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主题1静电场3电场强度学科素养与目标要求物理观念：1.知道电场是客观存在的一种特殊物质.2.掌握电场强度的概念、公式、矢量性及方向的规定.3.知道电场线，熟记几种常见电场的电场线.科学思维：1.领悟比值定义法定义物理量的特点.2.能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式，并能进行有关的计算.3.在进行场强叠加等计算时培养综合分析能力和知识的迁移能力.NEIRONGSUOYIN内容索引自主预习达标检测课时对点练预习新知夯实基础检测评价达标过关注重双基强化落实重点探究启迪思维探究重点自主预习一、电场1.电场：存在于周围的一种特殊物质，电荷之间的相互作用是通过产生的.2.电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有的作用.电荷电场力二、电场强度1.试探电荷与场源电荷(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.(2)场源电荷：的电荷.2.电场强度(1)定义：放入电场中某点的电荷所受的跟它的的比值，叫做该点的电场强度.(2)定义式：E＝，q是电荷的电荷量.是否存在强弱充分小Fq产生电场静电力电荷量试探(3)单位：牛/库(N/C).(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，与负电荷在该点所受静电力的方向.相同相反三、点电荷的电场电场强度的叠加1.真空中点电荷的电场(1)场强公式：E＝，其中k是，Q是的电荷量.(2)方向：如果以Q为中心作一个球面，当Q为正电荷时，E的方向沿半径；当Q为负电荷时，E的方向沿半径.2.电场强度的叠加场强是，如果场源是多个点电荷时，电场中某点的电场强度为各个点电荷在该点产生的电场强度的.静电力常量场源电荷向外kQr2向内矢量单独矢量和四、电场线匀强电场1.电场线(1)概念：电场线是画在电场中的一条条的曲线，曲线上每点的方向表示该点的电场强度方向，电场线实际存在的线，而是为了形象描述电场而的线.有方向切线不是假想(2)特点①电场线从或无限远出发，终止于或负电荷.②电场线在电场中.③在同一电场中，电场强度较大的地方电场线，电场强度较小的地方电场线.正电荷无限远不相交较密较疏2.匀强电场(1)概念：如果电场中各点电场强度的大小、方向，这个电场就叫做匀强电场.(2)特点：①电场方向处处相同，电场线是.②场强大小处处相等，电场线间隔.(3)实例：相距很近、带有电荷的一对平行金属板之间的电场(边缘除外)，可以看做匀强电场.相等相同平行直线相等等量异号即学即用1.判断下列说法的正误.(1)根据电场强度的定义式E＝可知，E与F成正比，与q成反比.()(2)电场中某点的电场强度与正电荷受力方向相同，当该点放置负电荷时，场强反向.()(3)由E＝知，在以Q为球心、r为半径的球面上，各处场强相同.()(4)若空间只有两个点电荷，则该空间某点的场强等于这两个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和.()×××√FqkQr22.在静电场中的某一点A放一个试探电荷q＝－1×10－10C，q受到的静电力为1×10－8N，方向向左，则A点的场强的大小为________，方向_____；如果从A点取走q，A点场强大小为________.向右100N/C100N/C解析由题意知，q＝－1×10－10C，F＝1×10－8N，由场强的定义知A点的场强的大小为：E＝F|q|＝1×10－81×10－10N/C＝100N/C，场强方向与负电荷在A点所受静电力方向相反，所以A点的场强方向向右；电场强度是反映电场性质的物理量，与有无试探电荷无关，把这个试探电荷取走，A点的电场强度不变，仍为100N/C.重点探究一、电场强度(1)电场的基本性质是什么？如何去探究电场的这种性质？导学探究答案电场对放入其中的电荷有力的作用.可在电场中放一试探电荷，通过分析试探电荷的受力研究电场的性质.(2)在空间中有一电场，把一带电荷量为q的试探电荷放在电场中的A点，该电荷受到的静电力为F.若把带电荷量为2q的点电荷放在A点，则它受到的静电力为多少？若把带电荷量为nq的点电荷放在该点，它受到的静电力为多少？电荷受到的静电力F与电荷量q有何关系？答案2F，nF.F与q成正比，即F与q的比值为定值.1.电场强度的大小和方向都是由电场本身所决定的，与试探电荷无关.2.电场强度是矢量，其方向与在该点的正电荷所受静电力的方向相同，与在该点的负电荷所受静电力的方向相反.3.公式E＝可变形为F＝qE：正电荷所受静电力方向与电场强度方向相同，负电荷所受静电力方向与电场强度方向相反.知识深化Fq例1(2018·北师大附中高二期中)电场中有一点P，下列说法正确的是A.若放在P点的试探电荷的电荷量加倍，则P点的场强加倍B.若P点没有试探电荷，则P点的场强为零C.P点的场强越小，则同一电荷在P点受到的电场力越小D.P点的场强方向就是试探电荷在该点的受力方向解析若放在P点的电荷的电荷量加倍，则P处电荷受到的电场力会加倍，而此处的电场强度却不变，即使不放电荷，电场强度仍保持不变，故A、B错误；电场力由电场强度与电荷量决定，P点的场强越小，则同一电荷在P点受到的电场力一定越小，故C正确；P点的场强方向为放在该点的正电荷所受电场力方向，故D错误.√例2如图1所示，在一带负电的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q1＝－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处场强多大？方向如何？图1答案200N/C方向与F1方向相反(2)如果换成一个q2＝＋4.0×10－7C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？答案8.0×10－5N200N/C解析q2在B点所受静电力F2＝q2EB＝4.0×10－7×200N＝8.0×10－5N，方向与场强方向相同，也就是与F1方向相反.此时B处场强仍为200N/C，方向与F1方向相反.(3)如果将B处电荷拿走，B处的场强是多大？答案200N/C解析某点场强大小与有无试探电荷无关，故将B处电荷拿走，B点场强大小仍为200N/C.[学科素养]以上两题通过电场强度定义式及其变式的应用，使学生进一步理解比值定义法，并掌握电场强度的决定因素，较好地体现了“物理观念”的学科素养.二、点电荷的电场电场强度的叠加(1)如图所示，在正点电荷Q的电场中有一试探电荷q放于P点，已知P点到Q的距离为r，Q对q的作用力是多大？Q在P点产生的电场的电场强度是多大？方向如何？导学探究方向沿QP的连线由Q指向P.答案根据库仑定律有F＝kQqr2，所以Q在P点产生的电场的电场强度为E＝Fq＝kQr2，(2)如果再有一正点电荷Q′＝Q，放在如图所示的位置，P点的电场强度多大？答案如图所示，P点的电场强度为Q、Q′单独在P点产生的电场强度的矢量和.E＝E12＋E22＝2kQr2.公式比较内容本质区别定义式决定式适用范围一切电场真空中点电荷的电场Q与q的意义q为检验电荷的电荷量Q为场源电荷的电荷量关系理解E的大小与F、q的大小无关E的大小与Q成正比知识深化1.点电荷场强公式：E＝kQr2.2.E＝Fq与E＝kQr2的比较：E＝FqE＝kQr23.电场强度是矢量，合成时遵循矢量运算法则(平行四边形定则或三角形定则)；对于同一直线上电场强度的合成，可先规定正方向，进而把矢量运算转化成代数运算.例3如图2所示，真空中，带电荷量分别为＋Q和－Q的点电荷A、B相距r，求：(1)两点电荷连线的中点O的场强大小和方向.图2答案8kQr2，方向由A→B解析如图乙所示，EA′＝EB′＝kQr2，由矢量图结合几何关系可知，O′点的场强EO′＝EA′＝EB′＝kQr2，(2)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O′点的场强大小和方向.方向平行于AB指向B.答案kQr2，方向平行于AB指向B三、电场线(1)为了形象的描述电场，法拉第引入了电场线的概念.电场线是真实存在的吗？导学探究答案电场线实际上不存在.(2)电场线是如何表示电场方向和强弱的？答案在电场中，电场线某点的切线方向表示该点电场强度的方向；电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场强度较大的地方电场线较密，反之较疏.(3)试画出点电荷、等量异号点电荷、等量同号点电荷及匀强电场的电场线.答案答案见课本1.电场线是为了形象地描述电场而假想的线，实际上是不存在的.2.电场线每点的切线方向与该点的电场强度方向相同.3.几种特殊的电场线分布，如图3所示.知识深化图3例4(2018·启东市期中)如图4为金属球放入匀强电场后电场线的分布情况.设该电场中A、B两点的电场强度大小分别为EA、EB，则A、B两点A.EA＝EB，电场方向相同B.EAEB，电场方向相同C.EAEB，电场方向不同D.EAEB，电场方向不同图4√解析电场线的疏密表示电场强弱，由题图可知，B点密集，A点稀疏，故EAEB，又电场方向为电场线的切线方向，A、B两点的电场方向不同，故A、B、C错误，D正确.达标检测1.(电场强度的概念)(2018·福州市八校联考)关于电场强度的概念，下列说法正确的是A.由E＝可知，某电场的场强E与q成反比，与F成正比B.电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关C.正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入试探电荷的正负有关D.电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零√12345Fq2.(点电荷的电场)对电场强度公式E＝有几种不同理解，其中正确的是A.只要带电体电荷量为Q，在距离r处激发的电场都能用此公式计算场强EB.以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强E相同C.当离场源电荷距离r→0时，场强E→∞D.当离场源电荷距离r→∞时，场强E→0√12345kQr23.(电场线)(2017·如东中学高一期末)如图所示的电场中，一带电质点从P点沿着电场线方向运动，若只受电场力作用，质点加速度逐渐增大的是√12345A.大小为42kQa2，方向竖直向上B.大小为22kQa2，方向竖直向上C.大小为42kQa2，方向竖直向下D.大小为22kQa2，方向竖直向下4.(电场强度的叠加)(2018·烟台市高二期末)如图5所示，四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q，分别固定在正方形的四个顶点上，正方形边长为a，则正方形两条对角线交点处的电场强度√图512345解析由库仑定律知F＝kQ|q|r2，解得F＝2×10－2N.5.(场强的计算)(2018·济宁市期末)如图6所示，把可视为点电荷的带电小球A用绝缘细杆固定，其电荷量为Q＝4.0×10－6C，在距A球r＝0.30m处放置试探电荷B，其电荷量为q＝－5.0×10－8C，静电力常量k＝9×109N·m2/C2.求：图6(1)试探电荷B所受库仑力F的大小；答案2×10－2N12345(2)试探电荷B所在位置的电场强度E的大小.答案4×105N/C12345解析E＝F|q|，解得E＝4×105N/C.课时对点练一、选择题考点一电场和电场强度1.(多选)下列说法中正确的是A.只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B.电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西C.电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用D.场强的定义式E＝中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷量√12345678910111213Fq√√2.(2018·聊城市期末)某点电荷电荷量为Q，在其电场中的P点放一电荷量为q的试探电荷，受到的静电力为F，则C.撤去试探电荷，P点的电场强度变为零D.把q变为2q，则P点的电场强度变为原来的2倍12345678910111213A.P点的电场强度E＝FQB.P点的电场强度E＝Fq√3.一个试探电荷在电场中某点受到的静电力为F，这一点的电场强度为E，在下图中能正确反映q、E、F三者关系的是√12345678910111213解析电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定，与放入该点的试探电荷及其所受静电力无关，A、B错误；试探电荷在该点受到的静电力F＝Eq，F正比于q，C错误，D正确.12345