高中物理 第3节 电场强度教学过程一 新人教版选修31(1).doc

第3节、电场强度新课教学过程一进行新课：一、电场电荷a电荷b电场1、电荷的周围存在着由它产生的电场。电荷a对b的作用，实际上是a产生的电场对b的作用，电荷b对a的作用，实际上是b产生的电场对a的作用。与电场相类似，在磁体周围存在着磁场，它对处于其中的磁体有磁场力的作用；在物体周围存在着引力场，它对处于其中的物体有引力的作用。那么，法拉第的观点是否正确呢？电场是否真的存在呢？近代物理学的理论和实验证实并发展了法拉第的观点。电场和磁场已被证明是一种客观存在，并且相互联系的物质，统称为电磁场。（听收音机、看电视、通过手机通讯、卫星转播等等，这些信号都是通过电磁场而传播的，而电磁场传播的是以有限速度在传播光速，在介质中速度还要小一些。）场与实物一样具有能量、质量和动量，场与实物是物质存在的两种不同形式。师：电场看不见也摸不着，但电场是客观存在的，我们可以通过它表现出来的性质来研究。那么，电场有什么性质呢？生：电场对放入电场中的电荷（带电体）有力的作用。师：本章中，我们只研究静电场（静止电荷产生的电场），我们把电场对电荷的作用力称为静电力（电场力）。电荷周围存在电场，我们把一电荷放在电场中的不同点，看一看电荷受电场力有什么关系呢？要说明的是：这里的电荷q是用来检验电场是否存在其强弱分布情况的，称为试探电荷，或检验电荷。被检验的电场是电荷q所激发的，电荷q称为场源电荷，或源电荷。试探电荷的电荷量和尺寸必须充分小，对金属球上的电荷分布不产生明显的影响，从而原来的电场不因试探电荷的出现而有明显的变化。实例分析把带电小球（带电量为q）放在金属球o（带电量为q）产生的电场中a、b两点，它所受的电场力大小是否相等，哪处较大？这说明了什么？生：不相等，在a处时受到电场力大，说明电荷q在a、b两点产生的电场强弱不同，在a处产生的电场较强。二、电场强度师：如何来表示电场的强弱呢？请同学们提出方案。 学生可能这样想：能不能用试探电荷在某点所受的电场力的大小可表示电场的强弱。师生讨论对于一给定的电场，各点的强弱是一定的，但是把不同的电荷q，即使在电场中的同一点，所受的静电力f也不相同，表明电场的强弱不能用电荷在某点所受的电场力大小来表示。师：电场中某点电场的强弱应该由产生电场的场源电荷决定，与放入电场中的电荷没有关系。精确的实验表明：在电荷q产生的电场中的a点放置不同的电荷q、2q nq，它们所受的电场力分别为f、2f nf。：师：即不同的电荷在电场中的同一点所受的电场力与所放电荷的电量q的比值f/q是恒定的，在电场中的不同点，比值f/q一般是不同的。这个比值由电荷在电场中的位置决定，与电荷q的电量大小无关，它才是反映电场性质的物理量。在物理学中，我们用电场强度来表示电场的强弱。在物理学中，常常用比值定义物理量。例如：用质量m与体积v的比值定义密度、用位移l与时间t的比值定义速度、用电压u与电流i的比值定义电阻、用静电力f与电荷量q的比值定义电场强度等等。在今后的学习中，还会遇到用比值定义的物理量。（1）定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力f跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度。用e表示。（2）公式：（3）单位：牛顿每库仑，符号为n/c，或者伏特每米，符号为v/m。（4）电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向距正电荷在该点所受的静电力方向相同。（5）电场中某点的电场强度的大小由电场本身决定，与放入该处的电荷（电量、电性）无关。分析负电荷电场中a、b两点的电场强度大小是否相等，方向是否相同？（大小相等，方向不同）三、点电荷的电场 电场强度的叠加点电荷的电场式中的q 指的是源电荷的电量，r指电场中某点到q的距离。师：该公式只适用于真空中点电荷产生的场强。电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。遵循平行四边形定则。半径为r的均匀带电球体（或球壳）在外部产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。 式中的q 是整个球体所带的电量，r是该点到球心的距离。四、电场线电场虽然看不见，摸不着，但我们可以通过电场强度这一物理量来描述电场的强弱和方向，但这种方法不够形象和直观，英国物理学家法拉第首先提出了用图线来形象地描述电场，这就是电场线。如果以q为中心，r为半径作一球面，则球面上各点的场强大小相等。当q为正电荷时，e的方向沿半径向外；当q为负电荷时，e的方向沿半径向内。真空中点电荷空间各点场强分布等量异种电荷空间各点场强分布如果我们把空间各点的场强方向都用此方法画出，就可以形象地表示电场了，但是显得凌乱，不美观。为了形象而美观地表示电场，法拉第引入了电场线。电场线：在电场中画出的一些有方向的曲线，使曲线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致。这样的曲线就叫电场线。如果电场线为直线，场强的方向就是电场线的方向。如果电场线为曲线，曲线上每点的切线方向就是该点的场强方向。掌握课本上常见的几种电场的电场线分布情况。电场线的形状可以用实验来模拟。学生活动根据电场线分布讨论电场线和电场之间的关系：电场线客观上存不存在？ 电场线从哪出发？终止于何处？是否是闭合曲线？电场线在电场中会不会相交？电场线是不是电荷在电场中的运动轨迹？师生共同总结电场线是为了形象地描述电场而假想的线，实际上并不存在；电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；电场线上每一点的切线方向跟这一点的场强方向一致；电场线越密的地方，场强越大，电场线越稀的地方，场强越小；电场线在电场中不会相交，也不会相切电场线不是电荷在电场中的运动轨迹五、匀强电场如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫匀强电场。见课本图。例题讲解: 例1在真空中有一电场，在这个电场中的某点p处放一电荷q =1.0109c，它受到的电场力为3.0104n，求：（1）p点处的电场强度的大小。（3105n/c）（2）若在p点处换q=2.0109c的负点电荷，则p点的电场强度是多大？（3105n/c）（3）若将p点的点电荷拿走，则p点的电场强度为多大？（3105n/c）（4）负点电荷q=2.0109c，它在p点受到的电场力是多大？（6.0104n）例2比较公式与有何区别。课堂小结：1电场的性质：电荷在其周围空间产生电场，电场对处在场中的其他电荷有力的作用。2电场强度的定义3叠加原理作业：课本17页练习3、5板书设计：一、电场二、电场强度（1）定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力f跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度。用e表示。（2）公式：（3）