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

9.3.1电场强度导学案 学习目标:　 1.知道电场的概念及电场的基本性质. 2.理解电场强度及其定义式，并能用该公式进行有关计算. 3.掌握点电荷的电场和电场强度的叠加． 教材梳理： 一、电场 1．电场：存在于________周围的一种特殊物质，电荷之间的相互作用是通过________产生的． 2．场像分子、原子等实物粒子一样具有________，场是________存在的一种形式． 二、电场强度 1．试探电荷与场源电荷 (1)试探电荷：为了便于研究电场各点的性质而引入的电荷，是电荷量和体积都________的点电荷． (2)场源电荷：________________的带电体所带的电荷，也叫源电荷． 2．电场强度 (1)定义：放入电场中某点的试探电荷所受的__________与它的__________之比，叫作该点的电场强度． (2)定义式：E＝. (3)单位：________________. (4)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________，与负电荷在该点所受静电力的方向________． 三、点电荷的电场　电场强度的叠加 1．真空中点电荷的电场 (1)电场强度公式：E＝________________. (2)方向：如果以电荷量为Q的点电荷为中心作一个球面，当Q为正电荷时，E的方向沿半径____________；当Q为负电荷时，E的方向沿半径____________． 2．电场强度的叠加 电场强度是________量，如果场源是多个点电荷时，则电场中某点的电场强度等于各个点电荷________在该点产生的电场强度的_________________________ _______________． 探究梳理： 一、电场　电场强度 导学探究 (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，该电荷受到的静电力为F.若把带电荷量为2q的点电荷放在A点，则它受到的静电力为多少？若把带电荷量为nq的点电荷放在该点，它受到的静电力为多少？电荷受到的静电力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受到的静电力F与q的比值；该比值与q有关吗？ 知识深化： 1．电场强度的大小和方向都是由电场本身所决定的，与试探电荷无关． 2．电场强度是矢量，其方向与在该点的正电荷所受静电力的方向相同，与在该点的负电荷所受静电力的方向相反． 3．公式E＝可变形为F＝qE，正电荷所受静电力方向与该点电场强度方向相同，负电荷所受静电力方向与该点电场强度方向相反． 例1　电场中有一点P，点P处放一试探电荷q，关于P点的电场强度，下列说法正确的是 (　　) A．P点电场强度的方向总是跟静电力的方向一致 B．将放在P点的试探电荷q拿走，则P点的电场强度为零 C．根据公式E＝可知，P点电场强度的大小跟静电力成正比，跟放入P点的电荷的电荷量成反比 D．P点的电场强度越大，则同一试探电荷在P点所受的静电力越大 例2　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，测出其受到的静电力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？ 二、点电荷的电场　电场强度的叠加 导学探究： (1)如图所示，在正点电荷Q的电场中，P点到Q的距离为r，则Q在P点的电场强度是多大？方向如何？ (2)如果再有一正点电荷Q′＝Q，放在如图所示的位置，P点的电场强度多大？ 知识深化： 1．对点电荷电场强度公式E＝k的理解． (1)E＝k仅适用于真空中的点电荷的电场，而E＝适用于任何电场． (2)在计算式E＝k中，r→0时，电场强度E不可以认为无穷大．因为r→0时，带电荷量为Q的物体就不能看成点电荷了． 2．均匀带电球体之外某点的电场强度E＝，式中r为球心到该点的距离． 3．电场强度是矢量，对于同一直线上电场强度的合成，可先规定正方向，进而把矢量运算转化成代数运算，对于互成角度的电场强度的叠加，合成时遵循平行四边形定则． 例3　如图，真空中有一等边三角形ABC，边长d＝0.30 m．在A点固定一电荷量q1＝＋3.0×10－6 C的点电荷，静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，求： (1)点电荷q1产生的电场在C处的电场强度E1的大小； (2)在B点固定另一个q2＝－3.0×10－6 C的点电荷，则C处合电场强度E的大小及方向； (3)在(2)条件下