9.3 电场 电场强度（导学案）物理人教版必修第三册

该高中物理导学案围绕“电场 电场强度”展开，核心知识点包括电场的物质性、电场强度的定义式与点电荷决定式、电场线特点及匀强电场。课堂导入通过知识回顾库仑定律，衔接自主预习内容，以库仑定律为学习支架，帮助学生构建前后知识脉络。 资料特色在于融合核心素养培养，物理观念上强化电场客观存在的物质观念，科学思维通过比值定义法及控制变量等方法培养逻辑能力，科学探究结合模拟实验观察电场线分布，习题设计注重问题驱动，助力学生自主学习，提升探究能力与严谨科学态度。

第3节 电场 电场强度 物理观念：理解电场的物质性，让学生形成电场是客观存在的物质观念，掌握电场强度的定义、物理意义与矢量性；能区分电场强度的定义式与点电荷决定式，掌握匀强电场的特点；会用电场线描述电场的分布规律。 科学思维：通过比值定义法建立电场强度概念，体会“控制变量”“等效替代”的思维方法；能运用平行四边形定则分析简单的电场强度叠加问题。 科学探究：通过模拟平行金属板间电场线的实验，观察电场线分布，归纳匀强电场的特点，提升观察、分析、归纳的探究能力。 科学态度与责任：体会比值定义法在物理学中的普遍应用，培养严谨的科学逻辑；让学生认识科学本质，培养严谨态度，了解电场知识在生活中应用，增强社会责任感。 1.电场强度的定义式E=及物理意义；点电荷的电场强度公式E=k；电场线的特点(重点)。 2.电场强度定义式与决定式的区别，电场强度的矢量性与叠加原理(难点)。 【知识回顾】 第2节 库仑定律 一、电荷之间的作用力 1.库仑定律 (1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的 成正比，与它们的距离的 成反比，作用力的方向在 ，这个规律叫作库仑定律。这种电荷之间的相互作用力叫作 或 。 (2)表达式：F=k，其中r指的是两点电荷间的距离；k= N·m2/C2，叫作静电力常量。 2.点电荷 定义：当带电体之间的距离比它们自身的大小 ，以致带电体的 、 及 对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作带电的点，叫作 。 二、静电力计算 1.微观带电粒子间的万有引力 库仑力。在研究微观带电粒子的相互作用时，可以把万有引力忽略。 2.两点电荷间的库仑力与周围是否存在其他电荷 。 3.两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的 。这个结论叫作静电力叠加原理。 4.任何一个带电体都可以看成是由许多 组成的，如果知道带电体上的电荷分布，根 据 就可以求出带电体之间的静电力的大小和方向。 【自主预习】 第3节 电场强度 一、电场　电场强度 1.电场 电荷之间通过 相互作用。电场和磁场已被证明是一种客观存在。场像分子、原子等实物粒子一样具有能量，因而场也是物质存在的一种形式。 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。 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 与它的 之比，叫作该点的电场强度。 ②定义式：E=(适用于一切电场)。 ③单位： ，符号是 。 ④方向 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 。 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 。 二、点电荷的电场 1.点电荷的电场强度 (1)表达式： 。 (2)适用条件： 。 三、电场线 电场线的特点 (1)电场线从 出发，终止于 。不是闭合曲线。 (2)电场线在电场中 ，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。 (3)电场线的 可以用来比较各点电场强度的大小。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)电场线是为了形象描述电场而假想的曲线，实际不存在。 四、匀强电场 1.定义：如果电场中各点的电场强度 、 ，这个电场就叫作匀强电场。 2.特点： (1)匀强电场的电场线是相互 且 的直线； (2)电场线的疏密程度 ，即电场线分布 。 思考与讨论1 一、电场 1.电荷间相互作用需要直接接触吗？ 2.两块磁铁之间的磁力、空中物体受到的重力都是不直接接触而通过场来传递的。由此，想要描述电荷间相互作用，你有什么启发？ 思考与讨论2 二、电场强度 情境1：如图所示，试计算的比值。 情境2：如图所示，试计算的比值。 提问：通过计算，大家有什么发现？ 思考与讨论3 三、点电荷的电场 电场强度的叠加 如果空间中同时存在两个电荷，结合前面的研究过程，如何定义某点的电场强度？ 思考与讨论4 四、电场线 1.如何形象描述电场的大小及方向？ 2.尝试画出以下几种常见的电场线。 ①正点电荷； ②负点电荷； ③等量异种点电荷。 ④等量同种正点电荷； 思考与讨论5 五、匀强电场 匀强电场的电场线有何特征？ 【练习】在真空中O点放一个点电荷Q=+1.0×10−9C，直线MN通过O点，OM的距离r=30cm，M点放一个点电荷q=−1.0×10^−10C，已知静电力常数为9.0×109N⋅m2/C2，如图所示，求： (1)q在M点受到的作用力大小及方向； (2)M点的场强的大小及方向； (3)拿走q后M点的场强。 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 电场 电场强度 物理观念：理解电场的物质性，让学生形成电场是客观存在的物质观念，掌握电场强度的定义、物理意义与矢量性；能区分电场强度的定义式与点电荷决定式，掌握匀强电场的特点；会用电场线描述电场的分布规律。 科学思维：通过比值定义法建立电场强度概念，体会“控制变量”“等效替代”的思维方法；能运用平行四边形定则分析简单的电场强度叠加问题。 科学探究：通过模拟平行金属板间电场线的实验，观察电场线分布，归纳匀强电场的特点，提升观察、分析、归纳的探究能力。 科学态度与责任：体会比值定义法在物理学中的普遍应用，培养严谨的科学逻辑；让学生认识科学本质，培养严谨态度，了解电场知识在生活中应用，增强社会责任感。 1.电场强度的定义式E=及物理意义；点电荷的电场强度公式E=k；电场线的特点(重点)。 2.电场强度定义式与决定式的区别，电场强度的矢量性与叠加原理(难点)。 【知识回顾】 第2节 库仑定律 一、电荷之间的作用力 1.库仑定律 (1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上，这个规律叫作库仑定律。这种电荷之间的相互作用力叫作静电力或库仑力。 (2)表达式：F=k，其中r指的是两点电荷间的距离；k=9.0×109 N·m2/C2，叫作静电力常量。 2.点电荷 定义：当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作带电的点，叫作点电荷。 二、静电力计算 1.微观带电粒子间的万有引力远小于库仑力。在研究微观带电粒子的相互作用时，可以把万有引力忽略。 2.两点电荷间的库仑力与周围是否存在其他电荷无关。 3.两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。这个结论叫作静电力叠加原理。 4.任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的，如果知道带电体上的电荷分布，根据库仑定律就可以求出带电体之间的静电力的大小和方向。 【自主预习】 第3节 电场强度 一、电场　电场强度 1.电场 电荷之间通过电场相互作用。电场和磁场已被证明是一种客观存在。场像分子、原子等实物粒子一样具有能量，因而场也是物质存在的一种形式。 静止电荷产生的电场叫作静电场。它的基本性质是对放入电场的电荷有力的作用。 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，是电荷量和体积都很小的点电荷。 ②场源电荷：激发电场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=(适用于一切电场)。 ③单位：牛每库，符号是N/C。 ④方向 规定：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的方向相反。 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无关。 二、点电荷的电场 1.点电荷的电场强度 (1)表达式： E=k。 (2)适用条件：真空、静止、点电荷。 三、电场线 电场线的特点 (1)电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷。不是闭合曲线。 (2)电场线在电场中不相交，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。 (3)电场线的疏密可以用来比较各点电场强度的大小。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)电场线是为了形象描述电场而假想的曲线，实际不存在。 四、匀强电场 1.定义：如果电场中各点的电场强度大小相等、方向相同，这个电场就叫作匀强电场。 2.特点： (1)匀强电场的电场线是相互平行且等距的直线； (2)电场线的疏密程度相同，即电场线分布均匀。 思考与讨论1 一、电场 1.电荷间相互作用需要直接接触吗？ 答案 不需要。 2.两块磁铁之间的磁力、空中物体受到的重力都是不直接接触而通过场来传递的。由此，想要描述电荷间相互作用，你有什么启发？ 答案 可以类比，电荷A对电荷B的作用，实际上是电荷A的电场对电荷B的作用；反过来，电荷B对电荷A的作用，实际上是电荷B的电场对电荷A的作用。 思考与讨论2 二、电场强度 情境1：如图所示，试计算的比值。 情境2：如图所示，试计算的比值。 提问：通过计算，大家有什么发现？ 答案 结果都是=k。即在电场中的同一位置，不同的试探电荷受到的电场力与其电荷量的比值 是相等的。 思考与讨论3 三、点电荷的电场 电场强度的叠加 如果空间中同时存在两个电荷，结合前面的研究过程，如何定义某点的电场强度？ 答案 若场源是多个点电荷，则某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。 思考与讨论4 四、电场线 1.如何形象描述电场的大小及方向？ 答案 在电场中引入电场线，用来表示电场强度的大小和方向。 2.尝试画出以下几种常见的电场线。 ①正点电荷； ②负点电荷； ③等量异种点电荷。 ④等量同种正点电荷； 思考与讨论5 五、匀强电场 匀强电场的电场线有何特征？ 答案 (1)匀强电场的电场线是相互平行且等距的直线； (2)电场线的疏密程度相同，即电场线分布均匀。 【练习】在真空中O点放一个点电荷Q=+1.0×10−9C，直线MN通过O点，OM的距离r=30cm，M点放一个点电荷q=−1.0×10^−10C，已知静电力常数为9.0×109N⋅m2/C2，如图所示，求： (1)q在M点受到的作用力大小及方向； (2)M点的场强的大小及方向； (3)拿走q后M点的场强。 【答案】(1)1.0×10−8N，水平向左(2)100N/C，水平向右(3)100N/C，水平向右 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $