9.3 电场 电场强度 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件围绕“电场 电场强度”展开，涵盖电场的物质性、电场强度的定义与计算、点电荷电场、场强叠加及电场线等核心知识点。课堂通过“非接触力如何传递”的问题链导入，衔接库仑定律，以表格分析试探电荷受力与电量关系等学习支架，引导学生从定性认知到定量定义电场强度。 其亮点在于以问题驱动科学探究，通过表格数据推理得出电场强度定义式（科学思维），结合电场线模型建构直观描述电场（物理观念）。例如利用点电荷电场中不同位置试探电荷的受力表格，让学生自主发现F/q为定值，培养科学推理能力。学生能深化对电场本质的理解，教师可借助结构化内容与多样化练习提升教学效率。

9.3电场电场强度 课堂引入 首先请美女站在这个绝缘板上 ☐思考讨论：在真空中两个静止点电荷它们又没有直接接触 它们之间的库仑力是如何产生的呢？ 2305 电荷可的作用力卖验 对于像万有引力和静电力这样的非接触物 体之间存在的作用力. 这些力是怎样传递的？ 一、电场 1、英国科学家法拉第提出：在电荷的周围存在着由它产生的电场 A B 电荷 电场 电荷 电荷之间通过电场相互作用 英国物理学家法拉第 (1791-1867) 一、电场 1.电场：存在于电荷周围的一种特殊物质。 注意：电场以及磁场已被证明是一种客观存在的物质， 场像分子、原子等实物粒子一样具有能量， 场也是物质存在的一种形式。 本章只讨论静止电荷产生的电场。 2.静电场：静止电荷产生的电场。 3.电场的基本性质： ①电场对放入其中的电荷有力的作用； ②电荷之间的相互作用就是通过电场来传递的。 A B 电荷 电场 电荷 电荷之间通过电场相互作用 4.电场力：电场对电荷有力的作用叫电场力。 电场一一电荷周围存在的一种特殊物质 静电场 场源电荷 场源电荷 思考：1.电场有强弱吗？ 2.用什么测量电场的强弱？如何测量？ 二、 电场的描述-定量 问题：用什么可以检验空间中存在的看不见又摸不着的电场？ 场源电荷 试探电荷 (电量小，体积小) FB 问题：能否用检验电荷所受的电场力来描述某点电场的强弱？ 观察与思考 怎样描述电场的强弱？ 激发电场的电荷 +q FF 2F 3F 场源 +0 试探 电荷 电荷 点电荷Q周围4点和D点处放入不同的试探电荷，请根据已学知识以及对电 场强弱的猜想补充完成下表： A D 2r 试探电荷 试探电荷 电场强弱 位置 试探电荷 试探电荷 电场强弱 位置 电量 受力 猜想 电量 受力 猜想 9 94 9 4r2 4r2 9 2 2r2 2 8r2 4r2 A m k 3r2 m k9g 12r2 42 ●●●●●● ●●●●● ●●●●●● ●●◆●● ●●●●●● 0 0 0 0 4r2 观察与思考 实验发现： 1.电场中的同一点，不同电荷所受力不同，比值 定的。 般不同。 2.电场中的不同点，同一电荷所受力一般不同，比值 结论： F 能反映电场在各点的性质 9 二、电场强度 1.定义：放入电场中某点的试探电荷所受的电场力F与它的电荷量q 的比值。 2.定义式： (比值定义法)E与F成正比，与a 适用于任何电场 3.单位：牛每库，符号N/C 思考：怎样定义电场强度的方向呢？ 说明：电场力的方向与电性有关， 而电场强度方向是确定的 -q F 规定：电场中某点电场强度 的方向与正电荷在该点所受 的静电力的方向相同。 按照这个规定：负电荷在电场 中某点受到的电场力的方向跟 该点的电场强度方向相反。 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，与负电荷在该点所受的静电力方向相反。 5.物理意义：反映电场强弱的物理量，某点的电场强度数值上等于 单位正电荷在该点所受的电场力。 注意：1、电场强度是描述电场大小和方向的物理量 2、电场强度与试探电荷有无大小都无关 电场强度的两个性质： 1唯一性：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、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。 2矢量性：电场强度也描述电场的方向，是矢量，其方向与在该点的正电 荷所受电场力的方向相同，与在该点的负电荷所受电场力的方向相反。 三、点电荷的电场 点电荷是最简单的场源电荷，它激发的电场有什么特点呢？ 如果以Q为中心作一个球面，则 F=k 99 球面上各点的电场强度大小相等。 E F 9 Q:场源电荷 r:电场中点到Q的距离 虑考：同一球面上的场强相同吗 (4)公式对比： E-￡和r-kg 的区别 适用范围 电荷的意义 E-K 定义式，适用 q是检验电荷， 于一切电场 E与q无关 E=k 号 仅对点电荷 Q是场源电荷， 的电场适用 E与Q成正比 课堂练习1 1.由电场强度的定义式E=F/q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.电场中某点的场强为零，则在该点的电荷受到的电场力可以 不为零 C.无论试探电荷所带的电荷量如何变化，场强E始终不变 D.一个不带电的小球在P点受到的电场力为零，则P点的场强一 定为零 课堂练习2 2.在带负电荷的导体A附近有一点B,如在B处放置一个q1=一2.0×10-8C 的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0×10-6N,方向如图，则： (1)B处电场强度多大？方向如何？ (2)如果换成一个92=+4.0×10-7C的电荷放在B点，其受力多大？此时 B处电场强度多大？ (3)如果将B处电荷拿走，B处的电场强度是多大？ E1_4.0×106 EB l912.0X108N/C=200N/C, A 四、电场强度的叠加 电场强度的叠加：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。 电场强度的运算遵循平行四边形定则 E 独立性：同一 EE 空间内各个场 ⊕ ⊕ 强对电荷的作 01 P E2 02 01 02 用互不影响。 附：带电球体的场强 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。 Q P E=k 2 课堂练习3 3.已知：两个等量异种点电 荷带电量均为Q,固定在图 中A、B两处，两点电荷相距 d,请求出图中两电荷连线的 垂直平分线上C处场强的大 2人600 小和方向？并作图示意。 A B 课堂练习4 4.如图所示，M、N和P是以MW为直径的半圆孤上的三，点，O,点为 半圆孤的圆心，∠M0P=90°。电荷量相等、电性相反的两个点 电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N,点 处的点电荷移至P点，则0点的电场强度的大小变为E2。E1与E2之 比为(B 90° A.1,V2 B.V2,1 C.2V3D.4.V3 五、电场线 思考：电场看不见，摸不着，有没有形象化描述的办法？ EB Ec Michael Faraday. 英国物理学家法拉第采用了一个简洁的方法来描述电场，那就是电 场线。即在电场中画出一系列有方向的曲线，使曲线上每点的切线 方向都跟该点的场强方向一致. 五、电场线 1.定义：电场线是用来形象地描述电场强弱与电场强度方向特性的 一簇曲线。 注：电场线是为形象描述电场而引入的假想线，不存在！ (1)电场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 小的地方电场强线较疏，因此可以用电场线的疏密来表示电场强度的 相对大小。 2.电场线的特点 (1)电场线总是从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，因此电场 线不是闭合曲线： (2)电场线在电场中不相交，也不会相切。（同一点的电场不能有两个方向) (3)在同一电场中，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。 (4)电场线并不是真实存在的，只是为了描述电场方便而假想的线。 (5)不能用带电粒子在电场中运动的轨迹来描绘电场线。 (6) (7) 几种常见电场中电场线的分布情况 (1)正、负点电荷的电场线分布 1,以点电荷为球心 空间立体 作个球面（空间 的，不是 的)，电场线处处 平面的 与球面垂直，在此 甲：正电荷 乙：负电荷 球面上场强大小处 特点： 处相等，方向不同。 2,离点电荷越近，电场线越密， 场强越大 电场线不相交，不相切，不闭合 电场线起于正电荷或无穷远处，止于无穷远 处或负电荷 (2)等量异种点电荷的电场线分布 IA点 水平方向0点场强最小 竖直方向0点场强最大 特点： 无穷远处场强最小为零 a、沿点电荷的连线，场强方向相同，大小先变小后变大 b、两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且总与中垂面（中 垂线)垂直，因此，在中垂面（线）上移动电荷时电场力不做功。 c、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点0等距离各点场强相等。 (3)等量同种点电荷的电场线分布 没有画电场线的地方有电场 0点场强最小，为零 竖直方向场强先变大后 变小，无穷远处为零 特点： a、两点电荷连线中点0处场强为0 b、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为0 c、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏 (4)匀强电场 特点： +++++++++ ①匀强电场是大小和方向都相同的电场，故 匀强电场的电场线是平行等距同向的直线。 ②电场线的疏密反映场强大小，电场方向与 电场线平行。 5.点电荷与带点平板 特点： 电场线与导体表面垂直，在导体表面移动电荷，电场力不做功。 小结：电场线的特征 1)、电场线是假想的，实际电场中并不存在 2)、切线方向为该点场强方向 3)、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷， 孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止于（或 起于)无穷远处点 4)、电场线密的地方场强强，电场线疏的地方 场强弱 5)、电场线不相交，不相切，不闭合 6)、 7)、 课堂练习5 5.以下说法正确的是() B A.电场线是电场中实际存在的线 B.电场线是从正电荷（或无穷远）发出，到负电荷或（无穷远）终止的不封闭曲线 C.一对正、负电荷的电场线不相交，但两对以上正负电荷的电场线可能相交 D.电场线的疏密程度反映电场强度大小，电场中没有电场线的地方，场强为零 课堂练习6 6如图所示，空间有一电场，电场中有两个点a和b,表述正确的是( A.该电场是匀强电场 B B.a点的电场强度比b点的大 C.b点的电场强度比a点的大 D.正电荷在a、b两点受力方向相同 课堂练习7 7.一带电粒子从电场中的A点运动到邮点，其运动轨迹如图中虚线所示，若 不计粒子所受重力，下列说法中正确的是（)B A.粒子带负电荷 B.粒子的初速度不为零 A C.粒子在A点的速度大于在B点的速度 D.粒子的加速度大小先减小后增大 B 课堂练习8 &.法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场，下图为点电荷α、b所形 成电场的电场线分布图，以下几种说法正确的是( A.a、b为异种电荷，a的电荷量小于b的电荷量 B.a、b为异种电荷，a的电荷量大于b的电荷量 C.a、b为同种电荷，a的电荷量大于b的电荷量 D.a、b为同种电荷，a的电荷量小于b的电荷量 课堂练习9 9图中的虚线为真空中两个半径相同的金属球体之间的部分电场线，电场 线关于两球心连线的垂直平分线00'对称，a和a'、b和b'分别关于00'对 称。下列说法正确的是（ A.两个金属球一定带同种电荷 B.a、a'两点的电场强度相同 C.b、b'两点的电场强度相同 D.将一电荷量为q的负电荷从a移动到a',静电力不做功 9(多选)下列关于电场强度的两个表达式E=和E=9的叙述正确的是 A.E=F是电场强度的定义式，F是放入电场单的电荷所受的力，q是产生电场 9 的电荷的电荷量 B.E=E是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力， 9是放入电场中电荷的电荷量 C.E=ko 是点电荷电场强度的计算式，Q是产生电场的电荷的电荷量 D对于库仑定律表达式F一4，式中g是点电荷q产生的电场在点电荷91 处的电场强度大小 2 BCD 10.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EA4、EB、Ec的关系是 A.EA>EB>EC B.EB>EA>EC C.EC>EA>EB D.EA>EC>EB 11.(2024广州市实验外语学校高二期中)如图所示，Q是真空中固定的点 电荷，a、b、c是以Q所在位置为圆心、半径分别为r或2r球面上的三点， 电荷量为一g的试探电荷在a点受到的库仑力方向指向Q,则 A.Q带负电 2 B.b、c两点电场强度相同 C.a、b两点的电场强度大小之比为4：1 D.将a处试探电荷电荷量变为十2g,该处电场强度 变为原来的两倍 12.(多选)如图是电场中的一条电场线，在该电场线上有α、b两点，用Ea、 E6分别表示两点电场强度的大小，有 A.a、b两点的电场强度方向相同 AD B.因为电场线是直线，所以E。=Eb a b C.因为电场线由a指向b,所以Em>Eb D.不知道a、b附近电场线的分布情况，Ea、Eb的大小不能确定 13.(2023·河南省武陟县第一中学高二月考)用电场线能很直观、方便地比 较电场中各点电场强度的强弱。如图是等量异种点电荷形成电场的电场线 A、B为同一电场线上的两点，以下说法正确的是 A.A、B两点电场强度相同 B.两个点电荷连线上的电场强度，连线中点电场 强度最小 C.将一正点电荷从A点无初速度释放一定会沿电场线运动到B点 D两个点电荷连线的中垂线上各点电场强度方向相同，大小相等 作业： 4班：练习册P6-P8 2班：练习册P19-P29