1.导学案 第九章 静电场及其应用 3. 第1课时 电场 电场强度的叠加（课件PPT）-【满分思维】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）配套课件

该高中物理课件聚焦电场、电场强度及叠加原理，通过“情境引领”展示试探电荷在不同位置受力差异，以问题链（如“用何量表征电场强弱”“E与F、q是否有关”）为支架，衔接库仑定律与电场性质，引导学生从受力分析过渡到电场强度概念的构建。 其亮点在于以物理观念（相互作用观念）和科学思维（科学推理、模型建构）为核心，通过“辨析明理”（判断E=F/q中q的含义等）、“典例精研”（如点电荷电场计算、叠加原理应用）及“归纳总结”（对比定义式与决定式），帮助学生深化认知。典例3通过等量异种电荷电场叠加计算，培养矢量合成能力，助力学生理解概念本质，也为教师提供结构化教学资源，提升教学效率。

3.电场　 电场强度 第1课时　电场　电场强度的叠加 01 课堂检测·自我诊断 学习任务一 学习任务二 内容概览 学习目标 学后评价 1.知道电场的概念及电场的基本性质。 优秀□　　良好□ 2.理解电场强度及其定义式,并能用该公式进行有关计算。 优秀□　　良好□ 3.会推导点电荷电场强度的计算式并能进行有关的计算。 优秀□　　良好□ 4.知道电场强度的叠加原理,会应用该原理进行简单计算。 优秀□　　良好□ 返回 学习任务一　电场　电场强度 【情境引领】 把同一试探电荷放在电场中的不同位置,由图可知,该试探电荷在不同点所受的静电力的大小和方向不相同,这说明各点的电场的强弱和方向不相同。 返回 问题1.用什么物理量表征电场的强弱?如何定义这个物理量? 提示:电场强度,可以通过试探电荷受力来定义。 问题2.同一位置,放不同的试探电荷,试探电荷受力越大,则该位置电场强度越大吗? 提示:E与F无关,E与试探电荷q无关。 返回 【新知导学】 1.电场 (1)电场:存在于_____周围的一种特殊物质,电荷之间的相互作用是通过 _____产生的。 (2)场像分子、原子等实物粒子一样具有_____,场是_____存在的一种形式。 (3)静止电荷产生的电场叫作_______。它的基本性质是对放入电场的电荷 有___的作用。 电荷 电场 能量 物质 静电场 力 返回 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_____的点电荷。 ②场源电荷:_________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_______跟它的_______之比,叫 作该点的电场强度。 很小 激发电场 静电力 电荷量 返回 ②定义式:E=(适用于一切电场)。 ③单位:_______,符号是_____。 ④方向的规定:与正电荷在该点所受的静电力的方向_____;与负电荷在该 点所受的静电力的方向_____。 ⑤电场强度反映了电场的力的性质,但与试探电荷受到的静电力大小_____ (选填“有关”或“无关”)。 ⑥电场中某点的电场强度E是唯一的,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_____(选填“有关”或“无关”)。 牛每库 N/C 相同 相反 无关 无关 返回 【辨析明理】 1.判断下列说法的正误 (1)E=中的q是场源电荷。(　　) (2)若在电场中某点放置负试探电荷,则该点的电场强度方向与放置正试探电荷时相反。(　　) (3)若在电场中的某点不放试探电荷,则该点的电场强度为0。(　　) 提示:(1)×　(2)×　(3)× 2.根据电场强度的定义式E=,能否认为E与F成正比,与q成反比? 提示:不能,E的大小与F、q的大小无关。 返回 【典例精研】 [典例1](2025·福州高二检测)在真空中O点放一个点电荷Q=+2.0×10-9 C,直线MN通过O点,OM的距离r=20 cm,在M点放一个点电荷q=+2.0×10-10 C (k=9.0×109 N·m2/C2),如图所示,求: (1)点电荷q在M点受到的库仑力大小; (2)M点的电场强度; (3)拿走q后M点的电场强度大小。 返回 【解析】(1)根据库仑定律可得,点电荷q在M点受到的库仑力大小F=k 代入数据即得F=9.0×10-8 N (2)根据电场强度的定义,可得M点的电场强度E= 代入数据解得E=450 N/C 方向由O点指向M点; (3)电场强度是由电场本身的性质决定的,与试探电荷无关,故拿走q后M点的电场强度大小不变,仍为450 N/C。 答案:(1)9.0×10-8 N (2)450 N/C,方向由O点指向M点 (3)450 N/C 返回 【对点训练】 (2025·毕节高二检测)在静电场中有a、b两点,试探电荷在两点的静电力F与电荷量q满足如图所示的关系,请问a、b两点的电场强度大小之比等于(　　) A.1∶1 B.2∶1 C.3∶1 D.4∶1 【解析】选D。设F-q图像的横坐标单位长度电荷量为q0,纵坐标单位长度的力大小为F0,根据E=,可知F-q图像斜率表示电场强度,由图可知Ea==4,Eb==,可得=4∶1,故选D。 √ 返回 学习任务二　点电荷的电场　电场强度的叠加 【情境引领】 如图,可视为点电荷的带电体A在它周围的空间会产生电场,A带电荷量为Q,距离A为r的某处一带正电的点电荷q受力如图所示。 问题1.判断q所在处电场的方向。 提示:与F方向相同。 问题2.计算q所受库仑力F的大小。 提示:F=k。 返回 问题3.根据电场强度的定义,计算q所在位置的电场强度。 提示:E==k。 返回 【新知导学】 1.点电荷的电场强度 (1)表达式:E = k。 (2)适用条件:真空、静止、_______。 (3)方向: ①当Q为正电荷时,电场强度E的方向沿半径_____(如图甲); ②当Q为负电荷时,电场强度E的方向沿半径_____(如图乙)。 点电荷 向外 向内 返回 2.电场强度的叠加原理 在几个点电荷共同形成的电场中,电场中任意一点的总电场强度等于各个 点电荷在该点各自产生的电场强度的_______。 说明:一个半径为R的均匀带电球体(或球壳)在外部产生的电场,与一个位于 球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同(如图)。 矢量和 返回 【辨析明理】 1.判断下列说法的正误 (1)公式E=与E=中q与Q含义不同。(　　) (2)根据公式E=k可知,电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量Q成正比,与r2成反比。(　　) (3)由E=知,在以Q为球心、r为半径的球面上,各处场强相同。(　　) 提示:(1)√　(2)√　(3)× 返回 2.由E=k可知,在离点电荷很近的地方,r接近于0,电场强度是否为无穷大? 提示:E=k适用于真空中的点电荷,当r接近于0时,Q不能看作点电荷,此时公式已经不能用来求电场强度了。 返回 【典例精研】 角度1　点电荷的电场 [典例2](2025·宿州高二检测)真空中,在与带电荷量为+q1的点电荷相距r的M点放一个带电荷量为-q2的试探电荷,此时试探电荷-q2受到的电场力大小为F,方向如图所示。已知静电力常量为k,则(　　) A.M点的电场强度方向与F方向相同 B.M点的电场强度大小为k C.M点的电场强度大小为 D.取走试探电荷-q2,M点电场强度变为零 √ 返回 【解析】选C。由于试探电荷带负电,故电场强度方向与电场力方向相反,故A错误;根据点电荷电场强度公式可得M点的电场强度大小为E=k,故B错误;根据电场强度的定义式可得M点的电场强度大小为E=,故C正确;电场强度是电场本身的性质,与放不放电荷,放什么电荷均无关,故D错误。 返回 【归纳总结】 E=与E=k的比较 项目 E=(定义式) E=k(决定式) 意义及用途 给出了一种量度电场强弱的方法 指明了点电荷电场强度大小的决定因素 适用范围 一切电场 真空中静止点电荷的电场 E与各量关系 E的大小与F、q的大小无关 E∝Q,E∝ Q或q的意义 q是试探电荷的电荷量,Q是场源电荷的电荷量 返回 角度2　电场强度的叠加 [典例3]如图所示,真空中,电荷量分别为+Q和-Q的点电荷A、B相距r,静电力常量为k,求: (1)两点电荷连线的中点O处的电场强度大小和方向。 (2)在两点电荷连线的中垂线上,距A、B两点都为r的O'点的电场强度大小和方向。 返回 【解析】(1)如图甲所示,A、B两点电荷在O点产生的电场强度方向相同,均为A→B。A、B两点电荷分别在O点处的电场强度大小EA=EB==。 O点处的电场强度大小为EO=EA+EB=,方向为A→B。 (2)如图乙所示,EA'=EB'=,由矢量图结合几何关系可知, O'点的电场强度大小EO'=EA'=EB'=,方向平行于AB向右。 答案:(1)　方向为A→B (2)　方向平行于AB向右 返回 课堂小结 情境实践 答案:①力　②E=　③正　④N/C 如图所示,等边三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷+q、-q、-q,已知三角形边长为L,静电力常量为k,则该三角形中心O点处的电场强度大小、方向如何? 返回 01 课堂检测·自我诊断 返回 1.关于电场强度,下列说法正确的是 (　　) A.电场看不见,摸不着,因此电场实际不存在 B.电荷间的相互作用是通过电场发生的 C.根据电场强度的定义式E=可知,E与F成正比,E与q成反比 D.由公式E=可知,放入电场中某点的检验电荷电荷量Q越大,则该点的电场强度越大 √ 返回 【解析】选B。电场看不见,摸不着,但电场实际存在,故A错误;每个电荷在周围空间会产生电场,对放入其中的电荷有力的作用,反之亦然,故电荷间的相互作用是通过电场发生的,故B正确;E=为电场强度的定义式,E与F、q无关,与电场的本身属性有关,故C错误;E=是点电荷产生的电场强度的决定式,E与场源电荷Q成正比,与r2成反比,与检验电荷无关,所以放入电场中某点的检验电荷电荷量Q越大,该点的电场强度不变,故D错误。 返回 2.在同一电场中的A、B、C三点分别引入试探电荷时,测得的试探电荷的电荷量和它所受静电力的函数图像如图所示,则此三点的电场强度大小EA、EB、EC的关系是 (　　) A.EA>EB>EC B.EB>EA>EC C.EC>EA>EB D.EA>EC>EB 【解析】选C。根据F=qE可知,F-q图像的斜率大小表示电场强度大小,则C的斜率绝对值最大,B的斜率最小,此三点的电场强度大小EA、EB、EC的关系是EC>EA>EB,故选项C正确。 √ 返回 3.如图所示,三角形PMN,∠MPN=45°,∠MNP=60°,将一点电荷固定在M点,P点的电场强度大小为E1,N点的电场强度大小为E2,则E1和E2的比值为 (　　) A. B. C. D. 【解析】选B。根据正弦定理可得=,解得=,根据点电荷电场强度的公式可得E1=k,E2=k,则E1和E2的比值为==,故选B。 √ 返回 4.如图,在(a,0)位置放置电荷量为q的正点电荷,在(0,a)位置放置电荷量为q的负点电荷,在距P(a,a)为a的某点处放置正点电荷Q,使得P点的电场强度为零。则Q的位置及电荷量分别为(　　) A.(0,2a),q B.(0,2a),2q C.(2a,0),q D.(2a,0),2q √ 返回 【解析】选B。(a,0)和(0,a)两点处的电荷量为q的点电荷在P点产生的电场强度的矢量和为E=,方向如图所示   [由点(a,a)指向点(0,2a)],由距P点为a的某点处放置正点电荷Q,使得P点电场强度为零可知,此正电荷位于(0,2a)点,且电荷量Q满足=,解得Q=2q,B正确。 返回 $