9.3 电场 电场强度 导学案 高中物理人教版（2019）必修第三册

电场强度(一)【学习目标】1.知道电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质.2.理解电场强度的定义及物理意义，知道它的矢量性.3.会推导点电荷场强的计算式并能进行有关的计算.4.知道电场强度的叠加原理，会应用该原理进行简单计算.【基础感知】一、电场1.电场的产生：电荷在其周围产生，电场是电荷周围存在的一种特殊物质．2.基本性质：电场对放入其中的电荷产生．3.电场和磁场统称为，电磁场是一种客观存在的特殊物质，也有能量、动量．二、电场强度1.试探电荷与场源电荷 (1)试探电荷：如图1-3-1所示，带电小球q是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的，称为，或．(2)场源电荷：被检验的电场是电荷Q所的，电荷Q称为，或．2.电场强度(1)定义：放入电场中某点的电荷所受的跟它的的比值，叫做该点的电场强度．(2)定义式：(3)单位：牛/库(N/C)，伏/米(V/m).1 N/C＝1 V/m. (4)方向：电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向与在该点所受的静电力的方向相同．(5)物理意义：电场强度是描述电场自身性质的物理量，与试探电荷受到的静电力大小．三、点电荷的电场电场强度的叠加1.点电荷的电场 如图1-3-2所示，电荷Q与电荷q相距为r，则它们的库仑力F＝，所以电荷q处的电场强度E＝.(1)公式：E＝. (2)方向：若Q为电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线背离Q；若Q为电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线指向Q. 2.电场强度的叠加 (1)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．例如，图1-3-3中P点的电场强度，等于电荷在该点产生的电场强度与电荷在该点产生的电场强度的矢量和．(2)如图1-3-4所示，均匀带电球体(或球壳)外某点的电场强度：式中r是球心到该点的距离(r≫R)，Q为整个球体所带的电荷量．(3)电场强度是，电场强度的叠加本质是，所以应该用．1．思考判断(1)试探电荷不产生电场．  () (2)电场强度的方向与试探电荷所受电场力的方向可能相同，也可能相反．()  (3)以点电荷为球心的球面上各点电场强度处处相同．() (4)公式与中与含义不同．() 2．(多选)关于电场，下列说法中正确的是(  ) A．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场 B．电场是一种物质，它与其他物质一样，不依赖我们的感觉而客观存在C．电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的性质是对放在其中的电荷有力的作用 D．电场只能存在于真空中和空气中，不可能存在于物体中3.在真空中的O点放一个电荷量C的点电荷，直线MN通过O点，O、M的距离r＝30 cm，M点放一个电荷量 C的试探电荷，如图所示．(静电力常量)  (1)求试探电荷在M点受到的作用力；(2)求M点的场强； (3)求拿走试探电荷后M点的场强； (4)拿走试探电荷后，M、N两点的场强哪个大？【当堂检测】1.下列关于电场强度的说法正确的是(  )  A．公式只适用于真空中点电荷产生的电场 B．由公式可知，电场中某点的电场强度E与试探电荷在电场中该点所受的电场力成正比 C．在公式中，是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小；而是点电荷产生的电场在点电荷处的场强的大小 D．由公式可知，在离点电荷非常近的地方(r→0)，电场强度E可达无穷大2.已知均匀带电圆盘在圆外平面内产生的电场与一个位于圆心的、等电量的同种点电荷产生的电场相同。如图所示，电荷总量为

Q的电荷均匀分布在半径为

R的圆盘上，在过圆心

O的直线上有

A、

B两点，

O与B，

B与

A的距离均为

R，现以

OB为直径在盘内挖掉一个小圆盘，若静电力常量为

k，则剩余部分在

A处的场强大小为：

()

A．B．C.D.电场强度(二)【学习目标】1.掌握几种常见的电场特点2.记住等量异种点电荷与等量同种点电荷的电场线特点3.理解电场线与带电粒子运动轨迹的关系【基础感知】一、电场线匀强电场1．电场线(1)定义：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的表示该点的电场强度方向． (2)特点： ①电场线从或出发，终止于或，是不闭合曲线． ②电场线在电场中不，因为电场中任意一点的电场强度方向具有唯一性． ③在同一幅图中，电场线的反映了电场强度的相对大小，电场线的地方电场强度越大． ④电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而的线．2．匀强电场 (1)定义：电场强度的大小、方向的电场．(2)电场线特点：匀强电场的电场线是间隔相等的．(3)实例：两块等大、靠近、正对的平行金属板，带等量异种电荷时，它们之间的电场除边缘附近外就是匀强电场．二、 对电场线的理解及应用1.点电荷的电场线(1)点电荷的电场线呈辐射状，正电荷的电场线向外至无限远，负电荷则相反． (2)以点电荷为球心的球面上，电场线疏密相同，但方向不同，说明电场强度大小相等，但方向不同． (3)同一条电场线上，电场强度方向相同，但大小不等．实际上，点电荷形成的电场中，任意两点的电场强度都不同．(电场强度是矢量，不仅考虑大小，还要考虑方向)2.等量异种点电荷与等量同种点电荷的电场线比较3.电场线与带电粒子运动轨迹的关系(1)电场线不是带电粒子的运动轨迹．(2)同时具备以下条件时运动轨迹与电场线重合：①电场线为直线； ②带电粒子的初速度为零，或初速度沿电场线所在直线；③带电粒子只受电场力，或其他力的合力沿电场线所在直线． (3)只在电场力作用下，以下两种情况带电粒子都做曲线运动，且运动轨迹与电场线不重合：①电场线为曲线； ②电场线为直线时，带电粒子有初速度且与电场线不共线．1.(多选)某静电场中的电场线如图1-3-9所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是(  ) A．粒子必定带正电荷 B．粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度C．粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度D．粒子在M点的动能小于它在N点的动能（思考：1.画出轨迹与电场线交点处电场力方向；2.若粒子由N运动到M,哪点动能大？）2.如图1-3-10所示，实线为三条方向未知的电场线，从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如图中的虚线所示(a、b只受电场力作用)，则(  )A．a一定带正电，b一定带负电B．电场力对a做正功，对b做负