9.3 电场 电场强度 学案 -2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第三册

9.3. 电场 电场强度

【学习目标】

1.了解物理学史上对电荷间相互作用力的认识过程。

2.知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是客观存在的。

3.理解电场强度的概念及其定义，会根据电场强度的定义进行有关的计算。知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的。

4.能根据库仑定律和电场强度的定义推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算。

【自主预习】

一、电场  电场强度

1.电场

（1）定义：在电荷的周围存在着由它产生的电场，电场是在电荷周围存在的一种特殊物质，它的性质是传递电荷间的                       。

①电场虽然看不见、摸不着，但它与实物一样是             的。

②电荷的周围一定存在着电场。      ③电荷间的相互作用是通过        发生的。

④静电场:         产生的电场叫静电场

2.电场强度

（1）定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量的           ，叫做这一点的电场强度。

①电场中某点的电场强度E是        的，是由        的特性决定的

②电场中不同位置的电场强度一般是      同的

（2）定义式：

（3）单位：1N/C=1V/m

（4）物理意义：描述电场       的性质，能够定量描述电场的强弱和方向，与试探电荷受到的静电力大小      关。

（5）标矢性：电场强度既有大小，又有方向，是     量。电场方向与在该点的正电荷所受电场力的方向        ，与在该点的负电荷所受电场力的方向         。

3.试探电荷和场源电荷

（1）试探电荷：用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷，称为试探电荷，也叫检验电荷。

试探电荷的引入     源电荷的电场。

（2）场源电荷：激发电场的电荷，称为场源电荷，也叫源电荷

二、点电荷的电场  电场强度的叠加

1.点电荷的电场

（1）点电荷场强公式：，其中k是静电力常量，Q是     电荷的电荷量。

（2）方向：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

（1）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       和，这种关系叫做电场强度的叠加。

（2）场强的叠加本质是矢量叠加，所以应该用               定则计算电场强度。

3匀强电场：如果电场中各点的电场强度的                   这个电场就叫做匀强电场。

4.电场线：用来形象直观地描述电场的曲线，曲线上每一点的      方向都和该处的场强方向一致。

电场线的特点：

（1）电场线从              出发，终止于                      

（2）任意两条电场线不          。（3）电场线的疏密反应了电场强度的           。

 

 

课堂探究一、

（1）日常生活中的手推车的推力、绳拉船的拉力、滑块在桌面上滑动受到的摩擦力以及两个相距一定距离电荷之间的力，思考前三者的力与两个电荷之间的力有何不同？电荷之间的是如何发生相互作用的？

（2）电场看的见，摸得着吗？它是客观存在的吗？请举例说明。

（3）电场是怎么产生的？用什么来研究电场？

（4）在桌面上放一个有绝缘支座的带电体A，在A附近分别悬桂一个不带电的球和一个带电的球，观察发现不带电的球没有发生偏离，带电的球偏离了竖直位置，说明了什么？

【例1】（多选）关于电场，下列说法正确的是（　　）

A．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场

B．电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的性质是对放在其中的电荷有力的作用

C．电场是一种物质，它与其他物质一样，不依赖我们的感觉而客观存在

D．电场只能存在于真空中和空气中，不可能存在于物体中

课堂探究二、

若场源是带正电荷的球体，思考以下几个问题

（1）电荷产生的电场是看不见、摸不着的，那如何感知和研究电场呢？引入的试探电荷需要满足什么条件？

（2）小磁针可以检查磁铁周围磁场的强弱，撤去小磁针后，磁铁周围的磁场强弱会消失吗？那么电场中各点的强弱是否与试探电荷有关？

（3）怎样区别A、B两点的电场强弱？这说明电场的强弱与什么有关？

（4）直接用静电力来描述电场中各点的电场强弱，合适吗？

（5）不同试探电荷在A点所受的静电力是不同的。试着将q、2q、3q....的放到电场中的同一点，猜想它们的受力？哪个量是一个常量，可以用来反应这一点不变的场强？你的猜想和假设是否正确？

位置	试探电荷	q	2q	3q	...	nq	比值
某一位置A	静电力	F

 

 

 

（6）把同一试探电荷放在点电荷电场中不同位置，试探电荷受到的静电力方向一般____同。正、负试探电荷在同一位置所受静电力的方向______， 怎样定义电场强度的方向呢? 初中是怎样定义磁场的方向的? 对我们有什么启发? 还可以怎样定义电场强度的方向?

【例2】 关于电场强度的概念，下列说法正确的是(　　)

A. 由可知，某电场的场强E与q成反比，与F成正比

B. 正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入试探电荷的正负有关

C. 电场中某一点场强与放入该点的试探电荷的正负无关

D. 电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零

针对训练2、 在电场中的某点放入电荷量为的试探电荷时，测得该点的电场强度为E；若在该点