第九章 静电场及其应用 3 电场 电场强度-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册创新导学案word（人教版2019）

3．电场　电场强度 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，能应用该原理进行简单计算。5.理解电场线的概念、特点，了解常见的电场线的分布，知道什么是匀强电场。 一　电场 1．概念：电荷在周围产生的一种特殊物质。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。 2．性质：对放入其中的电荷有力的作用，电荷间通过电场发生相互作用。 3．静电场：静止电荷产生的电场。 二　电场强度 1．试探电荷与场源电荷 (1)试探电荷：在研究电场的性质时，放入电场中的电荷。为了使它放入后不影响原来要研究的电场，并便于用它来研究电场各点的性质，这个电荷应该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，又叫源电荷。 2．电场强度的定义：试探电荷在电场中某个位置所受的静电力与它的电荷量之比，反映了电场在这点的性质，叫作电场强度。 3．电场强度的定义式：E＝。 4．电场强度的单位：牛每库，符号为N/C。 5．电场强度的方向：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。 三　点电荷的电场　电场强度的叠加 1．点电荷的场强 (1)大小：一个电荷量为Q的点电荷，在与之相距r处的电场强度E＝k。如果以电荷量为Q的点电荷为中心作一个球面，则球面上各点的电场强度大小相等。 (2)方向：当Q为正电荷时，电场强度E的方向沿半径向外；当Q为负电荷时，电场强度E的方向沿半径向内。 2．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。 四　电场线 1．电场线：画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。在同一幅图中可以用电场线的疏密来比较各点电场强度的大小，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。 2．电场线的特点 (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)电场线在电场中不相交，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。 五　匀强电场 1．定义：各点电场强度的大小相等、方向相同的电场。 2．匀强电场的电场线：间隔相等的平行线。 3．匀强电场的实例：相距很近的一对带等量异种电荷的平行金属板，它们之间的电场除边缘外，可以看作匀强电场。 1．判一判 (1)用正、负两种试探电荷检验电场中某点场强方向时，由于受力方向相反，则得到同一点场强有两个方向。(　　) (2)在E＝中场强大小与q无关，同样在E＝k中场强大小与Q也无关。(　　) (3)公式E＝k对于任何静电场都成立。(　　) (4)场强的叠加满足平行四边形定则。(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√ 2．想一想 图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条电场线上有A、B两点，那么A、B两点的场强方向和大小是否相同？ 提示：A、B两点的场强方向相同，都沿着电场线向右。由于题图中仅画出一条电场线，无法确定A、B附近电场线的分布情况，故无法确定A、B两点的场强大小。 探究1　电场　电场强度 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：如图甲所示，电荷Q和q之间不接触就有力的作用，法拉第、麦克斯韦是如何解释这种非接触力的作用过程的？ 提示：电荷的周围存在着由它产生的电场，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。 活动2：物理学的理论和实验证实了法拉第“场”的观点。如图乙所示，保持场源电荷Q的位置和电荷量不变，试探电荷q在A点时距离Q比在B点时近，受到的静电力也较大；在C、D、E点时与在A点时到Q的距离相同，但是受到的力的方向不同，这些说明什么？ 提示：说明场源电荷Q产生的电场在不同的位置强弱和方向不同。 活动3：如图丙所示，保持场源电荷Q的位置和电荷量不变，保持试探电荷的位置和电性不变，使电荷量分别为q1、2q1、3q1，发现受力大小分别为F1、2F1、3F1，方向不变，这说明什么？ 提示：说明试探电荷在电场中某个位置所受的力与试探电荷的电荷量成正比，是一个定值，可表示此位置电场的强弱。 活动4：如图丁所示，保持场源电荷Q的位置和电荷量不变，试探电荷的电荷量和到场源电荷Q的距离不变，但电性分别为正、负，发现受到的力的方向相反，可以得出什么？ 提示：若规定正电荷受力方向为正方向，考虑电荷的正负，对于描述电场的量，则有＝，即也可表示电场的方向。 1．对电场的理解 (1)电荷周围存在电场，电场是能传递电荷间相互作用力的一种客观存在的特殊物质。 (2)电场对放入其中的电荷存在着作用力。 2．对公式E＝的理解 公式E＝适用于任何电场，电场强度的大小可