人教版（2019）物理（必修第三册）

第九章 静电场及其应用

第3节．电场 电场强度

课时1：电场基础及点电荷电场

【课标要求】

1. 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．掌握点电荷电场性质.

2. 通过对等量异种电荷电场强度的计算，了解电场强度的叠加原理．

【学习目标】

1. 掌握电场的基本概念和性质．

2. 使用电场强度公式进行计算．

3. 理解电场公式间的联系与区别．

【学习重难点】

重点：1．掌握电场及电场强度的基本性质.

      2. 掌握点电荷电场基本性质.

难点：能够对电场的性质进行分析，并掌握电场的叠加原理．

课本导练

预备知识

1. 电场：_________________________________________________．

2. 电场强度

（1）试探电荷与场源电荷

①试探电荷：_______________________________________________．

②场源电荷：_______________________________________________．

（2）电场强度

①定义：_________________________________________________．

②定义式：________________________________________________．

3. 点电荷的电场 电场强度的叠加

（1）真空中点电荷的电场场强公式：_________________________________．

（2）电场强度的叠加：_________________________________________．

预习自测

1．关于电场强度，小明有以下认识：

A．若在电场中的 点不放试探电荷，则 点的电场强度为0；

B．点电荷的电场强度公式 表明点电荷周围某点电场强度的大小与该点到场源电荷距离 的二次方成反比，在 减半的位置上电场强度变为原来的4倍；

C．电场强度公式 表明电场强度的大小与试探电荷的电荷量 成反比，若 减半，则该处的电场强度变为原来的2倍；

D．匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在其中受力都相同.

你认为他的看法正确吗？请简述你的理由.

2．如图， 、 、 、 是正方形的四个顶点，在 点和 点放有电荷量都为 的正电荷，在 点放了某个未知电荷 后，恰好 点的电场强度等于0．求放在 点的电荷电性和电荷量．

展示讨论

小组讨论课本导练内容，并完成下列问题讨论且进行展示．

1. 如图真空中有两个点电荷 为 、 为 分别固定在 轴的坐标为0和 的位置上．

（1） 轴上哪个位置的电场强度为0？

（2） 轴上哪些位置的电场强度的方向是沿 轴的正方向的？

2. 在一个点电荷 的电场中，让 轴与它的一条电场线重合，坐标轴上 、 两点的坐标分别为 和 （图甲）．在 、 两点分别放置试探电荷，其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系，如图乙中直线 、 所示．

（1）求 点和 点的电场强度的大小和方向；

（2）点电荷 所在位置的坐标是多少？

3. 如图，电荷量为 的点电荷与均匀带电薄板相距 ，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心．若图中 点的电场强度为0，求带电薄板产生的电场在图中 点的电场强度．

点评点拨

一、电场及其基本性质

电场的产生

电场是存在于带电体周围的且传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质．电荷间的作用总是通过电场进行．

基本性质

电场具有通常物质所具有的力和能量等客观属性．

1. 电场的力的性质：电场对放入其中的电荷有作用力，这种力称为电场力．

2. 电场的能的性质：当电荷在电场中移动时，电场力能对电荷做功（这说明电场具有能量）．

静电场

静止电荷产生的电场叫作静电场，静电场对电荷的作用力称为静电力．

例1．
下列说法中正确的是（　　）

A．根据可知，电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的静电力成正比

B．电场中某点的电场强度，与试探电荷的受力大小及带电荷量无关

C．电场中某点的电场强度方向即试探电荷在该点的受力方向

D．公式和只适用点电荷形成的电场

变式1．
有关电场的理解，下述正确的是（      ）

A．由 可知，电场强度E跟放入的电荷q所受的电场力成正比

B．只有当电场中存在试探电荷时，电荷周围才出现电场这种特殊的物质，才存在电场强度

C．电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关

D．由公式 可知，在试探电荷离带电体很近时，r接近于零，电场强度达无穷大

二、电场强度

概念

在电场中某一点，试探电荷在该点所受静电力与其所带电荷量的比值是一个与试探电荷无关的量，于是将放入电场中某点的电荷所受静电力跟它的电荷量的比值定义为该点的电场强度，用E表示．

性质

1.  _______________________________________

2.  _______________________________________

3.  _______________________________________

物理意义

表示电场强弱和方向的物理量，数值上等于单位电荷在电场中受到的静电力的大小．

例2．
当在电场中某点放入电荷量为q的正试探电荷时其所受电场力为F，并由此得出该点场强为E；若在同一点放入电荷量为q′=2q的负试探电荷时，则下列描述正确的是（      ）

A．该点场强大小为2E，方向与E相同

B．该点场强大小仍为E，但方向与E相反

C．带负电的试探电荷q′在该点所受电场力大小为2F，方向与E相反

D．带负电的试探电荷q′在该点所受电场力大小仍为F，方向与E相同

三、点电荷的电场 电场强度的叠加

点电荷的电场

表达式：