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

电场强度(一) 【学习目标】 1. 知道电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质. 2. 理解电场强度的定义及物理意义，知道它的矢量性. 3. 会推导点电荷场强的计算式并能进行有关的计算. 4. 知道电场强度的叠加原理，会应用该原理进行简单计算. 【基础感知】 一、电场 1. 电场的产生：电荷在其周围产生 ，电场是电荷周围存在的一种特殊物质． 2. 基本性质：电场对放入其中的电荷产生 ． 3. 电场和磁场统称为 ，电磁场是一种客观存在的特殊物质，也有能量、动量． 二、电场强度 1. 试探电荷与场源电荷  (1)试探电荷：如图1-3-1所示，带电小球q是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的，称为 ，或 ． (2) 场源电荷：被检验的电场是电荷Q 所 的，电荷Q 称为 ，或 ． 2. 电场强度 (1)定义：放入电场中某点的电荷所受的 跟它的 的比值，叫做该点的电场强度． (2)定义式：   (3)单位：牛/库(N/C)，伏/米(V/m).1 N/C＝1 V/m.  (4)方向：电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向与 在该点所受的静电力的方向相同．  (5) 物理意义：电场强度是描述电场自身性质的物理量，与试探电荷受到的静电力大小 ． 三、点电荷的电场 电场强度的叠加 1.点电荷的电场  如图1-3-2 所示， 电荷Q 与 电荷q相距为r，则它们的库仑力F＝ ，所以电荷q处的电场强度E＝ . (1)公式：E＝ .  (2) 方向：若Q为 电荷，电场强度方向沿Q 和该点的连线背离Q ；若Q为 电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线指向Q.  2.电场强度的叠加  (1)电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的 ． 例如，图1-3-3中P点的电场强度，等于电荷在该点产生的电场强度与电荷在该点产生的电场强度 的矢量和． (2)如图1-3-4 所示，均匀带电球体(或球壳)外某点的电场强度： 式中r 是球心到该点的距离(r≫R)，Q 为整个球体所带的电荷量． (3) 电场强度是 ，电场强度的叠加本质是 ，所以应该用 ． 1．思考判断  (1)试探电荷不产生电场．    ( )  (2)电场强度的方向与试探电荷所受电场力的方向可能相同，也可能相反．( )    (3)以点电荷为球心的球面上各点电场强度处处相同．  ( )  (4)公式与中与含义不同．  ( )  2．(多选)关于电场，下列说法中正确的是 (   )  A．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场  B．电场是一种物质，它与其他物质一样，不依赖我们的感觉而客观存在  C．电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的性质是对放在其中的电荷有力的作用  D．电场只能存在于真空中和空气中，不可能存在于物体中 3.在真空中的O点放一个电荷量C的点电荷，直线MN 通过O点，O、M的距离r＝30 cm，M点放一个电荷量 C的试探电荷，如图所示．(静电力常量)    (1)求试探电荷在M点受到的作用力；  (2)求M点的场强；  (3)求拿走试探电荷后M点的场强；  (4)拿走试探电荷后，M、N两点的场强哪个大？ 【当堂检测】 1.下列关于电场强度的说法正确的是(  )   A．公式只适用于真空中点电荷产生的电场  B．由公式可知，电场中某点的电场强度E与试探电荷在电场中该点所受的电场力成正比  C．在公式中，是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小；而是点电荷产生的电场在点电荷处的场强的大小  D．由公式可知，在离点电荷非常近的地方(r→0)，电场强度E可达无穷大 2. 已知均匀带电圆盘在圆外平面内产生的电场与一个位于圆心的、等电量的同种点电荷产生的电场相同。如图所示，电荷总量为 Q的电荷均匀分布在半径为 R的圆盘上，在过圆心 O的直线上有 A、 B两点， O与B， B与 A的距离均为 R，现以 OB为直径在盘内挖掉一个小圆盘，若静电力常量为 k，则剩余部分在 A处的场强大小为： ( ) A． B． C. D. 电场强度(二) 【学习目标】 1. 掌握几种常见的电场特点 2. 记住等量异种点电荷与等量同种点电荷的电场线特点 3. 理解电场线与带电粒子运动轨迹的关系 【基础感知】 一、电场线 匀强电