内容正文:
人教版·选修3-1
第3节 电场强度
第一章 静电场
1.知道电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质。2.理解电场强度的定义及物理意义,知道它的矢量性。3.会推导点电荷场强的计算式并能进行有关的计算。4.知道电场强度的叠加原理,能应用该原理进行简单计算。5.理解电场线的概念、特点,了解常见的电场线的分布,知道什么是匀强电场。
01课前自主学习
一、电场和电场强度
1.电场
(1)概念:存在于电荷周围的一种 物质,场与实物是物质存在的两种不同形式。
(2)性质:对放入其中的电荷有 的作用,电荷间通过 发生相互作用。
(3)静电场: 的电荷产生的电场。
特殊
力
电场
静止
2.电场强度
(1)两种不同功能的电荷
①试探电荷:用来检验电场 及其
分布情况的电荷,电荷量和尺寸必须 。试探电荷产生的电场对空间中电场的影响可以忽略。
②场源电荷: 的电荷。
是否存在
强弱
充分小
产生电场
(2)定义: 电荷在电场中某个位置所受的力与其 成正比,即F=qE,在电场的不同位置,比例常数E一般 ,它反映了电场在这点的性质,叫做电场强度。
(3)公式:E= 。
(4)国际单位: 或 。
试探
eq \o(□,\s\up3(10))电荷量
eq \o(□,\s\up3(11))不一样
eq \o(□,\s\up3(12))
eq \f(F,q)
eq \o(□,\s\up3(13))N/C
eq \o(□,\s\up3(14))V/m
(5)方向:电场强度是矢量,规定电场中某点的电场强度的方向跟 电荷在该点所受的静电力的方向相同。
eq \o(□,\s\up3(15))正
二、点电荷的电场、电场的叠加
1.真空中点电荷的场强
(1)大小:如图,Q为点电荷,P是距Q为r的点,则P点场强E=keq \f(Q,r2)。
(2)方向:Q为正电荷时,在电场中的某点P,E的方向
;Q是负电荷时,P点场强E的方向
。
由Q指向P
由P指向Q
2.电场强度的叠加:如果场源电荷不只是一个点电荷,则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 和。
矢量
三、电场线、匀强电场
1.电场线:画在电场中的有 的曲线,曲线上每一点的切线方向与该点 的方向一致。
方向
电场强度
2.电场线特点
(1)起始于无限远或正电荷,终止于 或
。
(2)任意两条电场线不相交。
(3)电场线的疏密表示电场的 。
(4)电场线不是 的线,是为了形象地描述电场而假想的线。
负电荷
无限远
强弱
实际存在
3.匀强电场
(1)定义:各点电场强度的大小 、方向
的电场。
(2)匀强电场的电场线: 的平行直线。
(3)产生:带有等量异号电荷的一对平行金属板,如果两板相距很近,它们之间的电场,除边缘部分外,可以看做匀强电场。
相等
相同
间距相等
(1)用正、负两种试探电荷检验电场中某点场强方向时,由于受力方向相反,则得到同一点场强有两个方向。( )
(2)在E=eq \f(F,q)中场强大小与q无关,同样在E=eq \f(kQ,r2)中场强大小与Q也无关。( )
×
×
(3)公式E=eq \f(kQ,r2)对于任何静电场都成立。( )
(4)场强的叠加满足平行四边形定则。( )
×
√
02 课堂合作探究
考点 对电场强度的理解
1.对电场强度的理解
(1)电场强度反映了电场具有力的性质。
(2)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。
(3)矢量性:电场强度描述了电场的强弱和方向,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。
2.公式E=eq \f(F,q)与E=keq \f(Q,r2)的区别
3.电场强度的叠加
(1)有几个场源电荷,就产生几个电场,各场源点电荷在某处产生的电场强度均可用E=keq \f(Q,r2)来求得。
(2)电场强度是矢量,故当某处同时存在几个电场时,该处的电场强度可以用平行四边形定则求得。
例1 点电荷Q产生的电场中