第3节 静电场 电场强度和电场线 （课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（教科版）

第3节　静电场　电场强度和电场线 核心素养导学 物理观念 (1)知道电场的概念，知道电荷间的相互作用是通过电场实现的， 知道场是物质存在的形式之一。 (2)掌握电场强度的概念、公式、矢量性、单位和方向。 (3)知道点电荷的电场和电场强度的表达式。 (4)会用电场线描述电场，了解几种典型场的电场线。 (5)知道匀强电场的概念。 科学思维 (1)能用库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷电场强度的计 算式，并能进行有关计算。 (2)在进行电场强度叠加计算时培养综合分析能力和知识的迁移能力。 科学探究 通过模拟电场线实验，观察不同电场线分布特点。 科学态度与责任 (1)体会用比值定义物理量的科学方法。 (2)通过模拟电场线，体会用虚拟的图线描述抽象物理概念的思想方法。 续表 一、静电场 1．电场：电荷在它周围空间产生电场，电荷与电荷之间的相互作用力就是通过______而产生的。 2．电场力：电场对电荷的作用力。 3．静电场：___________周围产生的电场。场是物质存在的一种形态，存在相互作用，并且具有能量。 电场 静止电荷 充分小 电荷量 牛每库 N/C 正电荷 场源电荷 向外 向里 (1)试探电荷是为了研究源电荷电场的性质而引入的。 (2)电场强度的大小与放入的检验电荷无关。　　 三、电场线 1．定义：用来形象直观地描述电场的曲线，曲线上任一点的___________都与该点电场强度的方向一致。 2．电场线的特点 (1)电场线起始于________，终止于负电荷或无穷远；或者起始于无穷远处，终止于_______。 (2)在没有电荷的地方，电场线不能______。 (3)任意两条电场线不能______。 切线方向 正电荷 负电荷 中断 相交 3．匀强电场 (1)定义：各点场强的大小和方向都_____的电场。 (2)电场线特点：相互_____且均匀分布。 1.如图所示，为处在电荷Q所形成的电场中同一位置的不同试探电荷的受力情况。 相同 平行 × √ × × × √ × × 新知学习(一)|对电场强度的理解 [任务驱动] 在空间中有一电场，把一电荷为q的试探电荷放在电场中的A点，该电荷受到静电力为F。若把电荷量为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？ 提示：2F，nF，F与q成正比，或者说F与q的比值为定值。　　　　 [重点释解] 1．对电场强度的理解 (1)电场强度是描述电场的力的性质的物理量。 (2)电场强度由电场本身决定，与放入其中的试探电荷无关。 2．电场强度的性质 矢量性 电场强度不仅有大小，而且有方向，是矢量。电场中某点的电场强度的方向规定为：跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同 唯一性 电场中某点的电场强度是唯一的，是由电场本身的性质即形成电场的场源电荷与空间位置决定的。电场中某点的电场强度，既与该点试探电荷的电荷量q无关，也与该点试探电荷的受力无关。即使无试探电荷存在，该点的电场强度依然存在 [针对训练] 1．电场中有一点P，下列说法正确的是 (　 ) A．若放在P点的试探电荷的电荷量加倍，则P点的场强加倍 B．若P点没有试探电荷，则P点的场强为零 C．P点的场强越小，则同一电荷在P点受到的电场力越小 D．P点的场强方向就是试探电荷在该点的受力方向 解析：若放在P点的试探电荷的电荷量加倍，则P处试探电荷受到的电场力会加倍，而此处的电场强度不变，即使不放电荷，电场强度仍保持不变，故A、B错误；电场力由电场强度与电荷量决定，P点的场强越小，则同一电荷在P点受到的电场力一定越小，故C正确；P点的场强方向为放在该点的正电荷所受电场力的方向，故D错误。 答案：C　 答案：B　 3.如图所示，在一带负电的导体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，方向如图所示。 (1)求B处电场强度的大小及方向； (2)拿走q1后，求B处的电场强度的大小； (3)如果换用一个q2＝4.0×10－7 C的电荷放在B处，求此时B处电场强度大小和方向以及电荷q2受力情况。 (2)将A点的试探电荷换为＋2q，则A点的电场强度大小和方向是否改变？试探电荷受到的静电力怎样变化？ 提示：A点电场强度大小和方向不变。静电力大小变为FA′＝2qEA。静电力方向变为向右。　　　　 续表 2．在真空中O点放一个点电荷Q＝＋1.0×10－9 C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30 cm，M点放一个试探电荷q＝－1.0×10－10 C，如图所示。求： (1)q在M点受到的作用力； (2)M点的电场强度； (3)拿走q后M点的电场强度； (4)M、N两点的