电场强度
1. 教材的地位和作用
本章是选修3系列的第一章，本节是本章的核心的概念之一，电
场强度的引入过程和建立场强概念的比值方法可以迁移于电势、电
容、磁感应强度等概念，也是学习电场力做功、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的基础。因此电场强度
概念不仅是本节的重点概念、关键知识，也是本章乃至整个电磁学的
重点基础知识。建立电场的概念，这是学生在学习本节感到最困难的
地方。
就新课标要求，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．
2. 教学目标
根据新课标要求，学生已有的认知水平特点和学生发展需要。所
以本节课三维教学目标是：
（一） 知识与技能
①知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存
在的一种特殊的物质形态；
②理解电场强度概念的文字表述、大小定义式、方向规定及其物
理意义；
③能根据库仑定律和电场强度的定义式推导出点电荷场强的决
定式，理解E=F／q与E=kQ／r2的区别，并能简单应用；
④知道电场的叠加原理，并能应用它作简单的计算。
（二）过程与方法
①理解建立电场概念的方法(类比法);
②理解引入、建立场强概念的过程，训练抽象思维和逻辑推理能
力
③领悟用比值法定义物理量的原则和方法。
（三）情感态度和价值观
①“超距作用”的观点到场的提出，使学生认识到科学探究的协
作性和继承性。认识电场的物质性，树立”物质客观性、可测性”等
辨证唯物主义观点;
②初步认识电场的意义，对物质的认识由实物物质扩展到场物
质，为进一步学习电磁场和电
磁波莫定方法论和认知基础；
③树立场的空间分布形象，培养空间想象能力，认识到对称和科
学美感，同时领悟电场的物质性、点电荷场强分布的对称性、描述电
场的本质性、比值定义法的科学性。
3. 教学重难点
重点、难点：以深刻理解电场强度的物理意义为重点内容。
确定依据：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。
4.教学方法
（1）说教法
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。
（2）说学法
学生是课堂教学的主体，是学习的主人，在教学过程中要加强对
学生学法的指导，让学生独立思考，协商讨论，突出主体性。所以在
学法上引导学生采用自主学习法、合作探究法、讨论法等进行学习，
形成个性化的知识结构同时变学会为会学。
5.教学过程
创设问题情，提出问题
两个点电荷A、B所带电荷量分别为+Q和+q。求：
1．A、B之间作用力的大小？ 2．如果B所带电荷量
变为一半，它们之间作用力大小？ 3．如果改变B相对于A的位置，
它们之间的作用力是否改变？
设计意图：
1．复习旧知识；
2．为下面电场、电场强度概念的建立提供素材。
继而，提出问题：电荷之间的相互作用力可以发生在不接触的物
体之间，这种作用力是如何发生的？
引导得出结论：通过静电场相互作用完成，是作用力和反作用力，
而非超距作用力
学生解答，之后我这样导言
力不能脱离施力、受力物体而独立存在，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”。
设计意图：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。
并展示下图。
从而得出电场的概念和性质。1.电场：电场是电荷周围客观存在
的一种特殊物质
2.电场的基本性质：对放入电场的电荷
有力的作用，这种力叫做电场力。
然后，介绍法拉第——“场”概念的提出者
介绍相关学史的知识，要求学生查阅法拉第的相关资料，了
解科学家做科学研究的艰辛，增加情感的渗透。
2.新课教学：
首先电场的教学：
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.
创设问题情景：探究“如何描述电场力的性质” |
引导学生回忆复习库仑定律时问题的结果。
使学生认识到：
1．同一电荷放到电场中的不同位置，电场力的大小和方向一
般不同；
2．在电场的同一位置，电荷量不同的电荷所受电场力不同
这说明了什么问题？
1.不能用电场力的大小来描述电场的强弱
2.电场是有强弱之分的；
3电场强弱与位置有关
在电场中的A点，放人不同的试探电荷q、q (=2q)，试探电荷
所受的电场力大小不相同，而A点电场的强弱情况应该确定的(电场
中同一点电场的强弱是唯一的)。看来，试探电荷所受的电场力不能
用来描述电场的强弱。
实验探究: 用什么来表示电场的强弱？
给学生2分钟左右进行讨论，形成方案。教师注意引导。如：
问1：用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场？
2.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？
3.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？
教师总结学生讨论结果，给出试探电荷、场源电荷的概念。（为
了研究电场，需引入一个试探电荷。所谓试探电荷应具备两个条件，
一是其体积很小，小到与它和静止电荷(场源电荷)的距离相比可以忽
略不计，这样，用它可以研究电场中某一点的性质；二是它所带的电
荷量应足够小，以至它产生的电场不影响原来电场的分布。）
(试探电荷是一个理想化模型，可培养学生的建模能力和想象力)
引导学生进行思维加工、 分析比较、抽象概括。
第一是提出猜想和假设
学生可能猜想：电场的强弱好像与位置和试探电荷都有关。
第二是制定探究计划与方案
及时疏导提醒：由于电场中每一点的场强强弱应该是确定的所
以，我们需要寻找的描述电场强弱的物理量必须与试探电荷无关。
引导学生假设电场强弱和位置有关，在探索在电场强度强弱和位
置的关系中采用控制变量法让位置不变来探究电场强度和其他量的
关系。
第三深入探究实践
据上作以下推理： 如果试探电荷在电场中某点受到的静电力为
F， 另一个同样的点电荷在这一点受到的静电力也是F 两个这样
的点电荷在这一点静电力为2F,推断有（3q.3F）.(4q.4F)、
（5p.5F）.....
即F=Eq F与q成正比 引导学生讨论常量E与q无关, 只与
位置有关，这种方法叫比值定义法。这样的分析有助于培养学生的逻
辑思维.
第四分析论证得出结论
1.引导学生利用数学工具分析处理数据需找规律得出结验证
猜想。
1.比值F／q(=kQ/(r^2))与试探电荷无关，只与场源电荷Q和场
中某一点的位置r有关，当Q、r 一定的时候，F／q是一个恒量l
场中不同点，当r 不同的时候，F／q不同，离场源电荷越近r越小，
比值F／q越大，电场越强，反之，r越大，比值F／q 越小，电场
越弱。可见，比值F／q的大小与电场的 强弱一一对应，而且只与
场源电荷Q和场中点的 位置r有关，与引入的试探电荷无关，它反
映电场力的性质，因此，此比值可以用来描述电场的强弱，电学中把它定义为电场强度。
2 对学生的结论系统化
电场强度
(i)物理意义：描述电场强弱和方向，是一个揭示电场力性质的物理量。
(I)定义：放人电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值，叫做这一点的电场强度，简称场强。用E表示场强，场强定义式为E ==F／q
(Ii)矢量性：电场强度是矢量。根据同一试探电荷在电场中不同点所受的电场力方向不同的事实推知，场强不仅有大小，而且有方向，因此，E是矢量。由于正、负电荷在场中某一点所受的电场力恰相反，物理学史上，已习惯规定正电荷所受电场力的方向为该点的场强方向，负电荷所受电场力的方向与该点场强方向相反。
(IV)单位；国际单位制单位是N／C或V／m。
(V)定义方法：比值法。
(2)用比值法定义物理量的特点
(i)特点：被定义的物理量与定义用量无关，它反映物理对象的某种属性。
3.电场线教学
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，需要把它形象化的表达出来，物理学中用一系列的曲线
来代表电场。
接下来由此引出电场线教学。
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
4场强图像特征总结
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，需要把它形象化的表达出来，物理学中用一系列的曲线来代表电场。
大小：近强远弱，同心球面上各点场强值相等。
方向：正电荷周围的场强方向发散向外“万丈光芒”
只反映在通过点电荷的一个平面上的情况，实际上，点电荷场强空间分布具有球对称性——对称美。
负电荷周围的场强方向会聚向心——“万箭穿心”。
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：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
4、课后小结：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：
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”
电场强度
1. 教材的地位和作用
本章是选修3系列的第一章，本节是本章的核心的概念之一，电
场强度的引入过程和建立场强概念的比值方法可以迁移于电势、电
容、磁感应强度等概念，也是学习电场力做功、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的基础。因此电场强度
概念不仅是本节的重点概念、关键知识，也是本章乃至整个电磁学的
重点基础知识。建立电场的概念，这是学生在学习本节感到最困难的
地方。
就新课标要求，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．
2. 教学目标
根据新课标要求，学生已有的认知水平特点和学生发展需要。所
以本节课三维教学目标是：
（一） 知识与技能
①知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存
在的一种特殊的物质形态；
②理解电场强度概念的文字表述、大小定义式、方向规定及其物
理意义；
③能根据库仑定律和电场强度的定义式推导出点电荷场强的决
定式，理解E=F／q与E=kQ／r2的区别，并能简单应用；
④知道电场的叠加原理，并能应用它作简单的计算。
（二）过程与方法
①理解建立电场概念的方法(类比法);
②理解引入、建立场强概念的过程，训练抽象思维和逻辑推理能
力
③领悟用比值法定义物理量的原则和方法。
（三）情感态度和价值观
①“超距作用”的观点到场的提出，使学生认识到科学探究的协
作性和继承性。认识电场的物质性，树立”物质客观性、可测性”等
辨证唯物主义观点;
②初步认识电场的意义，对物质的认识由实物物质扩展到场物
质，为进一步学习电磁场和电
磁波莫定方法论和认知基础；
③树立场的空间分布形象，培养空间想象能力，认识到对称和科
学美感，同时领悟电场的物质性、点电荷场强分布的对称性、描述电
场的本质性、比值定义法的科学性。
3. 教学重难点
重点、难点：以深刻理解电场强度的物理意义为重点内容。
确定依据：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。
4.教学方法
（1）说教法
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。
（2）说学法
学生是课堂教学的主体，是学习的主人，在教学过程中要加强对
学生学法的指导，让学生独立思考，协商讨论，突出主体性。所以在
学法上引导学生采用自主学习法、合作探究法、讨论法等进行学习，
形成个性化的知识结构同时变学会为会学。
5.教学过程
创设问题情，提出问题
两个点电荷A、B所带电荷量分别为+Q和+q。求：
1．A、B之间作用力的大小？ 2．如果B所带电荷量
变为一半，它们之间作用力大小？ 3．如果改变B相对于A的位置，
它们之间的作用力是否改变？
设计意图：
1．复习旧知识；
2．为下面电场、电场强度概念的建立提供素材。
继而，提出问题：电荷之间的相互作用力可以发生在不接触的物
体之间，这种作用力是如何发生的？
引导得出结论：通过静电场相互作用完成，是作用力和反作用力，
而非超距作用力
学生解答，之后我这样导言
力不能脱离施力、受力物体而独立存在，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”。
设计意图：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。
并展示下图。
从而得出电场的概念和性质。1.电场：电场是电荷周围客观存在
的一种特殊物质
2.电场的基本性质：对放入电场的电荷
有力的作用，这种力叫做电场力。
然后，介绍法拉第——“场”概念的提出者
介绍相关学史的知识，要求学生查阅法拉第的相关资料，了
解科学家做科学研究的艰辛，增加情感的渗透。
2.新课教学：
首先电场的教学：
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.
创设问题情景：探究“如何描述电场力的性质” |
引导学生回忆复习库仑定律时问题的结果。
使学生认识到：
1．同一电荷放到电场中的不同位置，电场力的大小和方向一
般不同；
2．在电场的同一位置，电荷量不同的电荷所受电场力不同
这说明了什么问题？
1.不能用电场力的大小来描述电场的强弱
2.电场是有强弱之分的；
3电场强弱与位置有关
在电场中的A点，放人不同的试探电荷q、q (=2q)，试探电荷
所受的电场力大小不相同，而A点电场的强弱情况应该确定的(电场
中同一点电场的强弱是唯一的)。看来，试探电荷所受的电场力不能
用来描述电场的强弱。
实验探究: 用什么来表示电场的强弱？
给学生2分钟左右进行讨论，形成方案。教师注意引导。如：
问1：用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场？
2.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？
3.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？
教师总结学生讨论结果，给出试探电荷、场源电荷的概念。（为
了研究电场，需引入一个试探电荷。所谓试探电荷应具备两个条件，
一是其体积很小，小到与它和静止电荷(场源电荷)的距离相比可以忽
略不计，这样，用它可以研究电场中某一点的性质；二是它所带的电
荷量应足够小，以至它产生的电场不影响原来电场的分布。）
(试探电荷是一个理想化模型，可培养学生的建模能力和想象力)
引导学生进行思维加工、 分析比较、抽象概括。
第一是提出猜想和假设
学生可能猜想：电场的强弱好像与位置和试探电荷都有关。
第二是制定探究计划与方案
及时疏导提醒：由于电场中每一点的场强强弱应该是确定的所
以，我们需要寻找的描述电场强弱的物理量必须与试探电荷无关。
引导学生假设电场强弱和位置有关，在探索在电场强度强弱和位
置的关系中采用控制变量法让位置不变来探究电场强度和其他量的
关系。
第三深入探究实践
据上作以下推理： 如果试探电荷在电场中某点受到的静电力为
F， 另一个同样的点电荷在这一点受到的静电力也是F 两个这样
的点电荷在这一点静电力为2F,推断有（3q.3F）.(4q.4F)、
（5p.5F）.....
即F=Eq F与q成正比 引导学生讨论常量E与q无关, 只与
位置有关，这种方法叫比值定义法。这样的分析有助于培养学生的逻
辑思维.
第四分析论证得出结论
1.引导学生利用数学工具分析处理数据需找规律得出结验证
猜想。
1.比值F／q(=kQ/(r^2))与试探电荷无关，只与场源电荷Q和场
中某一点的位置r有关，当Q、r 一定的时候，F／q是一个恒量l
场中不同点，当r 不同的时候，F／q不同，离场源电荷越近r越小，
比值F／q越大，电场越强，反之，r越大，比值F／q 越小，电场
越弱。可见，比值F／q的大小与电场的 强弱一一对应，而且只与
场源电荷Q和场中点的 位置r有关，与引入的试探电荷无关，它反
映电场力的性质，因此，此比值可以用来描述电场的强弱，电学中把它定义为电场强度。
2 对学生的结论系统化
电场强度
(i)物理意义：描述电场强弱和方向，是一个揭示电场力性质的物理量。
(I)定义：放人电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值，叫做这一点的电场强度，简称场强。用E表示场强，场强定义式为E ==F／q
(Ii)矢量性：电场强度是矢量。根据同一试探电荷在电场中不同点所受的电场力方向不同的事实推知，场强不仅有大小，而且有方向，因此，E是矢量。由于正、负电荷在场中某一点所受的电场力恰相反，物理学史上，已习惯规定正电荷所受电场力的方向为该点的场强方向，负电荷所受电场力的方向与该点场强方向相反。
(IV)单位；国际单位制单位是N／C或V／m。
(V)定义方法：比值法。
(2)用比值法定义物理量的特点
(i)特点：被定义的物理量与定义用量无关，它反映物理对象的某种属性。
3.电场线教学
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，需要把它形象化的表达出来，物理学中用一系列的曲线
来代表电场。
接下来由此引出电场线教学。
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
4场强图像特征总结
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，需要把它形象化的表达出来，物理学中用一系列的曲线来代表电场。
大小：近强远弱，同心球面上各点场强值相等。
方向：正电荷周围的场强方向发散向外“万丈光芒”
只反映在通过点电荷的一个平面上的情况，实际上，点电荷场强空间分布具有球对称性——对称美。
负电荷周围的场强方向会聚向心——“万箭穿心”。
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：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
4、课后小结：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：
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”