第九章 静电场及其应用 3 电场　电场强度-2022-2023学年新教材高中物理必修第三册【金版教程】创新导学案课件PPT（人教版）

静电场及其应用 第九章 3．电场　电场强度 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。 课前自主学习 特殊物质 力 电场 静止 电荷量 体积 激发电场 试探 电荷量 牛每库 正 相等 沿半径向外 沿半径向内 矢量 方向 电场强度 疏密 密 疏 无限远 负电荷 不相交 方向 相等 相同 间隔相等 1．想一想 图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条电场线上有A、B两点，那么A、B两点的场强方向和大小是否相同？ 提示：A、B两点的场强方向相同，都沿着电场线向右。由于题图中仅画出一条电场线，无法确定A、B附近电场线的分布情况，故无法确定A、B两点的场强大小。 提示 × × × √ 课堂探究评价 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：如图甲所示，电荷Q和q之间不接触就有力的作用，为什么？ 提示：电荷之间的相互作用并不需要直接接触，近代物理学的理论和实验证实电荷的周围存在着由它产生的电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。 活动2：如图乙所示，保持场源电荷Q的位置和电荷量不变，试探电荷q在A点时距离Q比在B点时近，受到的静电力也较大；在C、D、E点时与在A点时到Q的距离相同，但是受到的力的方向不同，这些说明什么？ 提示：说明场源电荷Q产生的电场在不同的位置强弱和方向不同。 提示 活动3：如图丙所示，保持场源电荷Q的位置和电荷量不变，保持试探电荷的位置和电性不变，使电荷量分别为q、2q、3q，发现受力大小分别为F、2F、3F，方向不变，这说明什么？ 活动4：如图丁所示，保持场源电荷Q的位置和电荷量不变，试探电荷的电荷量和到场源电荷Q的距离不变，但电性分别为正、负，发现受到的力的方向相反，可以得出什么？ 提示 1．对电场的理解 (1)电荷周围存在电场，电场是能传递电荷间相互作用力的一种客观存在的特殊物质。 (2)电场对放入其中的电荷存在着作用力。 例1　点电荷Q产生的电场中有一A点，现在在A点放上一电荷量为q＝＋2×10－8 C的试探电荷，它受到的静电力为7.2×10－5 N，方向水平向左，则： (1)点电荷Q在A点产生电场的场强大小为E＝______________，方向___________。 (2)若在A点换上另一电荷量为q′＝－4×10－8 C的试探电荷，此时点电荷Q在A点产生的场强大小为E＝_________________。该试探电荷受到的静电力大小为______________，方向___________。 水平向左 水平向右 (2)空间中某点的电场强度E与试探电荷有关吗？ 提示：E与试探电荷无关(E不变)。 (3)静电力如何计算？ 提示：静电力可由F＝qE求得。 规范解答 　 对静电力的理解 (1)电荷处在电场中一定受到静电力的作用。 (2)静电力的大小由E与q共同决定(F＝Eq)。 (3)正电荷所受静电力的方向与电场强度的方向相同，负电荷所受静电力的方向与电场强度的方向相反。 [变式训练1]　(多选)如图是电场中某点的电场强度E及所受静电力F与放在该点处的试探电荷所带电荷量q之间的函数关系图像，其中正确的是(　　) 解析　电场中某点的电场强度与试探电荷无关，A正确，B错误；由F＝qE可知，F­q图线为过原点的倾斜直线，D正确，C错误。 答案 解析 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：正的试探电荷在正的点电荷附近受到的静电力方向是什么？ 提示：根据电荷间的相互作用规律，正的试探电荷所受的静电力从正点电荷指向正的试探电荷。 活动2：正的试探电荷在负的点电荷附近受到的静电力方向是什么？ 提示：从正的试探电荷指向负点电荷。 活动3：正的试探电荷受到的场源点电荷的静电力的大小如何求解？与什么有关？ 提示：由库仑定律可得；与试探电荷的电荷量、场源点电荷的电荷量、试探电荷到场源点电荷的距离均有关。 提示 活动4：点电荷在某点产生的电场的电场强度与什么有关？如何可以得出真空中静止的点电荷的电场强度的表达式？ 提示 活动5：如图丙所示，我们知道，两个或两个以上的点电荷对某一个点电荷的静电力，等于各点电荷单独对这个点电荷的静电力的矢量和。由此可以推知什么？ 提示：如果场源是多个点电荷，则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。 提示 例2　如图所示，在真空中有两个点电荷Q1＝＋3.0×10－8 C和Q2＝－3.0×10－8 C，它们相距r＝0.1 m。A点与两个点电荷的距离均为r。求电