第一章 第三节 电场 电场强度-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册同步全程学习全书word（粤教版）

第三节　电场　电场强度 [课标引领] 学业质量水平要求 合格性考试 1.知道电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质。 2.掌握电场强度的概念、公式、矢量性及方向的规定。 3.知道电场线,熟记几种常见电场的电场线 选择性考试 1.领悟比值定义法定义物理量的特点。 2.能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷电场强度的计算式,并能进行有关的计算。 3.在进行电场强度叠加等计算时培养综合分析能力和知识的迁移能力 一、电场 　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,就可以产生静电力的作用。那么,电荷之间的相互作用是通过什么产生的? 答案:电场。 1.电场:电荷的周围存在着由它产生的一种特殊物质。电荷之间的相互作用是通过电场产生的。 2.电场的基本性质: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,叫作静电场。 二、电场强度 1.试探电荷与场源电荷 (1)试探电荷:放入电场中探测电场性质的电荷叫作试探电荷。 (2)场源电荷:产生电场的电荷叫作场源电荷。 2.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,叫作电场在该点的电场强度,简称场强。 (2)定义式:E=。 (3)单位:牛顿每库仑,符号为N/C。 (4)方向:电场强度是矢量,电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的电场力的方向相同。 (5)物理意义:电场强度是描述电场的力的性质的物理量,与试探电荷及其受到的电场力大小无关。 三、点电荷的电场　电场强度的叠加 　如图所示,在正点电荷Q的电场中有一试探电荷q放于P点,已知P点到Q的距离为r,Q对q的作用力是多大?Q在P点产生的电场的电场强度是多大?方向如何? 答案:根据库仑定律有F=k,所以Q在P点产生的电场的电场强度为E==k,方向沿QP的连线由Q指向P。 1.点电荷是一种理想化的物理模型。 2.点电荷的电场强度 (1)公式:E=k。 (2)方向:若Q为正电荷,E的方向沿半径向外;若Q为负电荷,E的方向沿半径向内。 3.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。 四、电场线 1.电场线 (1)定义:在电场中画出一系列有方向的曲线,使曲线上每点的切线方向都和该处的场强方向一致。 (2)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,是不闭合曲线。 ②电场线在电场中不相交,因为电场中任意一点的电场强度方向具有唯一性。 ③在同一幅图中,电场线的疏密反映了电场强度的相对大小,电场线越密的地方电场强度越大。 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.匀强电场 (1)定义:电场强度的大小相等、方向相同的电场。 (2)电场线特点:匀强电场的电场线是间隔距离相等的平行直线。 1.判断 (1)以点电荷为球心的球面上各点电场强度处处相同。(　×　) (2)公式E=与E=k中q与Q含义不同。(　√　) (3)在相邻的两条电场线之间没画电场线的地方有电场。(　√　) 2.既然电场用眼睛看不到,也无法用手触摸到,那么怎么能够证明某一空间中存在电场呢?实验能模拟电场线的形状,为什么说电场线不是客观存在的? 答案:可在该空间放入一试探电荷,通过测量其是否受到电场力来检验是否存在电场。电场是一种特殊的物质,无形无体,能够充满它所在的空间,而电场线是用来形象描述电场的工具,所以实验也只能是模拟它的形状,并不能证明电场线是客观存在的。 3.本节我们用来定义电场强度的方法叫比值定义法,想一想:我们还学过哪些用比值定义法定义的物理量?它们有什么共同点? 答案:在物理学中,常常用比值定义法定义物理量,用来表示研究对象的某种性质。例如,用质量m与体积V的比值定义密度ρ,用位移x与时间t的比值定义速度v,等等。这样定义的物理量的共同点是它们不随原有物理量的变化而变化。 探究点一　对电场强度的理解 在电场强度的定义式E=中,我们知道电场强度E与电场力F、电荷量q无关,那么真空中点电荷的电场强度公式E=k中电场强度E与电荷量Q和距离r是否有关? 答案:公式E=k中电场强度E与电荷量Q和距离r都有关。该式是真空中点电荷的电场强度的决定式。 1.对电场强度的理解 (1)电场强度反映了电场的力的性质。 (2)唯一性:电场中某点的电场强度E是唯一的,是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)决定的,与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关。 (3)矢量性:电场强度描述了电场的强弱,是矢量,其方向与在该点的正电荷所受电场力的方向相同,与在该点的负电荷所受电场力的方向相反。 2.电场强度的两个公式的比较 公式 E= E= 本质区别 定义式