第1章 第3节 静电场 电场强度和电场线 （word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（教科版2019）

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。 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电场而产生的。 2．电场力：电场对电荷的作用力。 3．静电场：静止电荷周围产生的电场。场是物质存在的一种形态，存在相互作用，并且具有能量。 二、电场强度 1．检验电荷：用来检验电场是否存在及其强弱分布的电荷，电荷量和体积要充分小，可视为点电荷。 2．场源电荷：激发电场的带电体所带的电荷。 3．电场强度 (1)定义：在某一位置的检验电荷所受电场力与电荷量的比。 (2)定义式：E＝。 (3)单位：在国际单位制中，电场强度的单位是牛每库，符号为N/C。 (4)方向：电场强度是矢量，方向就是位于该点的正电荷受力的方向。 4．真空中点电荷的电场 (1)电场强度公式：E＝k，其中k是静电力常量，Q是场源电荷的电荷量。 (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，电场强度E的方向沿半径向外；当Q为负电荷时，电场强度E的方向沿半径向里。 (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，曲线上任一点的切线方向都与该点电场强度的方向一致。 2．电场线的特点 (1)电场线起始于正电荷，终止于负电荷或无穷远；或者起始于无穷远处，终止于负电荷。 (2)在没有电荷的地方，电场线不能中断。 (3)任意两条电场线不能相交。 3．匀强电场 (1)定义：各点场强的大小和方向都相同的电场。 (2)电场线特点：相互平行且均匀分布。 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。 请对以下相关结论作出判断： (1)在电场中的同一位置放入不同的试探电荷时，电场强度是不同的。(×) (2)电场中某点电场强度大小为E＝，与试探电荷大小无关。(√) (3)电场强度的方向与试探电荷所受的静电力方向一定相同。(×) (4)试探电荷不产生电场。(×) 2.如图所示，为放入点电荷Q所形成的电场中的A点的试探电荷的受力情况。 请对以下结论作出判断。 (1)A点的电场强度方向与力FA方向相同。(×) (2)A点离Q的距离r越小，A点的电场强度越大。(√) (3)由E＝可知，r→0时，A点的电场强度趋近于无穷大。(×) (4)在E＝中电场强度大小E与q无关，同样在E＝k中电场强度大小E与Q也无关。(×) 3．如图所示的四种电场中，分别标有a、b两点，其中a、b两点电场强度大小相等，方向相反的是哪个图？ 提示：丙图。 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：选C　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