電場電場硬度
【教學目標】
一、知識與技能
1.簡略了解化學學史上對電荷間互相斥力的認識過程。
2.曉得電荷間的互相作用是通過電場發生的，電場是客觀存在的。
3.理解電場硬度的概念及其定義，會依照電場硬度的定義進行有關的估算。曉得電場硬度是矢量，曉得電場硬度的方向是如何規定的。
4.能依據庫侖定理和電場硬度的定義推論點電荷場強的估算式，并能用此公式進行有關的估算。
5.曉得場強的疊加原理，并能應用這一原理進行簡單的估算。
6.曉得常見幾種的電場線的特性。
二、過程與技巧
1.經歷“探究描述電場強弱的化學量”的過程，獲得探究活動的體驗。
2.展現通過電荷在電場中所受靜電力研究電場、理想模型法、比值法、類比法等化學學研究方式。
三、情感心態與價值觀
1.體驗探究化學規律的辛酸與喜悅。
2.學習科學家嚴謹科學的心態。
【教學重點】
1.探究描述電場強弱的化學量。
2.理解電場、電場硬度的概念，并會依照電場硬度的定義進行有關的估算。
【教學難點】
探究描述電場強弱的化學量。
【教學過程】
一、復習提問、新課導出
班主任：上一節課我們學習了庫侖定理，請朋友們追憶一下：庫侖定理的內容是哪些？
中學生回答：略
班主任：我們不免會形成這樣的疑惑：
投影展示問題1：真空中？它們之間相隔一定的距離，又沒有直接接觸，這些互相作用是怎樣形成的呢？能不能通過離開地面的物體仍遭到重力得到啟示？
投影展示“探究影響電荷間互相斥力的誘因”。
班主任：這幅圖你們不陌生，這么相同的小球在不同的位置所受斥力不一樣，說明了哪些？
中學生回答：庫侖力的大小與距離有關。
班主任：其本質緣由又是哪些呢？
班主任：帶著這兩個疑惑，本節課我們一同來學習《電場電場硬度》。（板書課題）
二、新課教學
（一）電場
班主任：請朋友們帶著這三個問題來自學“電場”內容，討論并回答以下問題。
（1）電荷間的互相作用是怎樣發生的？這一觀點是誰提出來的？
（2）請用自己的語言描述一下哪些是電場？你能描述一下電場具有哪些樣的特征嗎？
（3）電場有哪些本領？
中學生自學活動一：
中學生回答：（1）略；（2）略；
班主任啟發引導：場是“物質”──它和分子、原子組成的實物一樣，是一種客觀存在。電視機、收音機訊號的發射與接受就是電磁場在空間的傳播；“特殊”──看不見、摸不著；“存在于電荷周圍”并板書。
（電場是）存在于電荷周圍的一種特殊的物質。
班主任：場與實物是物質存在的兩種不同方式。
（3）中學生回答：對裝入其中的電荷有靜電力的作用，電荷間的互相作用是通過電場實現的。如圖：
（二）科學探究描述電場強弱的方式
班主任：下邊我們再來闡述：
①相同的小球在不同的位置所受斥力不一樣，其本質緣由是哪些呢？（對照“探究影響電荷間互相斥力的誘因”圖片說明）
中學生回答：電場強弱不同。
②那么怎樣來描述電場的強弱呢？
班主任啟發：像速率、密度等尋覓一個數學量來表示。
③如何來研究電場？（中學生思索）
班主任啟發引導：電場的本領是對場中的其他電荷具有斥力，這也是電場的最顯著、最基本的特點之一。因而在研究電場的性質時，我們可以從靜電力入手。（板書研究方式）
班主任：對于像電場這樣，看不見，摸不到，但又客觀存在的物質，可以按照它表現下來的性質來研究它，這是化學學中常用的研究方式。
班主任：還須要哪些？
中學生回答：電場及裝入其中的電荷。
班主任闡述：
①“探究影響電荷間互相斥力的誘因”中的試探電荷；
②場源電荷。
師生共析對試探電荷的要求。
班主任：下邊請朋友們仔細觀察模擬實驗的動漫演示電場強度教案百度，并描述你看見的現象說明了哪些：
①不同位置偏角不同；
②增加試探電荷帶電量偏角均降低。
中學生回答：不同位置受力不同；同一位置試探電荷帶電量降低，受力減小，但不同位置受力大小關系不變。
班主任：下邊我們再通過表格定量地來看一看：
將表格填完整電場強度教案百度，并剖析、比較表格中的數據有哪些特征和規律，看你能夠得出怎樣來描述電場的強弱。多媒體展示表格，中學生回答后依次填入：①F1、F2、F3及F1＜F2＜F3；②2F1、3F1、4F1、nF1等。
中學生活動二：
表一：（P1位置）
表二：（P2位置）
表三：（P3位置）
（中學生思索并交流討論）中學生回答：
（1）不同的電荷，雖然在電場中的同一點，所受靜電力也不同，因此不能直接用試探電荷所受的靜電力來表示電場的強弱；
（2）電場中同一點，比值F/q是恒定的，與試探電荷的電荷量無關；（同一張表格）
（3）在電場中不同位置比值F/q不同。（三張表格比較）
（4）離源電荷近的位置比值F/q較大。
師生共同小結：比值由電荷q在電場中的位置決定，與電荷q的電荷量大小無關，它才是反映電場性質的數學量。
班主任：在化學學中我們定義裝入電場中某點的電荷所受的靜電力F跟它的電荷量q的比值，稱作該點的電場硬度。并板書。
（三）電場硬度
1.定義：
班主任：原先我們還學過什么化學量是用比值法來定義的？
中學生回答：略。
班主任：從它的定義，電場硬度的單位是哪些？
中學生回答：N/C
介紹另一種單位并板書。
2.單位：N/C或V/m，1N/C＝1V/m
班主任結合板畫：在電場中不同位置，同種電荷受力方向不同，說明場強是矢量還是標量？
中學生（集體）回答：矢量
3.勻強電場
（1）定義：假如電場中各點電場硬度的大小相等、方向相同，這個電場就稱作勻強電場。
（2）特性：①電場方向處處相同。②場強大小處處相等。
（四）點電荷的電場電場硬度的疊加
班主任結合板畫：電場中同一點裝入正電荷和負電荷受力方向不同，怎么確定場強的方向呢？
班主任：在化學學中做出了這樣的規定。（板書）
方向：電場中某點電場硬度的方向跟正電荷在該點所受靜電力的方向相同。
班主任：根據這個規定，假如裝入電場中的是負電荷呢？
中學生回答：與負電荷在電場中某點所受靜電力的方向相反。
投影練習：
練習1（加深對場強的理解，闡述點電荷的場強大小與方向）
點電荷是最簡單的場源電荷。設一個點電荷的電荷量為+Q，與之相距為r的A點放一試探電荷，所帶電荷量為+q。
（1）試用所學的知識推論A點的場強的大小，并確定場強的方向；
（2）若所放試探電荷為-2q，結果怎樣？
（3）假如移走所放的試探電荷呢？
（請兩位朋友板演前兩問后，共同完成第三問）
師生共同歸納總結：
1.點電荷電場的場強大小與方向。（多媒體動漫演示方向的確定方式）
2.電場硬度是描述電場（力的）性質的數學量，在靜電場中，它不隨時間改變。電場中某點的場強完全由電場本身決定，與是否裝入電荷，倒入電荷的電荷量、電性無關！
練習2（闡述場強的疊加，鞏固對場強的理解及公式的靈活運用，強化估算能力培養）
如圖所示，真空中有兩個點電荷Q1＝+3.0×10-8C和Q2＝－3.0×10-8C，它們相距0.1m，A點與兩個點電荷的距離r相等，r＝0.1m。求：
（1）電場中A點的場強；
（2）在A點裝入電量q＝－1×10-6C，求它受的電場力。
班主任：題后衛源電荷不止一個，怎么來確定電場中某點的場強？
中學生：平行四邊形定則
（請兩位朋友板演）
班主任：按照場強的疊加原理對于一個比較大的不能看成點電荷的帶電物體形成電場的場強怎樣確定？
中學生思索后回答：無限等分成若干個點電荷。
班主任：按照以上方式，朋友們構想一下一個直徑為R的均勻帶電圓球（或球殼）外部形成電場的場強，怎么求解？
中學生思索后回答：等效成電荷量集中于球心的點電荷。
（五）電場線
1.電場線的概念：電場線是畫在電場中的一條條有方向的曲線，曲線上每點的切線方向表示該點的電場硬度方向，電場線不是實際存在的線，而是為了形象描述電場而假想的線
2.展示幾種常見的電場線
三、小結
通過本節課的學習，我們曉得電荷間的互相作用是通過電場發生的，電場是存在于電荷周圍的一種特殊的物質，它最基本的特點是對裝入其中的電荷具有力的作用。正是借助電場的這一特點，我們通過研究試探電荷的所受靜電力特點，引入了描述電場強弱的化學量──電場硬度。電場硬度是用比值法定義的，它是矢量，有方向。
電場、電場硬度的概念是熱學中最重要的概念之一，它的研究方式和定義方式也是化學學中比較常見的方式。