9.3电场 电场强度　第1课时-【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步学与练（人教版2019必修第三册）

第九章 静电场及其应用 第3节 电场　电场强度 第1课时 课程标准 学习目标 知道电场是一种物质。了解电场强度，体会用物理量之比定义新物理量的方法。 1．知道电场的概念及电场的基本性质. 2．理解电场强度及其定义式，并能用该公式进行有关计算. 3．掌握点电荷的电场和电场强度的叠加． 4. 通过电场强度知识应用的实例，感受物理中科学技术与社会的紧密联系，体会科学知识的应用价值，进一步增强学生的学习动力和科学意识。 （一）课前阅读： 1.人体带电，长头发竖起散开的奥秘 通过起电机使人体带电，人的头发会竖起散开。为什么会出现这样的现象? 你会解释产生这一现象的原因吗? 人体带上静电，同种电荷相互排斥，使头发会竖起散开。 2. 电场 19 世纪 30 年代，英国科学家法拉第提出一种观点，认为在电荷的周围存在着由它产生的电场”。电场是看不见、摸不着的。处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。 （二）基础梳理 一、电场 电场强度 1．试探电荷与场源电荷 (1)试探电荷：为了便于研究电场各点的性质而引入的电荷，是电荷量和体积都很小的点电荷． (2)场源电荷：激发电场的带电体所带的电荷，也叫源电荷． 2．电场强度 (1)定义：放入电场中某点的试探电荷所受的静电力与它的电荷量之比，叫作该点的电场强度． (2)定义式：E＝. (3)单位：牛每库(N/C)． (4)方向：电场强度是矢量，规定电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同，与负电荷在该点所受静电力的方向相反． 【概念衔接】场是物质存在的一种形式 物理学的理论和实验证实并发展了法拉第的观点。电场以及磁场已被证明是一种客观存在。场像分子、原子等实物粒子一样具有能量，因而场也是物质存在的一种形式。 【即学即练】 1.判断下列说法的正误. (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受力方向相同，当该点放置负电荷时，电场强度反向．(　×　) 二、点电荷的电场　电场强度的叠加 1．真空中点电荷的电场 (1)电场强度公式：E＝k. (2)方向：如果以电荷量为Q的点电荷为中心作一个球面，当Q为正电荷时，E的方向沿半径向外；当Q为负电荷时，E的方向沿半径向内． 2．电场强度的叠加 电场强度是矢量，如果场源是多个点电荷时，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． 【拓展补充】均匀带电球体外部场强 可以证明，一个半径为R的均匀带电球体(或球壳 )在球的外部产生的电场，与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同即 式中的r是球心到该点的距离 (r > R)，为整个球体所带的电荷量。 一、电场强度 1．电场强度的大小和方向都是由电场本身所决定的，与试探电荷无关． 2．电场强度是矢量，其方向与在该点的正电荷所受静电力的方向相同，与在该点的负电荷所受静电力的方向相反． 3．公式E＝可变形为F＝qE，正电荷所受静电力方向与该点电场强度方向相同，负电荷所受静电力方向与该点电场强度方向相反． 【典例精析】 例1．如图所示，在一带负电荷的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q1＝－2.0× 10－8 C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0×10－6 N，方向如图，则： (1)B处电场强度多大？方向如何？ (2)如果换成一个q2＝＋4.0×10－7 C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处电场强度多大？ (3)如果将B处电荷拿走，B处的电场强度是多大？ 【答案】 　(1)200 N/C　方向与F1方向相反 (2)8.0×10－5 N　200 N/C (3)200 N/C 【解析】 　(1)由电场强度公式可得 EB＝＝ N/C＝200 N/C， 因为B处是负电荷，所以B处电场强度方向与F1方向相反． (2)q2在B点所受静电力大小 F2＝q2EB＝4.0×10－7×200 N＝8.0×10－5 N， 方向与电场强度方向相同，也就是与F1方向相反． 此时B处电场强度大小仍为200 N/C，方向与F1方向相反． (3)某点电场强度大小与有无试探电荷无关，故将B处电荷拿走，B处电场强度大小仍为200 N/C. 二、点电荷的电场　电场强度的叠加 1．对点电荷电场强度公式E＝k的理解． (1)E＝k仅适用于真空中的点电荷的电场，而E＝适用于任何电场． (2)在计算式E＝k中，r→0时，电场强度E不可以认为无穷大．因为r→0时，带电荷量为Q的物体就不能看成点电荷了． 2．均匀带电球体之外某点的电场强度E＝，式中r为球心到该点的距离． 3．电场强度是矢量，对于同一直线上电场强度的合成，可先规定正方向，进而把矢量运算转化成代数运算，对于互成角度的电场强度的叠加，合成