第9章 第3节 电场 电场强度（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册（人教版2019）

第3节　电场　电场强度 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 1.通过类比与实验模拟的方法建立电场的概念，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．理解电场强度的定义式、单位和方向。 3．知道点电荷形成的电场的电场强度的表达式。 4．理解电场线的概念、特点，知道什么是匀强电场。 1.知道孤立正负点电荷、等量同种(异种)点电荷、匀强电场电场线的分布特点。 2．根据矢量叠加原理，掌握两个等量同种(异种)点电荷连线及中垂线上的电场变化规律。 　　通过电场强度概念的建立过程，进一步体会用物理量之比定义新物理量的方法。 　　初步认识场是一种客观存在的物质，培养学生对物质的认识观。发展学生对物理学的好奇心与求知欲，勇于探究自然界的奥秘，树立科学的价值观。 [对应学生用书P13] 1．(物理与实验)如图所示，把头发碎屑悬浮在蓖麻油里，加上电极模拟点电荷的电场线。判断下列说法的正误。(对的画“√”，错的画“×”) (1)由蓖麻油中头发屑排列可知，电场和电场线都看得见、摸得着，所以它们在实际中存在。(×) (2)根据电场强度的定义式E＝可知，E与F成正比，与q成反比。(×) (3)电场中某点的电场强度与正电荷受力方向相同，当该点放置负电荷时，场强反向。(×) (4)在E＝中电场强度大小与q无关，同样在E＝k中电场强度大小与Q也无关。(×) (5)若空间只有两个点电荷，则该空间某点的电场强度等于这两个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。(√) (6)由蓖麻油中头发屑排列可知，电场线可以描述电场的强弱。(√) 2．(知识拓展)想一想 (1)地球上的经线、纬线实际存在吗？它的主要作用是什么？ (2)电场线的作用又是什么？ 提示：(1)不存在；主要作用是更形象直观地描述物体的位置。 (2)形象地描述电场中各点的电场强度的大小和方向。 一、电场　电场强度 1．电场 (1)电场的产生：电荷的周围存在着由它产生的电场，电场是电荷周围存在的一种特殊物质。→ (2)基本性质：电场对放入其中的电荷产生力的作用。 (3)电荷间的相互作用：电荷之间是通过电场发生相互作用的。 (4)静电场：静止电荷产生的电场。 2．电场强度 (1)试探电荷：在研究电场的性质时，放入电场中的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，又称源电荷。 (3)电场强度 ①定义：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/库(N/C)。 ④方向：电场强度是矢量，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。 ⑤物理意义：反映电场本身的力的性质的物理量，其大小表示电场的强弱。 二、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：E＝k，其中k是静电力常量，Q是场源电荷的电荷量，r是点电荷到电场中该点的距离。 (2)方向：如果以Q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，如果场源是多个点电荷时，电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。 三、电场线　匀强电场 1．电场线 (1)电场线的用途：除了用数学公式描述电场外，还可以通过画电场线，形象地了解和描述电场中各点电场强度的大小和方向。 (2)对电场线的理解 ①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。 ②在同一幅图中，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。 ③电场线不是实际存在的曲线，是为了形象地描述电场而假想的线。 (3)两个特点 2．匀强电场 (1)定义：如果电场中各点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)电场线特点：匀强电场的电场线是间隔相等的平行线。 [对应学生用书P15] 探究点一___对电场强度的理解 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】 由电场强度的定义式E＝可知，在电场中的同一点(　　　　　) A．电场强度E跟F成正比，跟q成反比 B．无论试探电荷所带的电荷量如何变化，始终不变 C．如果电荷在电场中某点所受的静电力大，则该点的电场强度就强 D．一个小球在P点受到的静电力为0，P点的电场强度一定为0 B　解析：电场强度是表示电场的强弱和方向的物理量，只跟场源电荷有关，跟放入其中的试探电荷无关，E＝是电场强度