1.3 电场与电场强度 课件 -2026-2027学年高二上学期物理鲁科版必修第三册

1.3电场与电场强度 学习目标、重难点 1 新课讲解 3 新课导入 2 课堂练习 4 教考衔接 5 课堂小结 6 目录 【学习目标】 物理观念：理解电场是客观存在的特殊物质；掌握电场强度的定义式、矢量性及点电荷场强公式。 科学思维：体会用比值法定义物理量的方法；运用类比与模型建构理解电场的物质性。 科学探究：通过试探电荷受力分析探究电场强弱；经历从力到场的概念抽象过程。 科学态度与责任：认同场是物质存在形式的科学观；培养严谨推理、尊重证据的态度。 【学习重难点】 重点： 电场强度的定义式E=F/q及其物理意义；点电荷电场强度公式的推导与应用。 难点： 理解电场强度与试探电荷无关的本质属性；区分定义式与决定式的适用条件。 【新课导入】 问题： 通过起电机使人体带电，人的头发会竖起散开。为什么会出现这样的现象？你会解释产生这一现象的原因吗？ 【新课导入】 弹力和摩擦力都是在两个物体相互接触的情况下发生的。而两个电荷没有接触，就可以发生静电力的作用。那么，电荷间的相互作用是通过什么发生的？ Ａ Ｂ + + 【新课讲解】 一、电场及电场力 19世纪30年代，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。 法拉第（1791-1867） 电场 电场 电场 电场 FB ＋ 电荷A 电荷B — 【新课讲解】 B A F F 产生 施力于 电场B 施力于 产生 电场A 电荷A 电荷B 电场对场中的其他电荷产生力的作用 【新课讲解】 1.定义：电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质 2.电场的基本性质：对放入电场的电荷有力的作用，这种力叫做电场力。 电场看不见、摸不着的但又客观存在的特殊物质。 电场像分子、原子等实物粒子一样具有能量。 电荷 电场 电荷 A B 3.静电场：静止电荷产生的电场，叫作静电场。 【新课讲解】 二、电场强度 电场对电荷有力的作用，怎样描述这种作用呢？ ＋q FA ＋q FB 场源电荷：产生电场的电荷 试探电荷（或称为检验电荷） ＋Q 【新课讲解】 FA B A +q +Q +q 【探究1】如图，电荷+Q周围存在电场，把试探电荷+q分别放入电场中A、B两点，试大致画出电荷+q受到电场力FA、FB？ FB 比较FA与FB，关于A、B两处的电场有何看法？ 电场有强弱、有方向 电场的强弱和方向与空间位置有关 q是用来检验电场的电荷——检验电荷或试探电荷 Q是被检验的电荷——场源电荷或源电荷 对试探电荷的要求： 电量足够小：对场源电荷的分布不产生明显影响，不改变原电场 体积足够小：可以精确检测电场各位置 【新课讲解】 试探电荷在电场中某点受到的力F与试探电荷的电荷量q成正比： 是比例常数，与无关 【探究2】电场是一种客观存在，某一位置的电场应该是确定的。 寻找一个不变的量 【新课讲解】 负电荷在电场中某点受到的电场力的方向跟该点的场强方向相反。 场强的矢量性： +Q +q F E -Q +q F E +Q -q F E E -Q -q F 电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受静电力的方向相同。 【新课讲解】 三、电场线 电场看不见,摸不着,除了用公式描述电场以外，我们还可以用什么方法形象地了解和描述电场中各点电场强度的大小和方向呢？ 法拉第采用了一个简洁的方法来描述电场，那就是电场线。 法拉第 【新课讲解】 电荷间的电场分布 在装有蓖麻油的玻璃器皿里撒上一些细小的头发屑，再加上电场，头发屑会重新排列。图（a）是头发屑在一对等量异种电荷形成的电场中的排列情况，图（b）是头发屑在一对等量同种电荷形成的电场中的排列情况。这两幅图分别有什么特点？ 头发屑的排列与两个异名磁极间的磁感线类似 头发屑的排列与两个同名磁极间的磁感线类似 可仿照用磁感线描 述磁场的方法，用类似的曲线来描述电场。 【新课讲解】 如果在电场中画一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致，这样的曲线叫作电场线。 为了形象描述电场而引入的假想曲线，并不真实存在 1.定义： 电场线的疏密表示电场的强弱。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线较疏。 A B 【新课讲解】 2.电场线的特点 (1)电场线是为了形象描述电场而假想的线，实际并不存在。 (2)任意两条电场线不相交。 (3)电场线的疏密表示电场的强弱；电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度的方向。 (4)电场线总是从正电荷指向无穷远处，终止于无穷远处或负电荷，即电场线不闭合，在无电荷处不中断。 3.电场真实存在，电场线是假想的线，实际电场中并不存在。 【新课讲解】 4.常见电场线 （1）孤立的正、负点电荷的电场线 特点： （1）离点电荷越近，电场线越密，场强越大。 （2）以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。 正点电荷 光芒四射 负点电荷 众矢之的 【新课讲解】 （2）等量异种点电荷的电场线 ①两电荷的连线上: a.各点电场强度的方向由正电荷沿两电荷的连线指向负电荷，O点的电场强度最小，从O点沿两电荷的连线向两边逐渐增大； b.两电荷的连线上，任一点c与它关于O点对称的点d的电场强度相同。 【新课讲解】 ②两电荷连线的中垂线上: a.各点的电场强度方向为由正电荷的一边指向负电荷的一边，且与中垂线垂直，O点的电场强度最大，从O点沿中垂线向两边逐渐减小，直至无穷远时为零； b.中垂线上任意一点a与该点关于O点的对称点b的电场强度大小相等方向相同。 【新课讲解】 （3）等量同种点电荷的电场线 ①两电荷的连线上： a.每点电场强度的方向由该点指向O点，大小由电场强度为零的O点开始向两端逐渐变大； b.任意一点c与该点关于O点的对称点d的电场强度大小相等、方向相反。 【新课讲解】  ②两电荷连线的中垂线上: a.O点和无穷远处的电场强度均为零，所以在中垂线上，由O点开始，沿中垂线向两边电场强度先变大，后逐渐减小，到无穷远时减小为零； b.中垂线上任一点a与该点关于O点的对称点b的电场强度大小相等、方向相反。 【课堂检测】 1.N是电场中的一点,某时刻在N点放入电量为-q 的试探电荷,测得该点的电场强度为E;若在该点放入电量为+2q的试探电荷,此时测得该点的场强为(　　) A.大小为2E,方向与E相反 B.大小为E,方向与E相同 C.大小为2E,方向与E相同 D.大小为E,方向与E相反 【课堂检测】 【解析】选B。电场强度是描述电场本身性质的物理量,与试探电荷的电荷量、电性无关。 是电场强度的定义式,E的大小、方向与F、q无关;比值 只是在客观上反映空间某点场强的强弱,而空间某点场强的有无、强弱、方向与是否放入试探电荷、放入什么样的试探电荷无关,所以选B。 【课堂检测】 2.(多选)用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的强弱。如图,左边是等量异种点电荷形成电场的电场线,右边是场中的一些点:O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称,则下列说法正确的是 (　　) A.B、C两点场强大小和方向都相同 B.A、D两点场强大小相等,方向相反 C.E、F两点场强大小和方向都相同 D.从E到F过程中场强先增大后减小 【课堂检测】 【解析】选A、C、D。根据对称性看出,B、C两处电场线疏密程度相同,则B、C两点场强大小相同。这两点场强的方向均由B→C,方向相同,故A正确;根据对称性看出,A、D两处电场线疏密程度相同,则A、D两点场强大小相同。由题图看出,A、D两点场强方向相同,故B错误;由题图看出,E、F两点中,电场线疏密程度相同,两点场强方向相同,故C正确;由题图看出,从E到F过程中电场线先变密,再变疏,所以场强先增大后减小,故D正确。 【课堂检测】 3.(多选)如图所示是某电场区域的电场线，A、B、C是电场中的三个点，下列说法正确的是(　　) A.A点的电场强度最大 B.B点的电场强度最大 C.把一个正的点电荷依次放在这三点时，其中放在B点时它受到的静电力最大 D.把一个带负电的点电荷放在A点时，它所受的静电力方向和A点的电场强度方向一致 【课堂检测】 答案：BC 解析：电场线的疏密程度可表示电场强度的大小，所以B点的电场强度最大，A点的最小，选项A错误，B正确；B点的电场强度最大，所以同一个点电荷在B点受到的静电力最大，选项C正确；放在A点的正电荷的受力方向与电场线方向相同，负电荷受到的静电力方向与电场线方向相反，选项D错误。 【教考衔接】 1．某同学绘制了四幅静电场的电场线分布图，其中可能正确的是(      ) A. B. C. D. 【教考衔接】 1．答案：B 解析：静电场是由静止电荷产生的电场，电场线不交叉不闭合，AC错误，B正确；若电场线相互平行，应等间距，D错误。 【教考衔接】 2．河北雄安新区融合静电探测技术构建起“天空之网”，实现了对低空飞行器的全天候实时监测。当飞行器靠近时，固定在地面上的静电探测器探头感应出了正电荷，在感应电荷产生的静电场中，电场线(      ) A.是闭合曲线 B.从感应正电荷出发 C.在无电荷区域相交 D.终止于感应正电荷 【教考衔接】 2．答案：B 解析：静电场的电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，不闭合且不相交，故ACD错误，B正确。 【课堂总结】 电 场 施 以 电 场 力 产 生 电场强度 电场线 特点 常见的电场线 定义 内容 表达式 单位 方向 电 荷 正电荷 负电荷 遵从规律 电荷守恒定律 库仑定律 33 谢谢观看 $