第一章 第三节 电场 电场强度（Word教师用书）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册（粤教版2019）

第三节　电场　电场强度 课程内容要求 核心素养提炼 1.知道电场是一种物质 2．了解电场强度，体会用物理量之比定义新物理量的方法 3．会用电场线描述电场 1.物理观念：知道电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质，知道电场强度的定义及物理意义，知道电场线的概念及特点 2．科学思维：通过电荷在电场中所受静电力研究静电力的性质，领略理想模型法、比值法、类比法等物理学研究方法 3．科学探究：了解如何用电场线描述电场．体会形象描述电场强度的方法 4．科学态度与责任：经历电场从提出到被证明是客观存在物质的过程，学习科学家严谨的科学态度 [对应学生用书P12] 一、电场 1．电场：在电荷的周围存在着由它产生的电场．电场是在电荷周围客观存在的．场和实物是物质存在的两种不同形式． 2．电场的性质：一个电荷对其他电荷的作用力是通过电场给予的，电场对放入其中的电荷有力的作用． 3．静电场：静止场源电荷在其周围产生的电场． [思考] 弹力和摩擦力都是在两个物体互相接触的情况下产生的．而两个带电体没有接触，就可以发生静电力的作用．如图所示，带电橡胶棒与水流没有接触，就可以发生静电力的作用．那么，它们之间的相互作用是通过什么发生的？ 提示　电场 二、电场强度 1．试探电荷(检验电荷)：放入电场中探测电场性质的电荷，是研究电场的工具． 2．场源电荷(源电荷)：产生电场的电荷，是电场的来源． 3．电场强度 (1)定义：放入电场某点处的试探电荷受到的电场力F与它的电量q之比． (2)物理意义：表示电场的力的性质的物理量，反映电场的强弱． (3)定义式：E＝. (4)单位：牛顿每库仑，符号为N/C. (5)矢量性：电场强度的方向与正电荷在该点受到的电场力的方向相同． [思考] 把同一试探电荷放在电场中的不同位置，由图可知，该试探电荷在不同点所受电场力的大小和方向不相同，这说明各点电场的强弱和方向不相同． (1)用什么物理量表征电场的强弱？如何定义这个物理量？ (2)同一位置，放不同试探电荷，试探电荷受力越大，则该位置场强越强吗？ 提示　(1)电场强度，可以通过试探电荷受力来定义． (2)不是，场强大小与试探电荷无关． 三、点电荷的电场 1．真空中点电荷的场强 (1)大小：E＝k. (2)方向：Q为正电荷时，某点的电场强度E的方向沿Q与该点的连线向外；Q为负电荷时，某点的电场强度E的方向沿Q与该点的连线向内． 2．电场强度叠加原理：如果在空间中同时存在多个点电荷，这时在空间某一点的场强等于各点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和． [判断] (1)由E＝知，在以Q为球心、r为半径的球面上，各处场强相同．(×) (2)若空间中只有两个点电荷，则该空间内某点的电场强度等于这两个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和．(√) 四、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． 2．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)同一幅图中，场强越大的地方，电场线越密；场强越小的地方，电场线越疏．电场线的疏密程度反映了场强的相对大小． (3)任意两条电场线都不相交，这是因为电场中每一点处的场强只能有一个确定的方向． (4)电场线上任一点顺着电场线的切线方向表示该点电场强度的方向． (5)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． 3．匀强电场 (1)定义：两场相同、正对放置的平行金属板，若板间距离很小，当它们分别带有等量的异种电荷时，板间的电场(除边缘附近)． (2)匀强电场的电场线：间隔距离相等的平行直线． [判断] (1)在相邻两条电场线之间没画电场线的地方也有电场．(√) (2)同一电场中的两条电场线可以相交．(×) (3)电场线既可以描述电场强度的方向，也可以形象地描述电场强弱．(√) [对应学生用书P14] 探究点一　对电场强度的理解 如图，＋Q为场源电荷．在＋Q周围的A点放置一试探电荷－q，思考以下问题： (1)怎样确定A点电场强度的大小和方向？ (2)将A点的试探电荷换为＋2q，则A点的电场强度大小和方向是否改变？试探电荷受到的静电力怎样变化？ 提示　(1)试探电荷所受静电力大小为FA，则电场强度的大小EA＝；电场强度的方向与负电荷在该点所受的静电力的方向相反． (2)A点电场强度大小和方向不变．静电力大小变为FA′＝2qEA.静电力方向变为向右． 1．公式E＝与E＝的区别 公式 E＝ E＝ 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的意义 q表示引入电场的试探电荷的电荷量 Q表示产生电场的点电荷的电荷量 关系理解