第3课 电场强度-【帮课堂】2021-2022学年高二物理同步精品讲义（人教版选修3-1）

第3课 电场强度 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，能应用该原理进行简单计算。 5.理解电场线的概念、特点，了解常见的电场线的分布，知道什么是匀强电场。 核心提炼： 3个概念——电场、电场强度、电场线 2个公式——E＝eq \f(F,q)，E＝eq \f(kQ,r2) 1个方法——比值定义式 1个原理——电场强度叠加原理 知识点01 电场 (1)任何带电体周围产生的一种特殊物质。电场看不见，又摸不着，怎样去认识它、研究它？ 动手实验：利用手中的塑料笔使其摩擦带电，并让其靠近悬挂的铜丝。 现象：塑料笔吸引铜丝，铜丝偏角可达到60度。 （2）基本性质：电场能对处在其中的电荷有力的作用， 知识点02 电场强度 （1）试探电荷： （2）定义：物理学中把放入电场中某一点的检验电荷受到的电场力与它的电量的比值叫做这一点的电场强度。简称场强。 ①定义式： 　　（适用于任何电场） ②比值定义法：ρ=m/v v=s/t 提示分析ρ与m，v的关系，总结出:电场中某一点的场强与场源电荷的带电量有关， 与场中的位置有关，而与检验电荷无关。 ③物理意义：描述某点电场的强弱和方向， ④单位：　 牛/库（N/C） ⑤矢量性：我们规定电场中某点的场强方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同，那么负电荷所受电场力的方向与电场强度方向相反。(做图演示) 知道某点电场强度，有何用途呢？比如F=E·q说明了什么？已知E，马上可确定点电荷受力了。 （3）真空中点电荷的电场强度： （设场源电荷+Q，试探q，在r处，由库仑定律F= ∵E= ） ①表达式：E= 画图，该A处，正试探电荷q受力背离连线向外，（再举例-q的试探电荷）总结得出： ②方向：正点电荷在各点处电场强度方向都是背离场源电荷向外。么所有物体都是很紧密的物质，但事实不是这样） （负电荷给学生讨论总结出来。） ③ 大小与Q和r有关。 说明：公式E=kQ/r2中的Q是场源电荷的电量，r是场中某点到场源电荷的距离．从而使学生理解：空间某点的场强是由产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离决定的，与检验电荷无关． 提出问题：如果空间中有几个点电荷同时存在，此时各点的场强是怎样的呢？带领学生由检验电荷所受电场力具有的叠加性，分析出电场的叠加原理． （4）电场强度的叠加原理：某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和． 知识点03 电场线 电场线在每一点的切线方向表示该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的大小。 （用计算机展示几种典型电场线的分布图，并介绍它们的特点） 实验模拟几种典型的电场线。 归纳：大家要特别注意一个问题：我们虽然可以用实验模拟电场线的分布，但是，电场线并不是电场中真实存在的曲线，它只是我们为了形象地描述电场而引入的。大家知道，法拉第首先提出了电场，并用电场线形象地描述电场的分布，这在物理学中是非常重要的。虽然法拉第当时认为电场线是真实的曲线，这是不对的，但是，法拉第的场线思想却是非常宝贵的。用场线来形象地描绘矢量场的分布这种方法一直被普遍地采用着。 知识点04 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。 【知识拓展】 考点一、电场、电场强度 1.电场 (1)概念：存在于电荷周围的一种特殊的物质，由电荷产生。场和实物是物质存在的两种不同形式。 (2)基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。电荷之间通过电场相互作用。 图1 (3)静电场：静止电荷产生的电场。 2.电场强度 (1)场源电荷和试探电荷 场源电荷是激发或产生我们正在研究的电场的电荷。试探电荷是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷。 (2)电场强度 ①定义：放入电场中某点的点电荷所受静电力与它的电荷量的比值叫做该点的电场强度，简称场强。 ②物理意义：表示电场的强弱和方向。 ③定义式：E＝eq \f(F,q)，单位为牛(顿)每库(仑)，符号为N/C。 ④方向：电场强度的方向与正电荷所受静电力的方向相同，与负电荷所受静电力的方向相反。 思维拓展 (1)由于E＝eq \f(F,q)，所以有人说电场强度的大小与放入的试探电荷受到的力F成正比，与电荷量q的大小成反比，你认为这种说法正确吗？为什么？ (2)这里定义电场强度的方法叫比值定义法，你还学过哪些用比值定义的物理量？它们都有什么共同点？ 答案　(1)不正确。电场中某点的电场强度E是唯一的，由电场本身决定，与是否放入试探电荷以及放入试探电荷的正负、电荷量的大小无关。 (2)如加速度a＝eq \f(Δv,Δt)，密度ρ＝eq \f(M,V)等。