【教学目标】

1.知道电场线的定义及物理意义。

2.从简单的点电荷入手，通过想象画出点电荷的电场线，并用实验显示电场线的分布情况，熟悉几种常见电场的电场线分布，培养学生的形象思维能力，并进行科学研究方法的教育。

3.通过观察各种电场线，认识静电场的电场线，培养学生的观察能力。

4.知道什么是匀强电场，掌握匀强电场的特点;

【教学重、难点】

重点：掌握静电场的电场线的分布。

难点：理解电场线的性质。

【教具】

感应起电机、计算机多媒体设备、CAI课件等。

【教学过程】

一、复习提问 引入新课

通过前面的学习，我们知道，电荷周围存在着一种“看不见”“摸不着”的特殊物质，那就是电场。我们是用什么物理量来描述电场的强弱?

生：电场强度

(Flash显示)师：比如，在真空中有一正点电荷，电量为+Q。

师：如何把A点的场强形象地表示出来?

生：画箭头。

师：画箭头，这是常用的表示矢量的方法，即在A点画上一箭头，如果电场中还有另一点B，如何同时把B点的场强也表示出来呢?

师：B点的场强比A大，所以画一个长一点的箭头来表示。

师：电荷周围空间都存在场强，如何形象直观地把整个电场的情况表示出来?

如果仍用这种画箭头的方法结果会怎样呢?同学们可以想象一下这种表示方法好不好呢?

比较形象，但是场中布满箭头，杂乱而不清晰，而且还只能表示有限个点的场强。

师：为了改善这种情况我们采用了方便、形象直观的描述整个电场的一种图示方法──电场线

二、新课教学

1.电场线

在电场中画一些有方向的曲线，使曲线上的每一点的切线方向与该点的场强方向一致，这样的曲线叫电场线。

 

电场线的形状可以用实验来模拟。把奎宁的针状结晶或头发屑悬浮在蓖麻油里，加上电场，微屑就按照场强的方向排列起来，显示出电场线的分布情况。应该注意这个实验只是用来模拟电场线的分布情况，电场线不是电场里实际存在的线，而是形象地描述电场的假象的线。

2.点电荷的电场线

师：点电荷周围的电场特点我们已经知道，请同学们根据电场线的定义想象一下，点电荷的电场线会是什么形状?并把你想象的形状画出来。

点电荷电场线的形状呈发散状。

其实电荷周围的空间都存在电场，电场线应该是空间立体分布的。同学们刚才想象的时候是否想到了这一点呢?下面我们来看点电荷电场线的空间立体分布图。

为了方便，我们平常画的都是电场线的平面分布图，也就是它的一个截面图。

对点电荷的电场线分布情况我们已经很清楚的认识并理解了，其它几种常见的电场线的分布情况怎样?

3.其它几种常见电场的电场线

(1)等量异种电荷的电场线;(2)等量同种电荷的电场线;(3)点电荷与带电平板间的电场线。

请同学们观察各种电场的电场线，思考电场线有哪些性质?

首先观察电场线的方向。方向是从哪里指向哪里?是从正电荷出发，到负电荷终止，或者从正电荷出发延伸到无穷远。或者从无穷远出发到负电荷终止。

这是电场线的一个性质。

4.电场线的性质

(1)静电场的电场线总是从正电荷(或者从无穷远)出发到负电荷终止(或者延伸到无穷远)。

师：电场线可以形象地表示场强方向，还能表示什么?

生：表示大小。

师：是怎样表示大小的?

(我们知道，离电荷越近的地方，场强越大。从图中可以看出，离点电荷越近的地方电场线越密，在同一个电场线分布图上，电场线的疏密还可以大致表示场强的大小：电场线越密的地方场强越大，电场线越稀的地方，场强越小)

(2)电场线越密的地方场强越大; 电场线越稀的地方场强越小。

师：观察常见的几种电场线的分布，是否发现有电场线相交?(没有)。我们能否肯定，电场中任何两条电场线都一定不会相交。说明理由。

生：可以肯定。

我们可以肯定，电场中任何两条电场线都不会相交。根据电场线的定义，电场中某点电场线的切线方向是该点的场强方向，如果两条电场线相交，则在交点处出现两个切线方向，即两个场强方向，这是不可能的。

(3)电场中任何两条电场线都不会相交

看不见摸不着的抽象的电场用电场线表示出来，为我们研究电场带来了方便。

师：在电学中经常用到这样的一种特殊电场，它的场强大小和方向处处相同，这样的电场，叫匀强电场

5.匀强电场

请同学们想想：匀强电场的电场线应该是怎样分布的?并把它画出来。

(电场线的密疏表示大小，场强大小处处相同，即电场线的密疏处处相同。方向处处相同，电场线一定是平行直线)

所以匀强电场的电场线特点：距离相等的平行直线

通常情况下怎样获得匀强电场?

相距很近、互相正对的等量异种电荷的两块平行金属板中部区域的电场就是匀强电场。

总结

这节课我们学习了电场线的概念，知道电场线是为了方便、形象直观地描述整个电场而人为的画出来的一组假想曲线。我们从简单的点电荷入手，通过想象画出点电荷的电场线，并用油中的头发屑来显示电场线的分布情况。通过观察几种常见电场的电场线分布，归纳出电场线的性质。并应用电场线的知识来认识匀强电场。

巩固练习

下面我们来讨论这样一个问题：如图所示为一条水平向右的电场线，由此能否确定三点的场强方向?(都为水平向右)能否判断A、B、C三点场强的大小?为什么?

备选问题

1.有同学认为，电场线一定是带电粒子在电场中运动的轨迹，这种认识对吗?

不对。电场线是为形象地描述电场而引入的假想曲线。电场线上每一点的切线方向与该点的场强方向是一致的，也是正电荷在该点受力产生加速度的方向。

电荷运动的轨迹是带电粒子在电场中实际通过的路径，路径上每点的切线方向为粒子在该点的速度方向。因此，电场线与运动轨迹是两回事，不能认为电场线就是带电粒子在电场中的运动轨迹。

注意电场线一般不是带电粒子运动的轨迹，在特殊情况下，带电粒子的运动轨迹可以与电场线重合。这些特殊情况是

①电场线是直线;

②带电粒子初速度为零或初速度方向与电场线方向在同一直线上;

③带电粒子只受电场力作用。

2.一带电粒子仅受电场力作用从电场中的A点运动到B点，轨迹如图示中的虚线所示，则(　　)

 

A.粒子带正电

B.粒子加速度逐渐减小

C.粒子的速度不断减小