9.3电场 电场强度 讲义-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第九章静电场及其应用 3、电场电场强度 一、引入新课： 情景1：起电机使人体带电后，人的头发会竖起散开。 问题1：为什么会出现这样的现象？你知道出现这一现象的原因吗？ 情景2：悬挂的小球偏离平衡位置。 问题2：带电大球C和带电小球之间的相互作用是如何发生的？ 引导学生思考： 头发丝散开是不是受到力的作用？为什么受到力的作用，是不是有特殊物质存在？受什么物质？ 情景3：同一电荷在电场中不同点受力不同。 问题3:为什么受力不同？ 引导学生思考： 不同点受力不同，所受的力与在电场中的位置有关。 情景4：不同电荷在电场同一点受力不同。带电量的1C电荷受力F，带电量的2C电荷受力2F，带电量的3C电荷受力3F. 问题4：受力不同，思考一下有什么共同特点？ 引导学生思考： 不同电荷受力不同，但力与电荷量的比值相同，引入电场强度的定义。 情景5：点电荷是最简单的场源电荷，在点电荷形成的电场中放入一个试探电荷。 问题5：点电荷形成的电场场强如何？ 引导学生思考： 根据库仑力和电场强度的定义式推导出点电荷场强公式。 情景6：前面看到了起电机使人带电，头发竖起来散开的情景。 问题6：把人体看成带电的球体，如何形象直观的表示其所激发的电场。 电荷的电场不可见，如何模拟电场线？ 像用光线表示光一样，用电场线表示电场。 2、 教学过程： 一、电场： 1、电场定义：电荷周围空间里存在的一种特殊形态物质。 2、注意：①电场是一种特殊存在的物质 ②任何电荷周围都存在电场 ③电场特性：对放入其中的电荷有力的作用。 ④电荷之间的作用力通过电场作用。 二、电场强度: 1、场源电荷:产生电场的电荷。 2、试探电荷:放入电场中探测电场性质的电荷。 3、试探电荷必须具备条件:1)电荷量足够小 2)体积足够小。 满足上述条件的原因：它的引入不会影响原电场的分布 4、电场的强度:放入电场中的某一点的检验电荷受到的电场力F跟检验电荷的电量q的比值E ①表达式:E=F/q(定义式)适用于任何电场 ②单位:N/C 1V/c=1V/m ③电场强度是矢量。方向: 跟正电荷受的电场力方向相同 与负电荷受的电场方方向相反 ④物理意义：描述该点的电场强度强弱和方向的物理量。 ⑤注意：场强的大小和方向由电场本身决定与放入电荷无关。 三、真空中点电荷的电场强度： 1、表达式：E=kQ/r2 2、注意：① 该式仅适用于真空中的点电荷。 ②Q是场源电荷的电荷量。 ③r是电场中的点到场源电荷的距离。 3、两场强公式的区别： 适用范围 电荷的意义 定义式，适用于一切电场 q是检验电荷，但E与q无关 仅对点电荷的电场适用 Q是场源电荷，E与Q成正比 4、 点电荷方向(正电有受力方向)： 正的点电荷，场强背离本身。 负的点电荷，场强指向本身。 四.电场强度的叠加: 如果场源是多个点电荷，则电场中某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。 5、 电场线： 1、 定义:用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇曲战 (1) 方向:电场线上每一点的切线方向。 (2) 大小:电场线的疏密程度。 2、 电场线特点： 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同一电场的电场线在电场中不相交，不闭合。（因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。） ③电场线是假象的曲线实际上不存在。 ④同一幅图中电场线越密的地方场强越大。 3、 几种特殊的电场的电场线分布： 点电荷的电场线呈辐射状 等量异种点电荷的电场线和等量同种点电荷的电场线 4、 匀强电场： ①电场强度大小相等，方向处处相同。 ②电场线特点：平行的，等距的，同向的直线。 ③相距很近的一对带等量异种电荷的平行金属板，它们之间的边缘除外，可看成匀强电场。 3、 习题： 1.关于电场强度的公式E=,下列说法正确的是 (　C　)　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 A.由公式可知,电场强度与试探电荷所带电荷量成反比 B.此公式只适用于真空中的点电荷产生的电场 C.此公式为电场强度的定义式,可以适用于各种电场 D.公式中q是产生电场的电荷所带的电荷量,F是试探电荷所受到的力 2.在电场中某点放入正点电荷q,它受到的静电力方向向右。当放入负点电荷q时,它受到的静电力方向向左。下列说法正确的是 (　D　) A.该点放入正电荷时,电场方向向右;放入负电荷时,电场方向向左 B.该点不放电荷时,电场强度为零 C.该点放入2q的正点电荷时,电场强度变为原来的2倍 D.该点电场强度的方向向右 3.一个带电荷量为q的试探电荷在电场中某点受到的静电力为F,这一点的电场强度为E,在下图中能正确反映q、E、F三者关系的是 (　D　) 4.下列说法中正确的是 (B　　) A.由E=知,电场中某点的电场强度与试探电