第一章 第三节 电场 电场强度-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理必修3同步课堂高效讲义教师用书（粤教版）

第三节　电场　电场强度 【核心素养目标】 物理观念 知道电场的概念以及电场的基本性质。知道电场强度的定义、定义式和电场强度的矢量性。理解电场线的概念，知道常见点电荷电场线的分布。 科学思维 能推导出点电荷电场强度的表达式，会应用叠加原理计算两个及以上电荷在空间某点的电场强度。能根据电场线的特点，分析电场强度的大小和方向。 科学态度与责任 通过本节课的学习，让学生认识物质世界的多样性，并培养学生构建物理模型的能力及科学推理能力。 知识点一　电场　电场强度 1．电荷A是如何对电荷B产生作用力的？电荷B是如何对电荷A产生作用力的？ 2．在空间中有一电场，把一带电荷量为q的试探电荷放在电场中的A点，该电荷受到的电场力为F。若把带电荷量为2q的点电荷放在A点，则它受到的电场力为多少？若把带电荷量为nq的点电荷放在该点，它受到的电场力为多少？电荷受到的电场力F与电荷量q有何关系？ 3．如图所示，若此电场为正点电荷Q的电场，在距Q的距离为r处放一试探电荷q，求q受到的电场力F与q的比值，该比值与q有关吗？ 提示：1.电荷A在周围产生电场，该电场对电荷B有力的作用；电荷B在周围产生电场，该电场对电荷A有力的作用。 2．2F　nF　F与q成正比，即F与q的比值为定值 3．k　无关 1．电场 (1)电场：电荷在其周围产生电场，它是物质存在的形式之一。 (2)场源电荷：产生电场的电荷。 (3)基本性质：对处于电场中的其他电荷有力的作用。 (4)静电场：静止场源电荷在其周围产生的电场。 2．电场强度 (1)试探电荷 (2)电场强度 定义 放入电场某点处的试探电荷受到的电场力F与它的电量q之比，叫作电场在该点的电场强度，简称场强，用符号E表示 定义式 E＝ 单位 在国际单位制中，场强的单位为牛顿每库仑，符号为N/C 标矢性 场强是矢量，有大小、方向 方向 物理学中规定，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点受到的电场力的方向相同；负电荷在某点受到的电场力的方向与该点场强的方向相反 (3)匀强电场 各点场强的大小和方向都相同的电场叫作匀强电场。电荷在匀强电场中受到恒定的电场力作用。 学生用书第16页 【判断正误】 1．电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西。(　　) 2．电场强度既有大小、又有方向，是矢量。(　　) 3．根据电场强度的定义式E＝可知，E与F成正比，与q成反比。(　　) 答案：1.√　2.√　3.× 1．电场中某点的电场强度E是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)决定的，与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关。 2．电场强度是矢量，大小和方向均相同时，两个电场强度才相同。 3．公式E＝可变形为F＝qE；正电荷所受电场力方向与电场强度方向相同，负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反。 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，测出其受到的电场力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？ 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点所受电场力大小 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。 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 针对练1．关于电场强度，下列说法正确的是(　　) A．由E＝可知，某电场的电场强度E与q成反比，与F成正比 B．正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某点电场强度的方向与放入该点试探电荷的正负有关 C．电场中某点的电场强度与放入该点的试探电荷的正负无关 D．电场中某点不放试探电荷时，该点电场强度等于0 C　[电场强度是一个用比值定义的物理量，与放入的试探电荷受到的电场力大小F及带电荷量q无关，仅由电场本身决定，A错误，C正确；规定电场强度的方向与正电荷受力的方向相同，与负电荷受力的方向相反，电场强度的方向与试探电荷的正负无关，B错误；电场强度与是否有试探电荷存在无关，D错误。] 针对练2．在电场中的某点放入电荷量为－q的试探电荷时，测得该点的电场强度为E；若在该点放入电荷量为＋