1.3 电场 电场强度（word教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理必修3（粤教版）

第三节　电场　电场强度 学习目标 素养提炼 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。 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。 物理观念：电场、电场强度、电场线、匀强电场。 科学思维：比值定义法、点电荷场强的计算式、电场强度的叠加原理。 科学探究：模拟电场线。 授课提示：对应学生用书第7页 一、电场 1．概念：凡是有电荷的地方，在它周围就存在电场。场是物质存在的一种形式。 2．基本性质：对放入其中的电荷有作用力。电荷之间的相互作用是通过电场发生的。 3．静电场：静止场源电荷在其周围产生的电场。 [思考] (1)电场是一种物质，那么场这种物质和实物的差别在哪里？ (2)电场的基本性质是什么？如何去探究电场的这种性质？ 提示：(1)实物所占据的空间不能再为另一实物所占据，但几个场可以同时占据同一个空间，电场虽然看不见、摸不着，但它是客观存在的一种物质。 (2)电场对放入其中的电荷有力的作用。可在电场中放一试探电荷，通过分析试探电荷的受力研究电场性质。 二、电场强度 1．两种不同功能的电荷 (1)试探电荷：放入电场中探测电场性质的电荷，电荷量和体积都足够小。 (2)场源电荷：产生电场的电荷。 2．电场强度 (1)概念：放入电场某点的试探电荷受到的电场力F与它的电量q之比。用符号E表示。 (2)定义式及单位：E＝，单位是牛顿每库仑，符号为N/C。 (3)矢量性：电场强度是矢量，物理学中规定，电场中某点的场强的方向与正电荷在该点受到的电场力的方向相同。 [判断正误] (1)根据电场强度的定义式E＝，可知E与F成正比，与q成反比。(×) (2)在电场中某点放入试探电荷的电荷量减半，则该点的电场强度也减半。(×) (3)电场中某点的电场强度方向与正电荷受力方向相同，当该点放置负电荷时，电荷受力方向反向，则该点电场强度方向也反向。(×) (4)P点的电场强度越大，则同一电荷在P点所受静电力越大。(√) 三、点电荷的电场 1．真空中点电荷的场强 (1)场强公式：E＝k，其中k是静电力常量，Q是场源电荷自身的电量。 (2)方向：如果以Q为中心作一个球面，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。 2．电场强度叠加 如果空间中同时存在多个点电荷，这时在空间中某一点的场强等于各个点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。 [判断正误] (1)以点电荷为球心的球面上各点场强处处相同。(×) (2)由E＝知，E与Q成正比，而与r2成反比。(√) (3)由E＝知，在以Q为球心、r为半径的球面上，各处场强大小相等，但方向不同。(√) (4)若空间有两个点电荷，则该空间某点的场强等于这两个点电荷产生场强的代数和。(×) 四、电场线 1．电场线 (1)电场线：在电场中画出一系列有方向的曲线，使曲线上每一点的切线方向都和该处的场强方向一致，这样的曲线就叫作电场线。 (2)几种特殊的电场线分布，如图所示。 (3)电场线的特点 ①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷。 ②同一电场的电场线在电场中不相交。 ③在同一电场中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏。 2．匀强电场 (1)定义：各点场强大小和方向都相同的电场叫作匀强电场。 (2)特点：①电场方向处处相同，电场线是平行直线。 ②电场强度大小处处相等，电场线间隔相等。 [思考] (1)有同学认为，A点在如图所示的两条电场线之间，由于无电场线故A点无电场。你认为对吗？ (2)为什么电场中电场线不会相交？ 提示：(1)不对，电场线是人们为形象研究电场，人为画出的一些线，在电场中任何区域均可画电场线。 (2)如果电场中电场线相交，在交点处有两个“切线方向”，就会得出电场中同一点电场方向不唯一的错误结论。 授课提示：对应学生用书第9页 要点一　对电场和电场强度的理解 判断，是不是只有试探电荷q存在时，电场才存在？　(1)根据电场强度的定义式E＝ (2)在空间中有一电场，把一带电荷量为q的试探电荷放在电场中的A点所受的电场力为F。电场中A点的电场强度EA为多大？ (3)将电荷量为2q的试探电荷放在电场中的A点所受的电场力为多大？此时A点的电场强度EA′为多大？ 提示：(1)不是，电场是由场源电荷产生的，与试探电荷的存在与否没有关系。 (2)EA＝。 (3)2F　 1．电场强度的两个性质 (1)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，