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1、1.3 电场强度导学案【学习目标】1知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态2理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的 3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，并能用此公式进行有关的计算4知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算【重点难点】1电场强度公式的应用，电场线及各种电场的电场线特点，电场的叠加原理；2电场强度公式的得出，电场线是实际不存在的，是科学的抽象。【学法指导】认真阅读教材，观察教材插图，体会电场强度的物理意义和定义方法；体会电场强度的矢量性和
2、合场强的计算方法【知识链接】库仑定律：在真空中两点电荷的作用力跟它们的电量乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上,这就是库仑定律。公式：【学习过程】1、电场和电场的基本性质静止电荷产生的电场，称为静电场。对于静电场，应明确以下三点：（1）电荷的周围存在着电场，静止电荷周围存在着静电场。（2）电场的基本性质是：对方入其中的电荷有力的作用，（不管是静止的还是运动的）(3)电场的物质性： 电场虽然看不见、摸不着，但真实的存在.场和实物是物质存在的两种形式2、电场强度（1）定义：放入电场中的电荷 跟 的 叫做这点的电场强度。简称为 ，符号： （2）表达式： （3）电场强度是矢
3、量，规定场强的方向 ，那么，负电荷受静电力的方向跟场强方向 。（4）场强的单位是 ， （5）物理意义： 说明：场源电荷确定，则空间各位置的电场强度确定，且不同位置电场强度一般不同。E=变形为F=qE。表明：如果已知电场中某点的场强E，便可计算在电场中该点放任何电量的带电体所受的电场力大小。试探电荷在电场中所受的静电力是由电荷和场强共同决定的，而场强是由电场本身决定的。3、点电荷电场的场强（1）公式： ，Q为真空中点电荷的带电量，r为该点到点电荷Q的距离。（2）方向：若Q为正电荷场强方向沿着Q和该点连线指向该点；若Q为负电荷场强方向沿着Q和该点连线指向Q。（3）适用条件：真空中点电荷。4、场强的
4、叠加如空间有几个点电荷，则某点的场强应为各点电荷单独存在时在该点产生场强的 。说明：场强是矢量，场强的叠加遵循 特例：一个半径为R的均匀带点球体（或球壳）在球的外部产生的电场，与一个位于球心的电量相等的点电荷产生的电场相同，球外各点的场强E=（rR）5、电场线定义: 如图1表示一条电场线，A，B点的场强方向在各点的切线上，箭头表示各点的场强方向。6、电场线的性质（1）电场线是假想的曲线（2）电场线的疏密反映电场的强弱，曲线上某点的切线方向表示该点的切向方向（3）电场线总是从正电荷或无限远出发，到无限远或负电荷终止。 因此，电场线有起始点和终止点，不是闭合曲线。（4）电场线不相交。（5）电场线不
5、是带电粒子运动轨迹。7、匀强电场（1）定义： （2）匀强电场的性质 因场强的大小相等、方向相同，故匀强电场的电场线是间距相等的互相平行的直线。 带电粒子在匀强电场中所受电场力： 。（3）拓展：如果带电粒子的重力可以忽略，则粒子在匀强电场中只受电场力作用将做 动；如果带电粒子的重力不可忽略，则粒子将在重力和电场力这两个恒力作用下 8、常见的几种电场的电场线（课本13、14页）（1）点电荷的电场线注意： 离点电荷越近，电场线越密集，场强越强，即电场线的疏密程度描述场强的大小。方向由点电荷指向无穷远（正）；或由无穷远指向点电荷（负）。 在正（负）点电荷形成的电场中，不存在场强相同的点； 若以点电荷为
6、球心作一个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向各不相同。 （2）等量异种点电荷形成的电场如图6。说明： 两点电荷连线上各点，电场线方向从正电荷指向负电荷，场强大小亦可进行计算。连线中点处场强最大。 两个点电荷联线的中垂面（中垂线）上电场线方向都相同，与中垂面垂直。在中垂线上到O点等距离处各点的场强相等（O为两点电荷连线中心）。由0点沿中垂线向外场强逐渐减小. 在中垂面（线）上的电荷受到的电场力方向总与中垂面（线）垂直，因此，在中垂面（线）上移动电荷电场力不做功。关于0点对称的两点场强等大同向。（3）等量同种点电荷形成的电场如图7所示说明： 两点电荷连线中点处场强为零，此
7、处无电场线。 中点O处附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零。 两点电荷连线中垂面（中垂线上），场强方向总沿面（线）远离O（等量正电荷）或指向O（等量负电荷）。 在中垂面（线）上从O点到无穷远处，电场线先变密后变疏，即场强会变强后变弱。关于0点对称的两点场强等大反向。 9、匀强电场定义：如果电场中各点电场强度的大小_，方向_的电场叫匀强电场。特点：（1）电场强度处处_ 。（2）电场线特点：10、电场线与带电粒子运动轨迹比较电场线运动轨迹假想的客观存在的曲线上各点的切线方向为该点的场强方向，即正电荷在该点的电场力方向，若只受电场力，则也可以说成是正电荷在该点的加速度方向曲线上各点的切线方向为该点的
8、速度方向注意：一般情况下电场线与运动轨迹不重合重合的条件：(1)电场线为直线（2）带电粒子只受电场力作用，或受其他力，但其它力的方向沿电场线所在的直线（3）带电粒子的初速度为0或初速度方向沿电场线所在的直线。12. 力学知识综合问题解决与力学相关的问题，处理方法与力学中处理问题的方法一样，只是多了一个电场力而已。分析带电粒子在电场中运动轨迹问题时，注意做曲线运动所受合外力指向曲线凹侧，速度方向沿着轨迹的切线方向，再结合电场线、电场力的知识来分析。【训练测试】1、在真空中0点放置一点电荷Q=+1.0109 C，直线MN通过0点，0M的距离为r=30cm，M点放一点电荷q=1.01010C，求：（
9、1）q在M点受到的作用力，（2）M点的场强（3）拿走q后M点的场强2、有关对电场强度的理解，下述正确的是( )A由E可知，电场强度E跟放入的电荷q所受的电场力成正比B当电场中存在试探电荷时，电荷周围才出现电场这种特殊的物质，才存在电场强度C由EkQ/r2可知，在离点电荷很近，r接近于零，电场强度达无穷大D电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关3、一个试探电荷在电场中某点受到的电场力为F，这点的电场强度为E，在图中能正确反映q、E、F三者关系的是( )4在如图所示的4种电场中，A、B两点电场强度相同的是() 5、如图是表示在一个电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时，测得
10、的检验电荷的电荷量跟它所受电场力的函数关系图像，那么下列叙述正确的是（ ）A. 这个电场是匀强电场B. a、b、c、d四点的场强大小关系是EdEaEbEcC. a、b、c、d四点的场强大小关系是EaEbEdEcD. 无法确定这四个点的场强大小关系6、如图所示，真空中，带电荷量分别为Q和Q的点电荷A、B相距r，则：(1)两点电荷连线的中点O的场强多大？(2)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O点的场强如何？7. 如图所示，A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点，B=30，现在A、B两点放置两点电荷qA、qB，测得C点场强的方向与AB平行，则qA带 电，qA：qB= 。CBA8、如图所示，在匀强电场中，将质量为m、带电荷量为q的一带电小球由静止释放，如果带电小球的运动轨迹为一直线，该直线与竖直方向的夹角为，那么匀强电场的场强的最小值是多少?- 3 -
