1.3 静电场 电场强度和电场线（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（教科版2019）

第3节　静电场　电场强度和电场线 课程内容要求 核心素养提炼 1．知道电荷间的相互作用是通过电场实现的．知道场是物质存在的一种形态． 2．体会用比值定义物理量的方法，理解电场强度的定义式、单位与方向． 3．能推导点电荷的电场强度公式，并能进行有关的计算．知道电场强度的叠加原理，并能用这一原理进行简单的计算． 4．知道电场线的定义和特点，会用电场线描述电场强度的大小和方向． 1．物理观念：电场、电场强度、电场线． 2．科学思维：对电场强度的理解，用比值法定义电场强度，用电场线描述电场的方法． [对应学生用书P10] 1．静电场 (1)电场：在电荷的周围存在着由它产生的电场．场和由实物粒子构成的物质一样，存在着相互作用，并且都具有能量． (2)电场力：电场对电荷的作用力． (3)静电场：静止电荷周围产生的电场． 2．电场强度 (1)检验电荷：在电场中引入一个检验电荷，这个电荷的电荷量要充分小，放入电场之后不改变产生电场的带电体上的电荷分布，即不影响原电场的分布；体积要充分小，可视为点电荷，在电场中的位置可以准确描述． (2)电场强度 ①定义：任何带电体所产生的电场，在某一位置的检验电荷所受电场力F与它所带的电荷量q的比． ②物理意义：表征电场性质的物理量，反映电场中不同位置场的强弱． 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所受电场力的方向相同． [判断](对的画“√”，错的画“×”) (1)根据电场强度的定义式E＝，可知E与F成正比，与q成反比．(×) (2)电场中某点的电场强度与正电荷在该点受力的方向相同，当在该点放置负电荷时，负电荷受力的方向与正电荷的相反，则该点电场强度方向也与放置正电荷时的方向相反.(×) 1．电场线：电场线是一条条有方向的曲线．曲线上每一点的切线方向都与该点的电场强度的方向一致． 2．电场线的特点 (1)在静电场中，电场线起始于正电荷，终止于负电荷或无穷远处，或者起始于无穷远处，终止于负电荷． (2)在没有电荷的地方，电场线不能中断，任意两条电场线不能相交． (3)电场线的疏密反映了不同位置场强的大小．电场强度较大的地方，电场线较密；电场强度较小的地方，电场线较疏． (4)电场线上任一点顺着电场线的切线方向，就表示该点电场强度的方向． (5)电场线不是实际存在的曲线，是为了形象描述电场而假想的． 3．匀强电场 (1)定义：各点电场强度的大小和方向都相同的电场． (2)匀强电场的电场线：相互平行且均匀分布的电场线． [思考] 根据下图所示的电场线回答下列问题． (1)A、B两点电场强度的方向是否相同？ (2)A、B两点中，哪一点的电场强度更大？ 提示　(1)相同．　(2)B点更大． [对应学生用书P12] 探究点一　对电场强度的理解 如图所示，＋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？ 提示　试探电荷所受电场力大小为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电场力的方向相反． (2)若将A点的试探电荷换为＋2q，则A点处电场强度的大小和方向是否改变？试探电荷受到的电场力怎样变化？ 提示　A点电场强度的大小和方向不变．电场力大小变为FA′＝2qEA．电场力方向变为向右． 1．E＝中，q代表试探电荷的电荷量，但电场强度E是由电场本身(即场源电荷与位置)决定的，与试探电荷的正负、电荷量的大小、受到的电场力无关，试探电荷在这里只是充当了定义电场强度的一个工具． 2．E＝是用比值定义法定义的物理量，不能说E∝F或E∝. 在电场中某点放一试探电荷，其电荷量为q，若试探电荷受到的静电力为F，则该点的电场强度为E＝.下列说法正确的是(　　) A．若移去试探电荷q，则该点的电场强度变为0 B．若在该点放一个电荷量为2q的试探电荷，则该点的电场强度为 C．若在该点放一个电荷量为－2q的试探电荷，则该点的电场强度大小仍为E，但电场强度的方向与原来相反 D．若在该点放一个电荷量为－的试探电荷，则该点的电场强度的大小仍为E，电场强度的方向仍是原来的电场强度的方向 D　[电场对处于其中的电荷施加静电力的作用是电场的基本性质，为了反映电场的这一性质，引入了电场强度E这一物理量．而试探电荷的引入仅仅是用来探究这一特性，因此电场强度的大小和方向与试探电荷存在与否无关，它是由激发电场的源电荷以及在电场中各点的位置决定的，与该点有无试探电荷、试探电荷电荷量的多少、电性均无关，D正确．] [题后总结]　试探电荷在定义电场强度的过程中仅仅扮演了一个工具的角色，通过它可以计算和反映出电场强度的大小和方向，但电场强度是由电场本身决定的，与试探电荷无关． [训练1]　在电场中A点放一检验电荷