9.3电场 电场强度 导学案-（2019）新人教版高中物理必修第三册.rar

1、9.3 电场电场 电场强度电场强度【学习目标学习目标】1. 通过类比与实验模拟的方法建立电场概念，知道电荷间的相互作用是通过电场实现的，知道场是物质 存在的形式之一。2. 通过电场强度概念的建立过程，进一步体会用物理量之比定义新物理量的方法。理解电场强度的定义式、 单位和方向。3. 知道点电荷形成的电场的电场强度的表达式。会计算多个点电荷形成的电场的电场强度。1. 会用电场线描述电场。了解几种典型场的电场线，体会用虚拟的图线描述抽象物理概念的思想方法。【开启新探索开启新探索】电荷之间没有直接接触，为什么会有相互作用力？电荷之间没有直接接触，为什么会有相互作用力？ 我们已经知道，同种电荷相互排斥

2、、异种电荷相互吸引。各位同学有没有考虑这样的一个问题：电荷之间没有直接接触，为什么会有相互作用的引力、斥力？【质疑提升质疑提升 1】电场电场1. 阅读课本，关于电荷的周围，英国科学家法拉第提出怎样的观点？2. 试结合电场的观点，解释为什么 A、B 没有直接接触，而存在相互作用力？3. 电场是看不见、摸不着的，你认为电场客观存在吗？4. 人们却可以根据它所表现出来的性质来认识它、研究它。这里，电场表现出怎样的“性质”？【质疑提升质疑提升 2】电场强度电场强度1. 我们研究电场，就要通过电场对电荷的静电力入手。为研究方便，这里我们首先引入两个电荷：激发电场的带电体所带的电荷叫场源电荷场源电荷（或称

3、源电荷） 。放入小电量的点电荷研究场源电荷的电场，这个点电荷称试探电荷试探电荷（检验电荷） 。电源电荷 Q 放在 A 位置，Q 周围存在电场，引入一试探电荷 q 分别放在B、C。结合 q 在两位置受到的静电力，思考： 对试探电荷有怎样的要求？场源电荷在 B、C 两位置产生的电场相同吗？2. 你认为场源电荷在 B、C 两位置产生的电场，强弱相同吗？如果不同，哪个位置更强？为什么？3. 接着再思考，场源电荷在某处的电场强弱，是否直接用在该位置的检验电荷所受静电力表示？为什么？4. 那么如何表示场源电荷在某处产生电场的强弱呢？能否验证你的想法？5. 关于电场强度你需要有的认识？（1）定义：在电场中的

4、不同位置，试探电荷所受的 与它的 之比，叫做电场强度（符号 ） 。（2）定义式： ，比值定义法，电场强度 E 与 F、q （选填无关、有关） 。（3）单位： 。 （4）标矢量： 。（5）物理意义： 。 （6）决定因素： 。【质疑提升质疑提升 3】点电荷的电场点电荷的电场 电场强度的叠加电场强度的叠加1. 如图，点电荷 A 电荷量为 Q，引入试探电荷电荷量为 q，距场源电荷 A 的距离为 r，则点电荷在试探电荷处产生的电场强度大小、方向？2. 由（1）可知，点电荷产生的电场强度大小、方向有怎样的规律？3. 如图所示，等量同种点电荷、等量异种点电荷，电荷量均为 Q，两电荷之间的距离为 r，求：在两

5、电荷连线的中垂线上、距点电荷均为 r 的 C 点电场强度？4. 一个电荷量为 Q 均匀的带电球体（球壳）的外部产生的电场，距球心 r 处的电场强度如何求解、大小又是多少？【质疑提升质疑提升 4】电场线电场线 1. 法拉第提出用电场线形象描述电场中各点的电场强度的大小、方向。试说明，如何用电场线形象的描述电场强度的大小和方向？ 电场线电场线是画在电场中的一条条有 的曲线，曲线上每点的 方向表示该点的电场强度方向，在同一幅图中，电场强度的较大的地方电场线较 ，电场强度小的地方电场线较 ，因此在同一幅图中可以用电场线的 来比较各点电场强度的大小。2. 某一区域的电场线分布如图所示。 A、B、C 是电

6、场中的三个点。（1）电场强度最强的是 点，电场强度最弱的是 点。 （2）画出各点电场强度的方向。 （3）把负的点电荷分别放在这三个点，画出它所受静电力的方向。3. 请结合电场线的意义说明以下几种电场的电场线的特点。正点电荷负点电荷等量异种电荷等量同种电荷匀强电场4. 电场线客观存在？带电粒子在电场中运动时，轨道沿电场线？没有画电场线的地方，电场强度为零？【学以致用学以致用】1. 下列说法中不正确的是（ ）A只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B电场实际是不存在的，是人们假想出的C电荷间的相互作用是通过电场而产生的D电场最基本的性质是对处在电场里的电荷有力的作用2. （1）电场中某处放一个电

7、量为 q 检验电荷，电荷的受到的电场力 F，则该处的电场强度大小为 F/q 。 （2）若该处不放电荷，该处的电场强度大小为 。若该处放 2q 的检验电荷，该处电场强度大小为 F/q 。（3）若该处放q 的检验电荷，该处的电场强度大小为 F/q 、方向 变化（发生、不发生） 。 （4）某处的电场强度与引入的电荷电量、电性 无关 ，电场强度是由 电场 决定的。3在真空中有两个点电荷位于 A 和 B，其电荷量分别为2q 和 q 。AB=AD=r，求：D 点的场强大小和方向. 247rkq【素养提升专练素养提升专练】1关于电场强度 E 的说法正确的是（ ）A以点电荷为球心的球面上，各处电场强度 E 相

8、同B根据 E=F/q 可知，电场中某点的电场强度与电场力 F 成正比，与电量 q 成反比CE 是矢量，电场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向D. 电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同2. 关于电场，下列叙述正确的是( )A. 公式 E=F/q 和 E=kQ/r2对于任何静电场都是适用的B. 正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强度大C. 在电场中某点放入检验电荷 q，该点的场强为 EF/q，取走 q 后，没有检验电荷，该点场强为 0D. 某电荷在电场中某点所受电场力大，但该点电场强度可能小3. 在电场中某一点，当放入正电荷时受到的电场力向右，当放入负电荷时受到电场

9、力向左，下列说法正确的是（ ）A只有在该点放入电荷时，该点才有场强B当放入正电荷时，该点的场强向右，当放入负电荷时，该点的场强向左C该点的场强方向一定向右D若放入一电量加倍的电荷，则该处的电场强度也增加一倍4. 如图，在正点电荷 Q 形成的电场中，在某点 M 放入一电荷量为 q 的正点电荷 P，P 受到的库仑力为F，下列表述正确的是( )AP、Q 之间相互吸引B若将 P 移走，则 M 点的电场强度为零C若将 P 移近 Q，则 P 所受库仑力减小D若将 P 的电荷量增大为 2q，则 P 所受库仑力增大为 2F5. 关于电场强度，以下认识正确的是（ ）A. 若在电场中的 P 点不放试探电荷，则 P

10、 点的电场强度为 0； B. 点电荷的电场强度公式 Ek表明，在 r 减半的位置上，电场强2rQ度变的大小为原来的 4 倍C. 电场强度公式 E表明，电场强度的大小与试探电荷的电荷量 q 成反比，若 q 减半，则该处的qF电场强度变为原来的 2 倍； D. 匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在其中受力都相同。6如图所示，一电场中的某条电场线，在电场线上有 A、B 两点，则（ ） AA 点场强一定大于 B 点场强 B. A 点场强一定小于 B 点场强 CA 点场强一定等于 B 点场强 D. A 点场强可能小于 B 点场强7两点电荷形成电场的电场线分布如图所示，A、B 是电场线上的两点，下列

11、判断正确的是（ ）AA、B 两点的电场强度大小不等，方向相同BA、B 两点的电场强度大小相等，方向不同C左边电荷带负电，右边电荷带正电 D两电荷所带电荷量相等8如图所示，A、B 为两等量异种电荷，A 带正电，B 带负电，在 A、B 连线上有 a、b、c 三点，其中 b为连线的中点，ab=bc，则下列说法中不正确的是（ ）Aa 点与 c 点的电场强度相同Ba、b、c 三点中，b 点的电场强度最大CA、B 连线的中垂线上，电场强度方向相同D点电荷 q 沿 A、B 连线的中垂线移动，电场力不做功9. 场是物理学中的重要概念，除了电场和磁场，还有重力场。地球附近的物体就处在地球产生的重力场中。仿照电场

12、强度的定义，你认为应该怎样定义重力场强度的大小和方向？mg/m=g 方向竖直向下。10. 把试探电荷 q 放到电场中的 A 点，测得它所受的静电力为 F；再把它放到 B 点，测得它所受的静电力为 nF。A 点和 B 点的电场强度之比 EA：EB是多少？再把另一个电荷量为 nq 的试探电荷放到另一点C，测得它所受的静电力也是 F。A 点和 C 点的电场强度之比 EA：EC是多少？ 1：n n:111. 用一条绝缘轻绳悬挂一个带正电小球，小球质量为 1.010-3 kg，所带电荷量为 2.010-8 C。现加水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向夹角为 30。 求匀强电场的电场强度。N/C10

13、63612. 如图，真空中有两个点电荷，Q1为 4.010-8 C 、Q2为1.010-8 C，分别固定在 x 轴的坐标为 0 和 6 cm 的位置上。 （1）x 轴上哪个位置的电场强度为 0 ？ （2）x 轴上哪些位置的电场强度的方向是沿 x 轴的正方向的？x 轴上 x=12cm 0 x12cm 9.3 电场电场 电场强度电场强度【学习目标学习目标】1. 通过类比与实验模拟的方法建立电场概念，知道电荷间的相互作用是通过电场实现的，知道场是物质 存在的形式之一。2. 通过电场强度概念的建立过程，进一步体会用物理量之比定义新物理量的方法。理解电场强度的定义式、 单位和方向。3. 知道点电荷形成的

14、电场的电场强度的表达式。会计算多个点电荷形成的电场的电场强度。1. 会用电场线描述电场。了解几种典型场的电场线，体会用虚拟的图线描述抽象物理概念的思想方法。【开启新探索开启新探索】电荷之间没有直接接触，为什么会有相互作用力？电荷之间没有直接接触，为什么会有相互作用力？ 我们已经知道，同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。各位同学有没有考虑这样的一个问题：电荷之间没有直接接触，为什么会有相互作用的引力、斥力？【质疑提升质疑提升 1】电场电场1. 阅读课本，关于电荷的周围，英国科学家法拉第提出怎样的观点？2. 试结合电场的观点，解释为什么 A、B 没有直接接触，而存在相互作用力？3. 电场是看不见、

15、摸不着的，你认为电场客观存在吗？4. 人们却可以根据它所表现出来的性质来认识它、研究它。这里，电场表现出怎样的“性质”？【质疑提升质疑提升 2】电场强度电场强度1. 我们研究电场，就要通过电场对电荷的静电力入手。为研究方便，这里我们首先引入两个电荷：激发电场的带电体所带的电荷叫场源电荷场源电荷（或称源电荷） 。放入小电量的点电荷研究场源电荷的电场，这个点电荷称试探电荷试探电荷（检验电荷） 。电源电荷 Q 放在 A 位置，Q 周围存在电场，引入一试探电荷 q 分别放在B、C。结合 q 在两位置受到的静电力，思考： 对试探电荷有怎样的要求？场源电荷在 B、C 两位置产生的电场相同吗？2. 你认为场

16、源电荷在 B、C 两位置产生的电场，强弱相同吗？如果不同，哪个位置更强？为什么？3. 接着再思考，场源电荷在某处的电场强弱，是否直接用在该位置的检验电荷所受静电力表示？为什么？4. 那么如何表示场源电荷在某处产生电场的强弱呢？能否验证你的想法？5. 关于电场强度你需要有的认识？（1）定义：在电场中的不同位置，试探电荷所受的 与它的 之比，叫做电场强度（符号 ） 。（2）定义式： ，比值定义法，电场强度 E 与 F、q （选填无关、有关） 。（3）单位： 。 （4）标矢量： 。（5）物理意义： 。 （6）决定因素： 。【质疑提升质疑提升 3】点电荷的电场点电荷的电场 电场强度的叠加电场强度的叠加

17、1. 如图，点电荷 A 电荷量为 Q，引入试探电荷电荷量为 q，距场源电荷 A 的距离为 r，则点电荷在试探电荷处产生的电场强度大小、方向？2. 由（1）可知，点电荷产生的电场强度大小、方向有怎样的规律？3. 如图所示，等量同种点电荷、等量异种点电荷，电荷量均为 Q，两电荷之间的距离为 r，求：在两电荷连线的中垂线上、距点电荷均为 r 的 C 点电场强度？4. 一个电荷量为 Q 均匀的带电球体（球壳）的外部产生的电场，距球心 r 处的电场强度如何求解、大小又是多少？【质疑提升质疑提升 4】电场线电场线 1. 法拉第提出用电场线形象描述电场中各点的电场强度的大小、方向。试说明，如何用电场线形象的

18、描述电场强度的大小和方向？ 电场线电场线是画在电场中的一条条有 的曲线，曲线上每点的 方向表示该点的电场强度方向，在同一幅图中，电场强度的较大的地方电场线较 ，电场强度小的地方电场线较 ，因此在同一幅图中可以用电场线的 来比较各点电场强度的大小。2. 某一区域的电场线分布如图所示。 A、B、C 是电场中的三个点。（1）电场强度最强的是 点，电场强度最弱的是 点。 （2）画出各点电场强度的方向。 （3）把负的点电荷分别放在这三个点，画出它所受静电力的方向。3. 请结合电场线的意义说明以下几种电场的电场线的特点。正点电荷负点电荷等量异种电荷等量同种电荷匀强电场4. 电场线客观存在？带电粒子在电场中

19、运动时，轨道沿电场线？没有画电场线的地方，电场强度为零？【学以致用学以致用】1. 下列说法中不正确的是（ ）A只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B电场实际是不存在的，是人们假想出的C电荷间的相互作用是通过电场而产生的D电场最基本的性质是对处在电场里的电荷有力的作用2. （1）电场中某处放一个电量为 q 检验电荷，电荷的受到的电场力 F，则该处的电场强度大小为 。 （2）若该处不放电荷，该处的电场强度大小为 。若该处放 2q 的检验电荷，该处电场强度大小为 。（3）若该处放q 的检验电荷，该处的电场强度大小为 、方向 变化（发生、不发生） 。 （4）某处的电场强度与引入的电荷电量、电性 ，

20、电场强度是由 决定的。3在真空中有两个点电荷位于 A 和 B，其电荷量分别为2q 和 q 。AB=AD=r，求：D 点的场强大小和方向.【素养提升专练素养提升专练】1关于电场强度 E 的说法正确的是（ ）A以点电荷为球心的球面上，各处电场强度 E 相同B根据 E=F/q 可知，电场中某点的电场强度与电场力 F 成正比，与电量 q 成反比CE 是矢量，电场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向D. 电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同2. 关于电场，下列叙述正确的是( )A. 公式 E=F/q 和 E=kQ/r2对于任何静电场都是适用的B. 正电荷周围的电场一定比负电荷周

21、围的电场强度大C. 在电场中某点放入检验电荷 q，该点的场强为 EF/q，取走 q 后，没有检验电荷，该点场强为 0D. 某电荷在电场中某点所受电场力大，但该点电场强度可能小3. 在电场中某一点，当放入正电荷时受到的电场力向右，当放入负电荷时受到电场力向左，下列说法正确的是（ ）A只有在该点放入电荷时，该点才有场强B当放入正电荷时，该点的场强向右，当放入负电荷时，该点的场强向左C该点的场强方向一定向右D若放入一电量加倍的电荷，则该处的电场强度也增加一倍4. 如图，在正点电荷 Q 形成的电场中，在某点 M 放入一电荷量为 q 的正点电荷 P，P 受到的库仑力为F，下列表述正确的是( )AP、Q

22、之间相互吸引B若将 P 移走，则 M 点的电场强度为零C若将 P 移近 Q，则 P 所受库仑力减小D若将 P 的电荷量增大为 2q，则 P 所受库仑力增大为 2F5. 关于电场强度，以下认识正确的是（ ）A. 若在电场中的 P 点不放试探电荷，则 P 点的电场强度为 0； B. 点电荷的电场强度公式 Ek表明，在 r 减半的位置上，电场2rQ强度变的大小为原来的 4 倍C. 电场强度公式 E表明，电场强度的大小与试探电荷的电荷量qFq 成反比，若 q 减半，则该处的电场强度变为原来的 2 倍； D. 匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在其中受力都相同。6如图所示，一电场中的某条电场线，在

23、电场线上有 A、B 两点，则（ ） AA 点场强一定大于 B 点场强 B. A 点场强一定小于 B 点场强 CA 点场强一定等于 B 点场强 D. A 点场强可能小于 B 点场强7两点电荷形成电场的电场线分布如图所示，A、B 是电场线上的两点，下列判断正确的是（ ）AA、B 两点的电场强度大小不等，方向相同BA、B 两点的电场强度大小相等，方向不同C左边电荷带负电，右边电荷带正电 D两电荷所带电荷量相等8如图所示，A、B 为两等量异种电荷，A 带正电，B 带负电，在 A、B 连线上有a、b、c 三点，其中 b 为连线的中点，ab=bc，则下列说法中不正确的是（ ）Aa 点与 c 点的电场强度相

24、同Ba、b、c 三点中，b 点的电场强度最大CA、B 连线的中垂线上，电场强度方向相同D点电荷 q 沿 A、B 连线的中垂线移动，电场力不做功9. 场是物理学中的重要概念，除了电场和磁场，还有重力场。地球附近的物体就处在地球产生的重力场中。仿照电场强度的定义，你认为应该怎样定义重力场强度的大小和方向？10. 把试探电荷 q 放到电场中的 A 点，测得它所受的静电力为 F；再把它放到 B 点，测得它所受的静电力为 nF。A 点和 B 点的电场强度之比 EA：EB是多少？再把另一个电荷量为 nq 的试探电荷放到另一点C，测得它所受的静电力也是 F。A 点和 C 点的电场强度之比 EA：EC是多少？ 11. 用一条绝缘轻绳悬挂一个带正电小球，小球质量为 1.010-3 kg，所带电荷量为 2.010-8 C。现加水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向夹角为 30。 求匀强电场的电场强度。12. 如图，真空中有两个点电荷，Q1为 4.010-8 C 、Q2为1.010-8 C，分别固定在 x 轴的坐标为 0 和 6 cm 的位置上。 （1）x 轴上哪个位置的电场强度为 0 ？ （2）x 轴上哪些位置的电场强度的方向是沿 x 轴的正方向的？