高中物理 第一章 静电场 第三节 电场强度课堂探究学案 新人教版选修3-1.doc

第三节 电场强度课堂探究探究一 电场和电场强度问题导引把一个点电荷放在另一个电荷的周围，会受到电场力的作用，放在不同的位置时，所受的电场力一般不同思考：（1）电场是人们假想出来的，还是实际存在的？（2）为什么说电场中某点的电场强度的值与试探电荷无关？提示：电场是电荷周围存在的一种特殊物质；电场中某点的电场强度由电场本身决定，无论放不放电荷，该点的电场强度不会变化名师精讲1关于电场强度的三点说明（1）电场强度反映了电场的力的性质（2）唯一性：电场中某点的电场强度e是唯一的，是由电场本身的特性（形成电场的电荷及空间位置）决定的，与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关电场中不同的地方，电场强度一般是不同的（3）矢量性：电场强度描述了电场的强弱，是矢量，其方向与在该点的正电荷所受电场力的方向相同，与在该点的负电荷所受电场力的方向相反2电场和电场强度的关系电场强度是为描述电场而引进的物理量，场强的大小和方向分别表示电场的强弱和方向特别提醒 （1）试探电荷是一种理想化模型，它是电荷量和尺寸都充分小的点电荷，点电荷不一定能作试探电荷（2）和已经学过的其他矢量一样，比较电场强度是否相同时，一定要考虑大小、方向两个要素【例1】 电场中有一点p，下列说法正确的是（）a若放在p点电荷的电荷量减半，则p点的场强减半b若p点没有试探电荷，则p点场强为零cp点场强越大，则同一电荷在p点所受静电力越大dp点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向解析：电场强度是由电场本身决定的，与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关，选项a、b错误电荷量一定时，由feq可知，场强越大，所受的电场力越大，选项c正确若检验电荷是正电荷，它的受力方向就是该点的场强方向，但检验电荷是负电荷时，它的受力方向的反方向是该点场强的方向，选项d错误答案：c题后反思 电场强度和静电力是两个不同的概念，它们的决定因素、大小关系以及方向判定等均有各自的规律，要注意它们的区别探究二 对电场线的理解问题导引图中是电子经过某电场前后的运动轨迹，观察图片，思考：电场线真实存在吗？电场线怎么描述电场的强弱和方向？提示：电场线是假想的曲线，实际不存在；可以用电场线的疏密表示电场的强弱，电场线某点的切线方向表示该处的电场方向名师精讲1电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的比较电场线运动轨迹（1）电场中并不存在，是为研究电场而人为引入的（2）曲线上各点的切线方向即为该点的场强方向，同时也是正电荷在该点的受力方向，即正电荷在该点的加速度的方向（1）粒子在电场中的运动轨迹是客观存在的（2）轨迹上每一点的切线方向即为粒子在该点的速度方向粒子做曲线运动时，速度方向与加速度方向不在一条直线上，所以粒子只在电场力作用下做曲线运动时电场线与运动轨迹不重合2.电场线与带电粒子运动轨迹重合的条件（1）电场线是直线（2）带电粒子只受电场力作用，或受其他力，但其他力的方向沿电场线所在直线（3）带电粒子初速度的方向为零或初速度的方向沿电场线所在的直线以上三个条件必须同时满足特别提醒 （1）带电粒子在电场中的运动轨迹由带电粒子所受合外力与初速度共同决定（2）运动轨迹上各点的切线方向是粒子的速度方向（3）电场线上各点的切线方向是场强方向，决定着粒子所受电场力的方向【例2】 如图所示是某静电场的一部分电场线分布情况，下列说法中正确的是（）a这个电场可能是负点电荷的电场b点电荷q在a点处受到的电场力比在b点处受到的电场力大c点电荷q在a点处的瞬时加速度比在b点处的瞬时加速度小（不计重力）d负电荷在b点处受到的电场力的方向沿b点切线方向解析：电场线的疏密反映了电场强度的大小，而加速度的大小关键是看电场力的大小判断a、b两处电场线的疏密是解决本题的关键负点电荷的电场线是从四周无限远处不同方向指向负点电荷的直线，故选项a错误；电场线越密的地方场强越大，由图知eaeb，又因fqe，得fafb，故选项b正确；由知，af，而fe，eaeb，所以aaab，故选项c错误；负电荷在b点受到的电场力的方向与b点电场强度的方向相反，故选项d错误答案：b题后反思 点电荷的电场线为直线电场线的疏密反映了电场的强弱正电荷所受电场力的方向与电场方向（电场线在该点的切线方向）相同，负电荷所受电场力的方向与电场方向（电场线在该点的切线方向）相反探究三 公式与的对比理解问题导引如图为地球周围的自然界电场示意图，观察图片，思考：（1）若某同学要测量地球周围自然电场的大小，应围绕设计测量方案还是围绕设计测量方案？（2）公式在任何情况下都适用吗？公式对任何带电体都适用吗？提示：应根据设计测量方案公式适用于任何电场，公式只适用于点电荷产生的电场名师精讲1公式与的对比理解2.等量同号电荷与等量异号电荷的电场等量同号电荷等量异号电荷图示电荷连线上方向：从左到右，场强方向先向右再向左方向：从左到右，场强方向始终向右大小变化：中点处场强为零，从左到右场强先减小后增大大小变化：中点处场强最小，从左到右场强先减小后增大电荷连线的中垂线上方向：沿着中垂线背离o点方向：垂直于中垂线指向负电荷一侧大小变化：中点处场强为零，无穷远处场强为零，从中点起向两边延伸，场强先增大后减小大小变化：中点场强最大，从中点起向两边延伸，场强逐渐减小特别提醒 （1）任何带电体都可以看成由若干点电荷组成的，用点电荷电场强度叠加的方法可计算各种带电体产生的电场的场强（2）电场强度的定义式给出了一种测量或计算电场中某点场强的方法；电场强度的决定式给出了从理论上分析点电荷场强的方法【例3】如图所示，真空中，带电荷量分别为q和q的点电荷a、b相距r，则：（1）两点电荷连线的中点o的场强如何？（2）在两点电荷连线的中垂线上，距a、b两点都为r的o点的场强如何？点拨：分别求出q和q在某点的场强大小和方向，然后根据电场强度的叠加原理，求出合场强解析：（1）如图所示，a、b两点电荷在o点产生的场强方向相同，由ob.a、b两点电荷在o点产生的电场强度所以o点的场强.（2）如图所示，eaeb，由矢量图形成的等边三角形可知，o点的合场强eoeaeb，方向与a、b的中垂线垂直，指向q.