第九章B 匀强电场 电场的叠加教学建议
(一)学习目标
1.知道电场的叠加原理。理解匀强电场的特点。会用电场线大致描绘孤立点电荷、彼此靠近的两个点电荷、平行正对的两块带等量异种电荷板之间的电场。
2.通过利用电场叠加原理研究一般带电物体周围的电场,认识利用简单模型(点电荷)借助一定的科学方法(叠加原理)研究复杂问题的物理思想方法。
3.通过本节学习,领略科学研究中运用模型法揭示事物本质的美妙。
(二)重点和难点
本节重点是电场的叠加原理和匀强电场的特点。
本节难点是理解电场叠加遵循矢量合成法则。
(三)教学建议
本节首先通过电场强度概念的复习,使学生认识在任何带电体周围存在电场,电荷间的相互作用是通过电场发生的。在此基础上,学习电场的叠加原理。通过示例,首先学习用电场叠加原理分析几个电荷产生的电场,然后讨论无限大带电板产生电场的方向,进而学习匀强电场的特点。
1.关于引言的教学建议
该“显示各种带电体形成的电场分布”实验是一个模拟实验,通过电场对微小物体的作用显示电场的客观存在。它对学生形象地认识电场是有利和重要的,但是要避免学生形成错误的观念,例如,认为它们就是电场线。
2.关于电场叠加原理的教学建议
在教学中,首先要指导学生学会利用库仑定律和电场强度的定义计算点电荷周围的电场强度;在此基础上学习两个及多个电荷周围电场强度的计算方法——电场的叠加原理。通过复习矢量叠加的一般方法以及电场强度的矢量属性,认识电场叠加的方法和其他矢量的叠加方法是相同的,通过教学,使学生认识到,要研究一般带电体周围的电场分布,可以利用模型法,通过确定点电荷周围的电场强度,利用电场叠加原理,获得一般带电体周围的电场。
在教学中要用好课本第7页的“大家谈”。通过这一问题的讨论和回答,帮助复习矢量叠加的方法,为运用矢量叠加的运算法则讨论电场叠加问题做好准备。此外,通过该问题的讨论,使学生明白,无论是位移、速度、加速度、力、电场强度以及磁感强度,所有矢量叠加的运算法则是统一的。
3.关于匀强电场的教学建议
课本首先利用示例1,让学生在学习电场叠加原理后,学习如何运用矢量叠加法计算两个点电荷连线上的电场强度。由于课程标准只要求学生会计算在一直线上的电场叠加,为此,课本通过第7页的“自主活动”,让学生练习利用矢量合成的平行四边形法则分析判断不在一直线上电场合成后的方向,为示例2的讨论做好准备。
示例2的目的是,一方面让学生理解电场叠加原理,另一方面,使学生更好地理解匀强电场的特点,在讨论匀强电场的特点时,要引导学生运用电场叠加原理,根据带电体的对称性,认识匀强电场的特点,在实际问题中,无限大均匀带电板是一种理想化模型,当带电板的大小比两板间距大得多时,板的中央区域的电场可以看作匀强电场,两带电板间的电场由每一块带电板上的电荷产生的电场叠加而成。
4.关于课本第7页“自主活动”的说明
该活动的目的是让学生练习利用平行四边形法则进行电场合成。活动只要求判断合电场的方向,所以在教学中要避免定量计算,只要会用作图法求出合电场的方向即可,该活动的另一个目的是为学生提供一个研究多个点电荷周围电场的示例,体会物理学研究的基本思想——从典型到一般、从简单到复杂。
(四)作业说明
本节共有13道练习题。其中第1题可以在复习电场的概念后组织学生讨论;第8题可以在学习匀强电场后作为示例,帮助学生练习涉及电场力的受力分析问题。其余的练习题可以分散在本节学习后或本章最后复习阶段,作为课后作业完成。
参考答案
A组
1.提示:通过类比,把质量为m的质点在重力场中所受重力G与质量m的比值叫做该点的重力强度g,用公式可以表示为g=
2.D
3.AD
4.B
5.(2-
6.56.25
7.2.89×106N/C,2.5×106N/C,垂直细线向上
8.C
B组
9.
10.BC
11.D
12.
13.负,正,1∶2
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