内容正文:
物理·必修第三册
教材梳理预新知
知识探究释疑惑
课时作业提能力
随堂自测夯基础
第3节 电场 电场强度
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知识导图
学科素养
物理观念:知道电场强度的概念、定义式
科学思维:理解点电荷的电场强度及电场叠加原理会进行相关的计算
科学探究:领会利用实验来模拟电场线的分布
科学态度与责任:体会电场的客观性与电场线的模拟性,激发学习物理的求知欲
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[知识梳理]
一、电场
1.电场的产生:电荷在其周围产生 电场 ,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 力的作用 .
3.电荷间的相互作用:
电荷之间是通过 电场 发生相互作用的.
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二、电场强度
1.试探电荷:为研究源电荷电场的性质而引入的电荷量和 体积 都很小的点电荷.
2.场源电荷: 激发电场 的带电体所带的电荷.
3.电场强度
(1)定义:放入电场中某点的试探电荷所受的 静电力F 跟它的 电荷量q 的比值.
(2)定义式:E= eq \f( F , q ) .
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(3)单位:牛/库(N/C).
(4)方向:电场强度是矢量,电场中某点的电场强度的方向与 正电荷 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的 力 的性质的物理量,与试探电荷受到的静电力大小 无关 .
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三、点电荷的电场 电场强度的叠加
1.点电荷的电场
如图所示, 场源 电荷Q与 试探 电荷q相距为r,则它们之间的库仑力F=keq \f(Qq,r2)=qkeq \f(Q,r2),所以电荷q处的电场强度E=eq \f(F,q)=keq \f(Q,r2).
(1)公式:E= keq \f(Q,r2) .
(2)方向:若Q为 正 电荷,电场强度方向沿Q和该点的连线 背离 Q;若Q为 负 电荷,电场强度方向沿Q和该点的连线 指向 Q.
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2.电场强度的叠加
(1)电场中某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的 矢量和 .这种关系叫作电场强度的 叠加 .
例如,图中P点的电场强度,等于电荷+Q1在该点产生的电场强度E1与电荷-Q2在该点产生的电场强度E2的 矢量和 .
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(2)如图所示,一个半径为R的均匀带电球体(或球壳)在球的外部产生的电场,与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同,即E=keq \f(Q,r2),式中的r是球心到该点的距离(r>R),Q为整个 球体 所带的电荷量.
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四、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 切线方向 表示该点的电场强度方向.
2.特点:
(1)电场线从 正电荷 或 无限远 出发,终止于 无限远 或 负电荷 ,是不闭合曲线.
(2)同一电场的电场线在电场中不 相交 ,这是因为在电场中任意一点的电场强度方向具有唯一性.
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(3)在同一幅图中,电场线的 疏密 反映了电场强度的相对大小,电场线 越密 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 假想 的线.
五、匀强电场
1.定义:电场强度的大小 相等 ,方向 相同 的电场.
2.电场线特点:匀强电场的电场线可以用间隔 相等 的平行线来表示.
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.
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