9.3 电场 电场强度 学案-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

9.3电场 电场强度—2023-2024学年高二物理人教版（2019）必修第三册 基础知识导学 一、电场 1．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力的作用。 3．相互作用：电荷之间是通过电场发生相互作用的。 4．静电场：静止的电荷产生的电场。 二、电场强度 1．试探电荷：为研究电场的性质而引入的电荷量和体积都很小的点电荷。 2．场源电荷：激发电场的电荷。 3．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F跟它的电荷量q的比值。 (2)定义式：E＝。 (3)单位：牛每库，符号N/C。 (4)矢标性：电场强度是矢量，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。(与负电荷受力方向相反) (5)物理意义：电场强度是描述电场的力的性质的物理量，与试探电荷受到的静电力大小无关。 三、点电荷的电场　电场强度的叠加 1．点电荷的电场 (1)推导： F＝k E＝＝k (2)公式：E＝k (Q为场源电荷) (3)方向： 若Q为正电荷，电场强度方向沿半径方向向外； 若Q为负电荷，电场强度方向沿半径方向向内。 2．电场强度的叠加 (1)电场中某点的电场强度：是各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。 例如，图中P点的电场强度，等于电荷＋Q1在该点产生的电场强度E1与电荷－Q2在该点产生的电场强度E2的矢量和。 (2)均匀带电球体(或球壳)外某点的电场：E＝k ，Q整个球体所带的电荷量，r是球心到该点的距离(r＞R) 四、电场线 1．理解： (1)电场线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向 (2)电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，是不闭合曲线。 (3)电场线在电场中不相交。(任意一点的电场强度不可能有两个方向) (4)在同一幅图中，电场线的疏密反映了电场强度的相对大小，电场线越密的地方电场强度越大。 (5)电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线。 五、匀强电场 1．定义：电场强度的大小相等，方向相同的电场。 2．电场线特点：匀强电场的电场线是间隔相等的平行线。 3．实例：两块等大、靠近、正对的平行金属板，带等量异种电荷时，它们之间的电场除边缘附近外就是匀强电场。 重难问题探究 1、 “电网”能看得见、摸得着吗？“电网”实际存在吗？“电网”形成的电场有强弱之分吗？若有，哪里强，哪里弱呢？ 2、 如何描述电场的强弱？能否直接用试探电荷所受的静电力表示电场的强弱？为什么？ 3、 若不能用静电力的大小表示电场的强弱，那么应如何描述电场的强弱呢？你能得出什么结论？ 4、 能否根据得出电场强度E与静电力F成正比，与试探电荷的电荷量q成反比？若不能，请问电场强度E是由什么因素决定的？ 5、 电场强度E是用什么方法定义的？还有哪些物理量采用了这种定义法？ 基础小题试练 1.下列各电场中，两点电场强度相同的是( ) A. B. C. D. 2.在点电荷的电场中，一金属圆盘处于静电平衡状态，若圆平面与点电荷在同一平面内，则盘上感应电荷在盘中P点所激发的场强的方向在图中正确的是( ) A. B. C. D. 3.如图为某匀强电场的等势面分布图，每两个相邻等势面相距2cm，则该匀强电场的场强大小和方向分别为( ) A.，竖直向右 B.，竖直向上 C.，水平向左 D.，水平向左 4.一带电粒子在电场中只受电场力作用时，它不可能出现的运动状态是( ) A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动 C.匀变速曲线运动 D.匀速圆周运动 答案以及解析 1.答案：A 解析：电场线的疏密表示场强的大小，电场线上该点的切线方向表示场强方向。 A.该电场为匀强电场，则M、N两点电场强度相同，故A正确； B.M、N两点电场强度大小，方向均不相同，故B错误； C.M、N两点电场强度大小不相等，方向相同，故C错误； D.M、N两点电场强度大小，方向均不相同，故D错误。 故选A。 2.答案：A 解析：金属圆盘处于静电平衡状态，因此内部每点的合场强都为零，即金属圆盘内的每一点，感应电荷产生的电场强度都与点电荷在那点产生的电场强度大小相等、方向相反，即感应电荷的电场线与点电荷的电场线重合，且方向相反。负点电荷在P点激发的场强指向负点电荷，所以感应电荷在盘中P点所激发场强背离负点电荷。故A正确，BCD错误。故选：A。 3.答案：C 解析：匀强电场中电场方向与等势面垂直，且由高电势指向低电势，可知电场方向水平向左，根据 可得电场强度大小为 故选C。 4.答案：A 解析：一带电粒子在电场中只受电场力作用时，合力不为0.物体合力不为0，不可能做匀速直线运动，故A错误；物体合力不为0，当初速度方向与加速度方向相同，若受到的电场力恒定，就可做匀加速直线运动，故B正确；物体