第1章 第3节 电场强度-2021-2022学年高中物理选修3-1【名师导航】同步Word教参(粤教版)

第三节　电场强度 [学习目标]　1.[物理观念]知道电荷间的相互作用是通过电场发生的．　2.[物理观念]理解电场强度、掌握电场强度的矢量性．(重点、难点)　3.[科学思维]掌握电场的叠加原理．(难点)　4.[科学思维]知道常见的几种电场．理解电场线及特点．(重点) 一、电场 1．电场：电荷周围存在电场，电荷之间的相互作用力是通过电场传递的．静止的电荷周围存在的电场，即静电场． 2．基本性质：对放入其中的电荷有作用力． 二、电场的描述 1．试探电荷：电量和线度足够小的电荷，放入电场后不影响原电场的分布． 2．电场强度 (1)定义：放入电场中某点的点电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值．简称场强，用字母E表示． (2)公式：E＝. (3)单位：牛/库仑，符号：N/C. (4)方向：跟正电荷在该点所受力的方向相同或跟负电荷在该点所受力的方向相反． 3．匀强电场：电场中各点的电场强度的大小和方向都相同的电场． 4．点电荷的电场 (1)公式：E＝k． (2)含义：点电荷Q的电场中任意点的电场强度的大小，与点电荷的电荷量成正比，与该点到点电荷距离的平方成反比． 5．电场的叠加原理：若空间同时存在多个点电荷，在空间某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． 三、电场线 1．电场线：用来形象直观地描述电场的曲线，曲线上每一点的切线方向都和该处的场强方向一致． 2．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)电场线的疏密反映了电场的强弱． (4)电场线从正电荷或无穷远出发，延伸到无穷远或到负电荷终止． (5)匀强电场的电场线是间隔距离相等的平行直线． 1．正误判断 (1)电场是人们为了解释电荷间的作用力，人为创造的，并不是真实存在的． (×) (2)根据E＝k，点电荷电场强度与场源电荷Q成正比，与距离r的平方成反比． (√) (3)根据点电荷电场线分布，可以确定以点电荷为圆心的圆上各点电场强度相同． (×) (4)电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线． (√) 2．A为已知电场中的一固定点，在A点放一电荷量为q的试探电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则(　　) A．若在A点换上－q，A点场强方向发生变化 B．若在A点换上电荷量为2q的试探电荷，A点的场强将变为2E C．若在A点移去电荷q，A点的场强变为零 D．A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关 D　[电场强度E＝是通过比值定义法得出的，其大小及方向与试探电荷无关；故放入任何电荷时电场强度的方向和大小均不变，故选项A、B、C错误，D正确．] 3．(多选)关于电场线的特征，下列说法中正确的是(　　) A．如果某空间中的电场线是曲线，那么在同一条电场线上各处的场强不相同 B．如果某空间中的电场线是直线，那么在同一条电场线上各处的场强相同 C．如果空间中只存在一个孤立的点电荷，那么这个空间中的任意两条电场线不相交；如果空间中存在两个以上的点电荷，那么这个空间中有许多电场线相交 D．电场中任意两条电场线都不相交 AD　[如果电场线是曲线，那么这条曲线上各点的切线方向表示在该点的场强方向，故曲线上各点的场强方向不同，A选项正确；在电场中任何一点的场强是唯一确定的，两条电场线如果相交，则交点有两个切线方向，该点场强就不再唯一，故D选项正确．] 电场强度的理解及叠加 1．公式E＝和E＝k的比较 公式 E＝ E＝k 本质区别 定义式 决定式 意义及用途 给出了一种量度电场强弱的方法 指明了点电荷场强大小的决定因素 适用范围 一切电场 真空中点电荷的电场 Q或q意义 q表示引入电场的检验(或试探)电荷的电荷量 Q表示产生电场的点电荷的电荷量 关系理解 E用F与q的比值来表示，但E的大小与F、q大小无关 E不仅用Q、r来表示，且E∝Q，E∝ 2.计算电场强度的几种方法 方法 适用情况 用定义式E＝求解 常用于涉及试探电荷或带电体的受力情况 用E＝k求解 仅适用于真空中的点电荷产生的电场 利用叠加原理求解 常用于涉及空间的电场是由多个电荷共同产生的情景 【例1】　如图所示，真空中，带电荷量分别为＋Q和－Q的点电荷A、B相距r，求： (1)两点电荷连线的中点O的场强？ (2)在两电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的P点的场强？ [解析]　(1)如图所示，A、B两点电荷在O点产生的场强方向相同，由A→B. A、B两点电荷在O点产生的电场强度： EA＝EB＝＝. 故O点的合场强为EO＝2EA＝，方向由A→B. (2)如图所示，E′A＝E′B＝，由矢量图所形成的等边三角形可知，P点的合场强EP＝E′A＝E′B＝，方向与A、B的中垂线垂直，即EP与EO同向