内容正文:
第3节 电场 电场强度
[学习目标] 1.知道电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质(物理观念).2.理解电场强度的定义及物理意义,知道它的矢量性,会推导点电荷电场强度的计算式并能进行相关的计算(物理观念).3.知道电场强度的叠加原理,会应用该原理进行简单计算(科学思维).4.理解电场线的概念,了解常见的电场线的分布特点.知道什么是匀强电场(物理观念).
课前·教材预案
(见学生用书P14)
知识点一 电场
1.电场:存在于 电荷 周围的一种特殊物质,电荷之间的相互作用是通过 电场 产生的.
2.场像分子、原子等实物粒子一样具有 能量 ,场是 物质 存在的一种形式.
知识点二 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 很小 的点电荷.
(2)场源电荷: 激发电场 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 静电力 与它的 电荷量 之比,叫作该点的电场强度.
(2)定义式:E=.
(3)单位: 牛每库(N/C) .
(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 相同 ,与负电荷在该点所受静电力的方向 相反 .
知识点三 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= k .
(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 向外 ;当Q为负电荷时,E的方向沿半径 向内 .
2.电场强度的叠加
电场强度是 矢 量,当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 单独 在该点产生的电场强度的 矢量和 .
知识点四 电场线
1.英国物理学家 法拉第 首先用电场线描述电场.
2.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.
3.电场线的特点
(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)电场线在电场中 不相交 .
(3)在同一电场中,电场强度较大的地方电场线 较密 ,电场强度较小的地方电场线 较疏 .
知识点五 匀强电场
1.概念:如果电场中各点的电场强度的大小 相等 、方向 相同 ,这个电场就叫作匀强电场.
2.特点:(1)电场方向处处相同,电场线是 平行直线 .
(2)电场强度大小处处相等,电场线疏密程度 相同 .
1.判断下列说法的正误.
(1)电场是一种物质,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)根据E=,由于q有正负,故电场中某点的场强有两个方向. ( × )
(3)E=k这个公式对于任何静电场都成立. ( × )
(4)顺着电场线的方向,电场强度一定越来越小. ( × )
2.在电场中某处放置电量为1×10-6 C的点电荷,受到电场力为0.1 N,则该处的电场强度为 1×105 N/C;若改放2×10-5 C的点电荷,该处的电场强度为 1×105 N/C.
课堂·深度探究
(见学生用书P15)
考点一 电场 电场强度
【知识拓展】
1.电场的性质
(1)唯一性:电场中某点的电场强度E的大小和方向都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.电场中不同的地方,电场强度一般是不同的.
(2)矢量性:电场强度描述了电场的强弱,是矢量,其方向与在该点的正电荷所受电场力的方向相同,与在该点的负电荷所受电场力的方向相反.
2.对电场强度公式E=的理解
(1)公式E=是电场强度的比值定义式,适用于一切电场中电场强度的计算.
(2)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.
【例题1】关于电场强度的定义式E=,下列说法中正确的是 ( )
A.E与F成正比,F越大E越大
B.E与q成反比,q越大E越小
C.检验电荷q的电性改变,E的方向随之改变
D.电场强度E是由电场本身的性质决定的,与F、q无关
思维导引:理解电场强度的公式,电场强度与静电力F和电荷量q的关系.
D 解析电场强度是电场本身的属性,是由电场本身的性质决定的,它的大小和方向与试探电荷的电量及电荷受到的电场力无关,选项D正确.
【变式1】在电场中某点放入电量为+q的试探电荷,测得该点的场强为E;若在同一点放入电量为-2q的试探电荷,该位置的场强 ( )
A.大小为E,方向不变
B.大小为E,方向相反
C.大小为2E,方向不变
D.大小为2E,方向相反
A 解析电场强度是由电场本身决定的,与试探电荷无关,故电场中的同一位置电场强度的大小和方向不变,选项A正确.
考点二 点电荷的电场 电场强度的叠加