第九章 第3节 电场 电场强度-【正禾一本通】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（人教版）

第3节 电场　电场强度 课程标准 核心素养 1．知道电场是一种物质。 2．了解电场强度，体会用物理量之比定义新物理量的方法。 3．会用电场线描述电场 1．物理观念：知道电场强度、电场线、匀强电场的概念。 2．科学思维：理解点电荷的电场强度，会利用电场叠加原理进行相关运算 　高效导学01步　预习新知，落实必备知识 一、电场 1．法拉第的观点：在电荷的周围存在着由它产生的电场。 2．电荷间的相互作用： 说明：电荷之间通过电场相互作用。 3．静电场：静止电荷产生的电场。 二、电场强度 1．试探电荷：为研究源电荷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：激发电场的带电体所带的电荷，又叫源电荷。 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与它的电荷量之比。 (2)定义式：E＝。 (3)单位：牛每库，符号为N/C。 (4)方向：电场强度是矢量(填“矢量”或“标量”)。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．点电荷的电场 (1)公式：E＝k。 (2)方向：如图所示，若Q为正电荷，电场强度的方向沿半径向外；若Q为负电荷，电场强度的方向沿半径向内。 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．定义 电场线是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。 2．在同一幅图中电场线的疏密反映了电场强度的大小。 3．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)同一电场的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：电场中各点的电场强度的大小相等，方向相同的电场。 2．电场线特点：间隔相等的平行线。 【概念辨析·试身手】 (1)电荷所受电场力很大，该点电场强度一定很大。(　×　) (2)电场强度的大小与试探电荷的电荷量无关。(　√　) (3)以点电荷为球心的球面上各点电场强度处处相同。(　×　) (4)电场强度的方向与试探电荷的正负无关。(　√　) (5)电场线是闭合的曲线。(　×　) 　高效导学02步　课堂探究，培优关键能力 要点一 | 电场强度的理解 【要点培优】 1．电场强度的三个性质 矢量性 场强是矢量，其大小按定义式E＝计算即可，其方向规定为正电荷在该点的受力方向。其单位为牛每库(N/C) 唯一性 电场中某一点的电场强度E的大小和方向是唯一的，其大小和方向取决于场源电荷及空间位置 叠加性 若在某一空间中有多个电荷，则空间中某点的场强等于所有电荷在该点产生的电场强度的矢量和 说明：电场强度的叠加本质是矢量叠加，所以应该用平行四边形定则；电场的叠加原理对任何电场都适用，注意只有同时形成电场时才能叠加。 2．E＝与E＝k的比较 公式 E＝ E＝k 本质区别 定义式 决定式 适用范围 一切电场 真空中点电荷的电场 Q与q的意义 q为试探电荷的电荷量 Q为场源电荷的电荷量 关系理解 E的大小与F、q无关 E的大小与Q成正比，与r的二次方成反比 [想一想] (1)有同学根据E＝提出电场强度与电荷受到的电场力成正比，或与电荷量成反比，这种说法是否正确？ 提示：不正确。E＝只是电场强度的定义式，并不能由此式得出场强与电荷受到的电场力成正比或与电荷量成反比。 (2)两个正点电荷有如图所示两种放置方式，且Q′＝Q，则q所在位置的电场强度分别是多大？ 提示：图甲中，点电荷Q和Q′在点电荷q处的电场强度大小均为E＝，且方向相反，故q处的电场强度E甲＝0；图乙中，点电荷Q和Q′在点电荷q处的电场强度大小均为E＝，方向垂直，故E乙＝，方向沿Q、Q′的连线的中垂线斜向右上方。 【应用培优】 [例1] 有关电场强度的理解，下列说法正确的是(　　) A．由E＝可知，电场强度E跟放入的电荷q所受的电场力成正比 B．当电场中存在试探电荷时，电荷周围才出现电场这种特殊的物质，才存在电场强度 C．由E＝可知，在离点电荷很近，r接近于零时，电场强度达无穷大 D．电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关 解析：选D。公式E＝为电场强度的定义式，电场强度E与放入的电荷q所受的电场力无关，选项A错误；电场是客观存在的，电场强度是反映电场本身特性的物理量，与试探电荷是否存在无关，选项B错误，D正确；根据公式E＝的适用条件是真空的点电荷，可知r接近于零时，公式不再适用，选项C错误。 [例2] 如图所示，真空中有两个电荷量分别为＋Q和－2Q的点电荷，间距为r，静电力常量为k。求它们连线的中垂线上到两点电荷连线的距离为r