第1章 第3节 电场及其描述-2021-2022学年高中物理选修3-1【名师导航】同步Word教参(鲁科版)

第3节　电场及其描述 [学习目标]　1.初步了解电场的概念，知道电荷间的相互作用力是通过电场发生的。(物理观念)2.理解电场强度的意义，并能根据公式进行有关的计算。(科学思维)3.知道电场线是如何描述电场的强弱和方向的，掌握几种典型电场的电场线分布情况。(科学方法) 一、电场及电场力 1．电场 传递电荷相互作用的物质，电场是物质存在的一种形式。 2．电场力 电场对于处在其中的电荷的作用力。 二、电场强度 1．场源电荷和试探电荷：电场最明显的特征就是对置入其中的电荷有力的作用，激发电场的电荷被称为场源电荷或源电荷，检验电场是否存在或强弱分布的电荷称为试探电荷或检验电荷。 2．电场强度 (1)定义：在物理学中，把放入电场中某点的电荷所受电场力与它的电荷量的比值叫作电场强度，简称场强，用字母E表示。 (2)公式：E＝。 (3)方向：与正电荷在该点所受电场力的方向相同。 (4)单位：牛/库，符号：N/C。 (5)物理意义：描述电场的力的性质的物理量，反映了电场的强弱。 三、点电荷的电场与匀强电场 1．真空中点电荷的电场强度 (1)大小 (2)方向 若Q为正电荷，场强方向沿Q和该点的连线指向该点；若Q为负电荷，场强方向沿Q和该点的连线指向Q。 2．匀强电场 电场中各点的电场强度大小和方向都相同的电场。 四、电场线 1．电场线 是用来形象直观地描述电场的曲线，曲线上任一点的切线方向表示该点的电场强度的方向。 2．几种常见电场的电场线 (1)熟记五种特殊电场的电场线分布，如图所示。 (2)电场线的特点 ①电场线是为了形象描述电场而假想的线，实际并不存在。 ②任意两条电场线不相交。 ③电场线的疏密程度表示电场的强弱；电场线上某点的切线方向表示该点电场的方向。 ④电场线总是起自正电荷(或无穷远处)，止于无穷远处(或负电荷)。即电场线不闭合，在无电荷处不中断。 ⑤电场线不表示电荷在电场中运动的轨迹。 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电场看不见、摸不着，是一种特殊物质，而电场线是人为画出的，实际是不存在的。 (√) (2)电场对放入其中的任何电荷都有力的作用。 (√) (3)公式E＝是电场强度的比值定义式，适用于一切电场。 (√) (4)根据E＝k，点电荷的电场强度与场源电荷Q成正比，与距离r的平方成反比。 (√) (5)E＝适用于计算一切电场中的电场强度。 (×) [提示]　E＝适用于真空中点电荷。 (6)电场线的疏密表示场强的大小，没画电场线的地方，场强为零。 (×) [提示]　电场存在于电荷周围的空间，没画电场线的地方也有电场。 2．(多选)关于电场，下列说法中正确的是 (　　) A．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场 B．电场是一种物质，它与其他物质一样，不依赖我们的感觉而客观存在 C．电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的性质是对放在其中的电荷有力的作用 D．电场只能存在于真空中和空气中，不可能存在于物体中 ABC　[电荷周围存在着电场，电场对电荷有力的作用，电荷之间的相互作用就是通过电场而产生的，A、C正确；电场是一种特殊的物质，在真空中、导体中都能存在，B正确，D错误。] 3．如图所示，各电场中A、B两点电场强度相同的是(　　) A　　 　B　　　C　 　D C　[A图中，A、B两点场强大小相等，方向不同；B图中，A、B两点场强的方向相同，但大小不等；C图中是匀强电场，则A、B两点场强大小、方向都相同；D图中A、B两点场强大小、方向均不相同。故选项C正确。] 电场强度的理解 1.电场强度的理解 (1)电场强度是描述电场的力的性质的物理量。 (2)电场强度由电场本身决定，与放入其中的试探电荷无关。 2．电场强度的性质 (1)矢量性：电场强度不仅有大小，而且有方向，是矢量。电场中某点的电场强度的方向规定为：与正电荷在该点所受的静电力的方向相同。 (2)唯一性：电场中某点的电场强度是唯一的，是由电场本身的性质即形成电场的场源电荷与空间位置决定的。电场中某点的电场强度，既与该点试探电荷的电荷量q无关，也与该点试探电荷的受力无关。即使无试探电荷存在，该点的电场强度依然存在。 (3)叠加性：若在某一空间中有多个电荷，则空间中某点的电场强度等于所有电荷在该点产生的电场强度的矢量和。 【例1】　真空中O点放一个点电荷Q＝＋1.0×10－9 C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30 cm，M点放一个点电荷q＝－1.0×10－10 C，如图所示。求： (1)q在M点受到的作用力； (2)M点的场强； (3)拿走q后M点的场强。 思路点拨：①根据公式F＝求电场力。 ②根据公式E＝计算电场强度。 [解析]　(1)电场是一种物质，电荷q在电场中M点所受的作用力是电荷Q通过它的电场对q的作用力，根据库仑定