大学物理教学教案6-2

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1、教案序号：17-18教学课题电场强度的计算施教时间4.6-4.8教学目标1知识目标：掌握叠加法计算场强的方法。技能目标：电场强度的基本方法。情感目标：培养学生唯物主义的思想和处理物理问题的基木思路。教学重点、难点重点：电场强度的计算难点：电场强度的计算教学准备教学过程设计〃复习导入：复习电场强度的概念和电场的特点。一、场强叠加原理（与学生一起分析）试验电荷放在点电荷系创、q»仏…么所产生电场中的A点，实验表明在A处受的电场力戸是各个点电荷各自对％作用力斤、E、E…E的矢量和，即：F=R+艮+RFn按场强定义：E丄=&+昱

2、+&+・・・+®=E+E2+E3+•••+£上式表明，点电荷系电场中任一点处的总场强等于各个点电荷单独存在时在该点产生的场强矢量和，这称为场强叠加原理。二、点电荷系产生的电场根据电场强度叠加原理，点电荷系所产生的总电场的场强应等于各个点电荷场强的矢量和。对于包含n个点电荷的点电荷系，第i个点电荷qi在场点P产生的场强为其中ri为场点P到点电荷qi的距离，eri为P到qi矢径的单位矢量。按场强叠加原理,总场强为轨住十形4*屛电匕詔这就是点电荷系电场强度的计算公式。三、连续带电体产生电场的规律对于连续带电体所产生的电场，我们

3、可以根据场强叠加原理和数学中的微积分方法计算它的电场强度。这种计算电场强度的方法叫做用叠加原理计算场强的方法。根据前面关于静电力计算的介绍，我们知道任何连续带电体都可以微分成点电荷呦,如下图所示。由前面所介绍的点电荷产生电场的规律，引产生的场强为不同的元电荷指向P点的矢量r是不同的，因此r是一个变量。再根据场强的叠加原理,带电体在P点处产生的总场强应该为各个元电荷在P点产生的场强的矢量和。这种无限多个无限小矢量的矢量和是一个矢量积分电偶极子pr+今等量异号点电荷相距为儿如图所示，这样一对点o—O电荷称为电偶极子。由-qT

4、+q的矢量7叫做电偶极［一图7-7的轴，p=ql叫做电偶极子的电矩。*在一正常分子中有相等的正负电荷，当正、负电荷的屮心不重合时，这个分子构成了一个电偶极子。例仁已知电偶极子电矩为"，求（注意与学生一起分析思路）⑴电偶极子在它轴线的延长线上一点A的石；⑵电偶极子在它轴线的屮垂线上一点B的乙。解：⑴如图所取坐标，ea=e^e_E=7(/V5民r-~r八2ri}r+-—r--Go<2丿L2丿j丿2*zTl2厂丿L2厂丿2lr=4兀厂4^r0r2p3一o'一/aEb、aXX(/>2r/、24码r-r+r-I2丿<2><2J1

5、1誌逗与"同向）⑵如图所取坐标爲=E+E_E+q<22JEBx=-(E+COSQ+E_cosq)=-2E+C0SQ/2.I2厂+——44矶r~+-gl_-p_3~gl*分立电荷产生场强的叠加问题。例2：设电荷q均匀分布在半径为/?的圆环上，计算在环的轴线上与环心相距兀的P点的场强。（注意与学生一起分析思路）解：如图所取坐标，x轴在圆环轴线上，把圆环分成一系列点电荷，d/部分在p点产生的电场为：Adi4矶(兀2+/?2)宀盏二电荷线密度dEtf=dEcos0=-4亦'(心+/?2)2「2腻Axdl(2•2ttR)xr£=j

6、04齊(F+/?2)24^0(x2+/?2)24齊(/+疋)2qx根据对称性可知，E丄=0/•E=E..ffqx4码X+/?2)2q>0:E沿x轴正向<0:E沿x轴负向（X轴上E关于原点对称）结论：E与圆环平面垂直，环中心处E二0,也可用对称性判断。x»R,E=——4齊jr学生练习：教师小结：电场强度的计算一、电偶极子及其电矩p=ql板书设计二、连续带电体的电场力1、元电荷2、元电荷所受电场力dF=dq*E3、带电体所受合力4、不同电荷分布的讨论（1）带电体呈体分布的情况曲=却（2）带电体呈面分布的情况曲=曲（3）带电体

7、呈线分布的情况三、电场强度的迭加原理1、电荷产生的电场2、电场强度的叠加原理3、电荷系产生的电场4、连续带电体产生电场的规律教后小记本节课的教学中’应待别加强习题的训练，通过多媒体讲解方法，并结合具体的例题，帮助学生掌握解题的方法，收到了一定的效果。