第9章 第3节 第1课时 电场强度 电场强度的叠加（word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（人教版2019）

第3节　电场　电场强度 第1课时 电场强度　电场强度的叠加 (强基课—逐点理清物理观念) 课标要求 层级达标 知道电场是一种物质。了解电场强度，体会用物理量之比定义新物理量的方法。 学考层级 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。 选考层级 1.理解电场强度及其定义式，并能用该公式进行有关计算。 2.掌握点电荷的电场和电场强度的叠加。 逐点清(一)　电场　电场强度 [多维度理解] 1．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。 2．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，符号为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。 1．电场的性质 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 矢量性 电场强度描述了电场的强弱，是矢量，若两处电场强度相同，则其大小和方向都必须相同 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。 [全方位练明] 1．判断下列说法是否正确。 (1)在电场中某两处位置同一电荷受到的静电力大小相等，则该两处位置电场强度相同。(×) (2)电场是人为设想出来的，实际上并不存在。(×) (3)电场强度公式E＝表明，电场强度的大小与试探电荷的电荷量q成反比，若q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍。(×) (4)正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点电场强度方向与放入试探电荷的正负有关。(×) 2．(2023·云南曲靖检测)电场中有一点P，下列说法中正确的是(　 ) A．若放在P点的电荷量减半，则P点的电场强度减半 B．若P点没有试探电荷，则P点电场强度为0 C．P点的电场强度越大，则同一电荷在P点受到的静电力越大 D．P点的电场强度方向就是放在该点的电荷所受静电力的方向 解析：选C　电场强度由电场本身决定，与试探电荷无关，但F＝qE，即F与E成正比，A、B错误，C正确；电场强度方向与正电荷所受静电力方向相同，D错误。 3.(2023·江苏盐城调研)如图，电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点，受到的静电力为F。若把该点电荷换为电荷量为2q的负点电荷，则A点的电场强度E为(　 ) A.，方向与F相反　　 B.，方向与F相反 C.，方向与F相同 D.，方向与F相同 解析：选C　由题可知电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点，受到的静电力为F，则该点的电场强度大小为E＝ ，方向与正电荷受力方向相同，即与F的方向相同；而电场强度本身是反映电场性质的物理量，只由电场本身决定，与试探电荷无关，所以不会因为试探电荷的改变而改变。故选C。 逐点清(二)　点电荷的电场　电场强度的叠加 [多维度理解] 1．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，球面上各点的电场强度大小相等。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的方向沿半径向内。 2．电场强度的叠加 电场强度是矢量，如果场源是多个点电荷时，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。 　　 1．有几个场源点电荷，就产生几个电场，各场源点电荷在某处产生的电场强度均可用E＝k来求得。 2．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。 [典例]　(选自鲁科版教材“例题”)如图所示，有两个相距l的等量异种点电荷－q和＋q。O点为两点电荷连线的中点，P为连线延长线上的一点，与O点相距为r。试求P点的电场强度。 [解题指导]　根据场强叠加原理，P点处的电场强度