9.3电场 电场强度（学案）-【高效课堂】2022-2023学年高二物理同步备课精讲练（人教版2019必修第三册）

9.3 电场 电场强度 学习目标： （1）知道电场是电荷产生的特殊物质，具有力和能的性质 （2）理解电场强度的定义、单位、矢量性及叠加性 （3）掌握场强定义式及决定式，并会使用 （4）理解电场线的概念、特点。掌握常见电场线的分布 （5）掌握电荷正负、电场力方向、电场强度方向、电场线方向及粒子运动轨迹，几者之间的关系 （6）知道等量同号（异号）点电荷电场场强特点；会利用割补法求场强 1.新课导入 通过上节课的学习。我们知道：两电荷之间有库仑力的作用。和我们学过的重力（万有引力）一样，同属于非接触力。那么它们的相互作用力通过什么产生的呢？ 2.电场 电场：电荷周围存在的一种特殊物质。 基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。因此电荷之间的相互作用是通过电场发生的。 静止的电荷产生的电场是静电场。 电场看不见，摸不着，但客观存在，是一种特殊物质。并非由分子、原子组成。且和一般的物质一样，也具有力和能量的性质。 随堂联系 1．（电场）（多选）关于电场，下列说法正确的是（     ） A．电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用 B．电场是电荷周围空间实际存在的物质 C．电场只是一个理想模型，实际上并不存在 D．电荷间的相互作用不是通过电场产生的 【答案】AB 【解析】电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用，正是这一作用使电场成为传递电场力的媒介，故A正确，D错误；电场是电荷周围空间实际存在的物质，故B正确，C错误。 3.场源电荷与试探电荷 库仑定律可知，将电荷B移动至B′，所受库仑力将增大，而这个力通过电场产生，可以推出，电场各处的强度是不同的。 因电荷B同样会产生电场，为了区分，我们将A定义为场源电荷：激发或产生我们正在研究的电场的电荷，是电场的来源。 将B定义为试探电荷(检验电荷)：是用来检验电场是否存在，及电场强弱分布情况的电荷（q），是研究电场的工具。 检验电荷作为工具，为了减少其对我们所研究的场的影响，且能看成点电荷，要求检验电荷电量少，体积小。 4.电场强度的定义式与决定式 电场中某一点的电场强度(E)，等于试探电荷受到的静电力(FAB)跟它的电荷量(q)的比值。 定义式：；单位：N/C 将定义式中的库仑力F用库仑定律表示，则有 由上式可见，场强E与放入其中的试探电荷（q）无关。由电场本身决定。 电场说：检验电荷你来或不来，我一直在那，不增不减。 公式 本质区别 定义式 决定式 适用范围 一切电场 真空中点电荷的电场 Q或q的意义 q表示引入电场的(试探检验)电荷的电荷量 Q表示产生电场的点电荷(场源电荷)的电荷量 5.电场强度的矢量性 规定某点电场强度的方向与正电荷（指检验电荷q）在该点所受的静电力的方向相同。与负电荷在该点所受的静电力的方向相反。 画出图中剩余的库仑力及场强方向关系 可看出：电场强度的方向与检验电荷无关 计算电场中某一点的电场强度大小，判断该点的电场强度方向，都用到了检验电荷。但场强大小、方向均与检验电荷无关。 场源一定的情况下，其电场中某点电场强度的大小及方向是有唯一性的。 随堂联系 2．（场强大小、矢量性）当在电场中某点放入电量为q的正试探电荷时，测得该点的场强为E，若在同一点放入q′=2q电量的负试探电荷时，该点的场强（　　） A．大小为2E，方向与E相同 B．大小为2E，方向与E相反 C．大小为E，方向与E相同 D．大小为E，方向与E相反 【答案】C 【解析】电场强度由电场本身决定，与放入的试探电荷无关，故选C 随堂联系 3．（定义式、决定式）（多选）式①和式②分别为场强大小的定义式和点电荷场强大小的表达式。下列说法错误的是（　　） A．式①和式②都只对点电荷产生的场成立 B．式②中E是某电场的场强大小，q是场源电荷 C．式①中F是放入某电场中的电荷所受的力，q是产生这电场的电荷 D．式①中的E是式中的电荷q所产生的电场的场强，式②中的E是式中的电荷q产生的电场的场强 【答案】ACD 【解析】式①对所有电场都成立，故A错误；式②中E是某电场的场强大小，q是场源电荷，故B正确；式①中F是放入电场的电荷所受的力，q是放入电场的电荷所带的电量，故C错误；式①中E是电荷q所在电场的场强大小，E与q无关；式②中E是电荷q产生的电场的场强，故D错误。 6.电场强度的叠加性 如果场源电荷是多个点电荷，则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矢量和。 随堂联系 4.（叠加性）如图所示，一半径为r的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为r，在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷。已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)(　　) A. B. C