荷量；丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。摩擦起电的实质：不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，并使电子从一个物体转移到另一个物体。1．静电感应

用静电感应的方法可以使物体带电。学生阅读实验。【问】实验前A、B金属箔是张开的还是闭上的？当C靠近A时，金属箔又处在什么状态？当把A、B分开再把C移走后，金属箔有没有发生变化？

分析：金属箔的作用：判断物体是否带电，如果是带电，金属箔将张开（同种相互排斥）。通过金属箔的闭合到张开，以致到移开后，金属波都没有闭合，说明A、B带上了电。【问】那么A、B分别带什么电呢？ 分析：根据同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引，我们也可以知道A带正电，B带负电，实验发现A、B所带电量相等。因为重新接触后，A、B又不带电了。

结论：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电，这种现象叫做静电感应。【问】比较摩擦起电和静电感应的区别？

分析：不同点：摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体

感应起电是电子从物体的一部分转移到另一部分。

共同点：都使物体带等量的异种电荷。

结论：电荷守恒定律（可转移但电量不变）上述起电的中和过程；物质（电子）不灭。2．元电荷

学生阅读元电荷部分，总结有关知识点：

①元电荷是电荷量最小的单位，即一个电子或一个质子所带的电量； ②元电荷量： e＝1.6×10-19C；

③任何一个物体所带电量只能是它的整数倍；

e1.61019111.7610C/kg ④电子的电荷量和电子质量m的比叫荷质比：

me0.911030

三、库仑定律

两种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，那么电荷之间的相互作用力跟什么有关系？下面我们通过实验来探讨一下。

学生阅读课本《实验》，分析实验中小球的排斥现象

分析：小球相互之间的作用力与两电荷间的距离和电荷量有关

首先定量研究电荷之间的相互作用力地是法国的科学家库仑，阅读材料中介绍他用精确（扭秤）实验发现了这种规律。阅读库仑定律

F＝kQ1Q2/r明确定律条件：真空，点电荷

1.静电力：两个带电体之间的作用力通常叫做静电力或库仑力（遵守牛顿第三定律）2.什么是点电荷？

只关心电荷的电量，不考虑带电体的体积大小——类似质点（理想模型）

引入原因：把复杂的问题进行简化，但仍具有足够的准确性

理想化处理的优点：忽略次要因素，简化思考过程 3．静电力恒量k＝9×109牛·米2/库2

库仑定律和万有引力定律都遵从二次方反比规律，人们至今还不能说明这两个定律为什么如此相似。它们有没有内在的联系，会不会是某一种力的不同的表现形式呢？物理学家还在致力于这方面的研究。

单

位：国际单位制

电荷量：计算时取绝对值，＋、－用来判断方向

相互性：作用力和反作用力

适用性：真空中、点电荷、静止电荷间、静止和运动电荷间 例：课本例，比较电子质子间的静电力和万有引力

F1kQq9.0109(1.61019)239 2.310113127F2GMm6.67109.1101.6710【问】这个巨大的数值说明什么？

在计算带电粒子间的相互作用力时，万有引力时可以不计的。【问】为什么地月之间计算万有引力而不计算静电力呢？

地球、月球几乎为中性的

小结：通过本节课的学习。主要了解了以下几个方面：

1.使物体带电的实质：不是创造了电荷，而是使物体的正、负电荷分开 2.电荷守恒定律

3.库仑定律：a.使用条件：真空，点电荷 b.大小：F＝kQ1Q2/r2

c.方向：同种相斥，异种相吸 巩固练习：课本练习一P120,题1 作业：课本练习一P120,题2.3.4.5

第四篇：物理3-1电场之电荷、库仑定律教案2

电子教案选修3-1《第一章、静电场》

第2 周第 1 课时教案 高二物理

课题：1.2静电力、库仑定律的应用（第2课时）

【教学目的】

1、复习巩固库仑定律的内容、条件等基本内容

2、会用库仑定律解决一些带电体的力学问题，提高综合运用知识的能力 【教学重点】

利用库仑定律解决带电体受力平衡问题 【教学难点】

综合运用力、电知识和割补法解决带电体的电场力问题 【复习引入】：上节课我们学习了库仑定律的内容，请同学们回顾一下库仑定律的表述内容及其适用条件。本节课我们通过几道典型的例题进一步学习库仑定律。【新课内容】

题型一：带电体平衡问题

例1：两个大小相同的小球带有同种电荷（可看作点电荷），质量分别为m1和m2，带电荷量分别是q1和q2，用绝缘线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，分别与铅垂线方向成夹角θ1和θ2,且两球同处一水平线上，如图所示，若θ

1＝θ2,则下述结论正确的是

A.q1一定等于q2

B.一定满足q1/ m1＝q2/ m2 C.m1一定等于m2

D.必须同时满足q1＝q2, m1＝ m2

解析：两小球处于静止状态，故可用平衡条件去分析．小球m1受到F1、F、m1g三个力作用，在水平和竖直方向建立直角坐标系如下图所示，此时只需分解F1.由平衡条件得：

kq1q2F1sin10 2rF1cos1m1g0

所以tg1kq1q2.m1gr2kq1q2.2m2gr同理，对m2分析得：tg2因为12，所以tg1tg2，所以m1m2.可见，只要m1= m2，不管q1、q2如何，11 1.2静电力、库仑定律的应用（第2课时）1 电子教案选修3-1《第一章、静电场》

都等于2.所以，正确答案是C.讨论：如果m1> m2,1与2的关系怎样？如果m1< m2,1与2的关系又怎样？(两球仍处同一水平线上)因为tg1kq1q2kq1q2kq1q2.tg.不管q、q大小如何，两式中的是相等的． 221222m1grm2grgr所以m1> m2时，1<2, m1< m2时，1>2.例2：真空中相距3m的光滑绝缘平面上，分别放置两个电荷量为-Q、+4Q的点电荷A、B，然后再在某一位置放置点电荷C，这时三个点电荷都处于平衡状态，求C的电荷量及相对A的位置

A B

分析：由于A、B带异种电荷，C肯定受到A、B给的引力和斥力，由于B的电荷量大于A的电荷量，所以要使C受力平衡，根据库仑定律Fkq1q2，必须使C距B远些，距A近些（即近2r小远大），所以C肯定不能放在B的右侧；若C放在A、B之间，不管C带何种电荷，必然造成A或B受力不平衡，不符合题意，故可判断C只有放在A的左侧，才有可能使三个点电荷都处于平衡状态；设C到A的距离为x时，三小球均平衡，根据库仑定律得：

kqC4QqCQ=k------① 22(x3)xkqCQQ4Q-------② k22x3x3mqC4Q 由①、②两式得总结：三个自由电荷的平衡问题的口诀：三点共线，两同夹异，两大夹小，近小远大

变形题：a、b两个点电荷，相距40cm，电荷量分别为q1和q2，且q1＝9 q2，都是正电荷；现引入点电荷c，这时a、b、c三个电荷都恰好处于平衡状态．试问：点电荷c的性质是什么?电荷量多大?它放在什么地方? 解析：点电荷c应为负电荷，否则三个正电荷相互排斥，永远不可能平衡．

由于每一个电荷都受另外两个电荷的作用，三个点电荷只有处在同一条直线上，且c在a、b之间才有可能都平衡． 1.2静电力、库仑定律的应用（第2课时）2 电子教案选修3-1《第一章、静电场》

设c与a相距x，则c、b相距(0.4－x)，如点电荷c的电荷量为q3，根据二力平衡原理可列平衡方程： a平衡： kq2q3q1q2q1q3q1q3q1q2kk.b平衡： c平衡： ＝kk0.42(0.4x)20.42x2x2kq2q3.2(0.4x)显见，上述三个方程实际上只有两个是独立的，解这些方程，可得有意义的解： x＝30cm 所以 c在a、b连线上，与a相距30cm，与b相距10cm． q3＝9111q2q1，即q1:q2:q3=1::(q1、q2为正电荷，q3为负电荷)1616916题型二：动力学问题

例3：光滑的绝缘水平面上的带电小球A和B，质量分别为m1=2 g、m1=1g；带电荷量相等.－7q1=q2=10C，A球带正电，B球带负电.甲

乙

（1）现有水平恒力F1向右作用于A球，这时A、B一起向右运动，且保持距离d=0.1m不变（图甲）.试问F1多大? 它们如何运动?

（2）若水平恒力F2向左作用于B球，这时两球一起向左运动，也能保持距离d=0.1 m不变（图乙）.试问F2多大? 解析：当恒力作用于A时，由于A、B间距离不变（库伦例不变），说明A、B两球的加速度相同，因B球只受库伦力作用，以B球为研究对象易得系统的加速度，然后

解：根据库仑定律，A、B两球保持距离不变，相互作用的库仑吸引力大小为再以A、B整体为研究对象即可求出F1，同理也可求出F2

F1作用于A 时，两球一起向右做匀加速直线运动，加速度由B 球的受力情况决定，作用于A 球水平向右的恒力为

－3－3－

3F1=m1a1＋F =(2×10×9＋9×10)N=27×10N.（2）F2向左作用于B时，两球一起向左做匀加速直线运动，共同加速度由A球的受力情况决定，1.2静电力、库仑定律的应用（第2课时）3 电子教案选修3-1《第一章、静电场》

－

3F2=m2a2＋F =13.5×10N.题型三：割补法解决带电体的电场力问题

在应用库仑定律解题时，由于其适用条件是点电荷，所以造成了一些非点电荷（即带电体）问题中的求解困难，对于环形或球形缺口问题用“割补法”分析非常有效

例4：如图所示，一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电量+Q的电荷，另一电荷量为+q的点电荷放在球心O上，由于对称性，点电荷受合力为零.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_______（已知静电力常量k），方向为______.；指向圆孔

变形题：如图所示，半径为r的硬橡胶环带有均匀分布负电荷，单位长度的带电荷量为q，则环心处的电场强度为________.若在环上截去很小的一段，其长为△l，则环心处的电场强度的大小是_______.解析：

圆环上的负电荷分布均匀，则在环心处的叠加电场E0=0；在环上截去很小一段，相当于在该处放一等量异种电荷量q′，q′=△l·q，则截去△l环心处场强为q′与原环上负电荷在环22心处场强的叠加，E′=0＋kq′/r=kq△l/r.2答案：0 kq△l/r 题型四：

例

5、设某星球带负电，一电子粉尘悬浮在距离星球表面1000km的地方，又若将同样的电子粉尘带到距星球表面2000km的地方相对于该星球无初速释放，则此电子粉尘（）A.向星球下落 B.仍在原处悬浮 C.推向太空 D.无法判断

解析：设粉尘距球心为r，粉尘质量为m，星球质量为M，粉尘电量为q，星球电量为Q，则有kQqMm=G r2r2由等式可看出r再大，等式仍成立，故选B。【补充练习】

【学案导学】p11之“随堂基础巩固” 1.2静电力、库仑定律的应用（第2课时）4

第五篇：电场 电场强度教案

《5.1 电场 电场强度》教学设计

【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】

2010-05-06