選修3-1第一章第三節(jié)電場電場強度

1、殺榆清華園雙語學校禹一物理備課組選修31第一章 靜電場 第3節(jié) 電場強度作者：劉為兵單位：江蘇省贛榆縣清華園雙語學校電話時編號027備課時間5.24課題第三節(jié)、電場強度知識與技能教學目標1. 知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的，知道電場是客觀存 在的一種特殊物質(zhì)形態(tài).2. 理解電場強度的概念及其定義式，會根據(jù)電場強度的定義式進 行有關(guān)的計算，知道電場強度是矢量，知道電場強度的方向是怎樣規(guī) 定的.3. 能根據(jù)庫侖定律和電場強度的定義式推導點電荷場強的計算 式，并能用此公式進行有關(guān)的計算.4. 知道電場的疊加原理，并應用這個原理進行簡單的計算.過程與方法1、通過分析在電

2、場中的不同點，電場力F與電荷電量q的比例關(guān)系， 使學生理解比值F/q反映的是電場的強弱，即電場強度的概念；2、知道電場疊加的一般方法。情感、態(tài)度與價值觀培養(yǎng)學生學會分析和處理電場問題的一般方法。教學重點電場強度的概念及其定義式教學難點對電場概念的理解、應用電場的疊加原理進行簡單的計算教具器材掛圖多媒體課件課時安排2課時教學過程教學內(nèi)容師生活動引入新課問題引入：電荷間的相互作用 力是怎樣產(chǎn)生的？庫侖定律的內(nèi)容？思考回答問題新課教學第3節(jié)電場強度1、電場：啟發(fā)學生從哲學角度認識電場，（1）電荷之間的相互作用是通過特 殊形式的物質(zhì)一一電場發(fā)生的，電荷的周 圍都存在電場.特殊性：不同于生活中常見的物質(zhì)

3、， 看不見，摸不著，無法稱量，可以疊加.物質(zhì)性：是客觀存在的，具有物質(zhì)的 基本屬性一一質(zhì)量和能量.（2）基本性質(zhì)：主要表現(xiàn)在以下兒 方面 引入電場中的任何帶電體都將受 到電場力的作用，且同一點電荷在電場中 不同點處受到的電場力的大小或方向都 可能不一樣. 電場能使引入其中的導體產(chǎn)生靜 電感應現(xiàn)象. 當帶電體在電場中移動時，電場力 將對帶電體做功，這表示電場具有能量. 引出電場強度的概念：因為電場具有方向 性以及各點強弱不同，所以靠成同一電荷 q在電場中不同點受到的電場力的方向和 大小不同，我們用電場強度來表示電場的 強弱和方向.2、電場強度（E）：由圖1.2-1可知帶電金屬球周 圍存在電場。且

4、從小球受力情況可 知，電場的強弱與小球帶電和位置 有關(guān)。引出試探電荷和場源電荷-（1）關(guān)于試探電荷和場源電荷-（詳見PG注意：檢驗電荷是一種理想化 模型，它是電量很小的點電荷，將 其放入電場后對原電場強度無影響（2）電場強度 定義：電場中某一點的電荷 受到的電場力F跟它的電荷量q的 比值，叫做該點的電場強度，簡稱 場強.用E表示。公式（大?。篍=F/q （適用于所有電場）理解電場的客觀存在性，不以人 的意識為轉(zhuǎn)移，但能為人的意識 所認識的物質(zhì)屬性.利用課本圖1.3-1說明：電 荷A和B是怎樣通過電場與其他 電荷發(fā)生作用.電荷A對電荷B 的作用，實際上是電荷A的電場 對電荷B的作用；電荷B對電

5、荷A 的作用，實際上是電荷B的電場 對電荷A的作用.可見，電場具有力和能的特征提出問題：同一電荷q在電場中 不同點受到的電場力的方向和大 小一般不同，這是什么因素造成 的？指岀：雖然可用同一電荷q 在電場中各點所受電場力F的大 小來比較各點的電場強弱，但是 電場力F的大小還和電荷q的電 量有關(guān)，所以不能直接用電場力 的大小表示電場的強弱.實驗表 明：在電場中的同一點，電場力F 與電荷電量q成正比，比值F/q 山電荷q在電場中的位置所決定, 跟電荷電量無關(guān)，是反映電場性 質(zhì)的物理量，所以我們用這個比 值F/q來表示電場的強弱.單位：N/C 意義:Pu 提出問題：電場強度是矢量，怎樣表示電場的方向

6、呢？方向性：物理學中規(guī)定，電 場中某點的場強方向跟正電荷在該 點所受的電場力的方向相同.唯一性和固定性電場中某一點處的電場強度E是唯 一的，它的大小和方向與放入該點電荷q 無關(guān)，它決定于電場的源電荷及空間位 置，電場中每一點對應著的電場強度與是 否放入電荷無關(guān).3、（真空中）點電荷周圍的電場、 電場強度的疊加（1）點電荷周圍的電場 大?。篍=kQ/r2 （只適用于點 電荷的電場） 方向：如果是正電荷，E的方向 就是沿著PQ的連線并背離Q；如果是負 電荷：E的方向就是沿著PQ的連線并指 向Q.（參見課本圖1. 3-2）（2）電場強度的疊加原理：某點 的場強等于該點周用各個電荷單獨存在 時在該點產(chǎn)

7、生的場強的矢量和.先分析方法（P12）后舉例：先在 同一直線再不在同一直線?！纠}】在真空中有兩個點電 荷 Qi二+3. 0X10_8C 和 Q2二一3. 0X 10_8C,它們相距0.1m,求電場中A 點的場強 A點與兩個點電荷的距離 相等，r=0. Im分析：點電荷Q1和Q2的電場 在A點的場強分別為Ei和E2,它們 大小相等，方向如圖所示，合場強E 在Ei和E2的夾角的平分線上，此 平分線跟Q1和Q2的連線平行.指出：負電荷在電場中某點 所受的電場力的方向跟該點的場 強方向相反.帶領(lǐng)學生討論真空中點電 荷周圍的電場，說明研究方法： 將檢驗電荷放入點電荷周圍的電 場中某點，判斷其所受的電場

8、力 的大小和方向，從而得出該點場 強.帶領(lǐng)學生總結(jié)出真空中點電 荷周圍電場的大小和方向.在此 過程中注意引導學生總結(jié)公式 E二F/q和E=kQ/r2的區(qū)別及聯(lián)系.說明：公式E=kQ/r2中的Q 是場源電荷的電量,r是場中某點 到場源電荷的距離.從而使學生 理解：空間某點的場強是山產(chǎn)生 電場的場源電荷和該點距場源電 荷的距離決定的，與檢驗電荷無 關(guān).提出問題:如果空間中有兒 個點電荷同時存在，此時各點的 場強是怎樣的呢？帶領(lǐng)學生山檢 驗電荷所受電場力具有的疊加 性，分析出電場的疊加原理.例如：課本圖1. 3-3中P 點的場強，等于+ Q1在該點產(chǎn)生 的場強E和Q2在該點產(chǎn)生的場 強E2的矢量和.

9、從而使學生進一 步理解到，任何帶電體都可以看 做是有許多點電荷組成的.利用 點電荷場強的計算公式及疊加原 理就可以計算出其周圍各點場 強.解：E=Eicos60° +E2cos60° =2Ecos6（T=2kQicos60° /r代入數(shù)值得E二2. 7 X 104N/C可以證明：一個半徑為R的均 勻球體（或球殼）在外部產(chǎn)生的電 場，與一個位于球心的、電荷量相 等的點電荷產(chǎn)生的電場相同，球外 各點和電場強度一樣即：E=kQ/r24、電場線（1）電場線：電場線是畫在電場中組織學生討論，由學生討論后 歸納：（1）關(guān)于靜電平衡（2）靜電平衡后導體內(nèi)部電場的 特點： 處于靜

10、電平衡狀態(tài)的導體，內(nèi) 部的場強處處為零（注意：這時 的場強是合場強，即外電場和感 應電場的疊加） 處于靜電平衡狀態(tài)的導體，電 荷只分布在導體的外表面上。介紹各種點電荷電場線的分布情 況。【演示】模擬電場線指出：電場線是為了形象描述電 場而引入的，電場線不是實際存 在的線。例如，兩等大、正對且?guī)У?量異種電荷的平行金屬板間的電 場中，除邊緣附近外，就是勻強 電場.如圖1. 3-10.的一條條有方向的曲線，曲線上每點的切線方向表示該點的電場強度的方向。（2）電場線的基本性質(zhì) 電場線上每點的切線方向就是該點電 場強度的方向. 電場線的疏密反映電場強度的大?。ㄊ?弱密強）. 靜電場中電場線始于正電荷或

11、無窮遠， 止于負電荷或無窮遠.它不封閉，也不在 無電荷處中斷. 任意兩條電場線不會在無電荷處相交 （包括相切）5、勻強電場定義：電場中各點場強的大小相等.方向相（T冋的電場就叫勻強電場.乎山叱（2）勻強電場的電場線：是一組疏密程度相同（等間距）的平行 直線.常見電場的電場線電場電場線圖樣簡要描述正點 電荷米發(fā)散狀點荷 負哲*會聚狀 5贛榆清華園雙語學校禹一物理備課組小結(jié)等量 同號 電荷相斥狀等量 異號 電荷相吸狀勻強 電場* 1A平行的、等 間距的、同 向的直線對本節(jié)內(nèi)容做簡要的小結(jié)理量電場力電場強度物理意義電荷在電場中所受力反映電場的力的屬性區(qū)決定因素由電場和電荷共同決定僅由電場自身決定大小

12、F=qEE=F/q別方向正電荷受力與E同向 負電荷受力與E反向規(guī)定E的方向為正電荷在 該點的受力方向單位NN/C（或 V/m）聯(lián)系F=qE（普遍適用）參考題1. 在電場中某一點，當放入正電荷時受到的電場力向右，當放入負電荷時 受到電場力向 左，下列說法正確的是：A. 當放入正電荷時，該點的場強向右，當放入負電荷時，該點的場強 向左B. 只有在該點放入電荷時，該點才有場強C. 該點的場強方向一定向右D. 以上說法均不正確2. 真空中，兩個等量異種點電荷電量數(shù)值均為q,相距r.兩點電荷連 線中點處 的電場強度的大小為：A. B. 2kq/r第三節(jié).電場強度 電場：電荷的周圍都存在電場.特殊性：不同

13、于生活中常見的物質(zhì)，看不見，摸不著，物質(zhì)性：是客觀存在的，具有物質(zhì)的基本屬性一一質(zhì)量和能量. 基本性質(zhì)： 引入電場中的任何帶電體都將受到電場力的作用. 電場能使引入其中的導體產(chǎn)生靜電感應現(xiàn)象. 當帶電體在電場中移動時，電場力將對帶電體做功，這表示電場具有 能量. 電場強度 C. 4k/r2 D. 8kq/r23. 真空中，A, B兩點上分別設(shè)置異種點電荷Qi、Q2，已知兩點電荷間引力為 ION, Qi二 1.0X102： Q2=2.0X102C.則 Q2 在 A 處產(chǎn)生的 場強大小是N/C,方向是:若移開Q2,則Q1在B處產(chǎn)生的場強的大小是N/C,方向是作業(yè)1. 復習本節(jié)課文2. 思考課本Pg

14、問題與練習第（1）、（3）、（4）、（5）、題. 3.將（2）、（6）題做在作業(yè)本上.板書設(shè)訃作業(yè) P142、6 定義：電場中某一點的電荷受到的電場力F跟它的電荷量q的 比值，叫做該點的電場強度，簡稱場強.用E表示。公式（大?。篍二F/q（適用于所有電場）單位：N/C 方向性：物理學中規(guī)定，電場中某點的場強方向跟正電荷在該點所 受的電場力的方向相同3、（真空中）點電荷周圍的電場、電場強度的疊加（1）點電荷周圍的電場 大?。篍=kQ/r2 （只適用于點電荷的電場） 方向：4、電場線：電場線是畫在電場中的一條條有方向的曲線，曲線上每點的切 線方向表示該點的電場強度的方向。5、勻強電場定義：電場中

15、各點場強的大小相等、方向相同的電場就叫勻強電場.（2）勻強電場的電場線：是一組疏密程度相同（等間距）的平行直線.課后筆記1. 電場強度是表示電場強弱的物理量，因而在引入電場強度的概念時， 應該使學生了解什么是電場的強弱，同一個電荷在電場中的不同點受到的 電場力的大小是不同的，所受電場力大的點，電場強.2. 應當使學生理解為什么可以用比值F/q來表示電場強度，知道這個 比值與電荷q無關(guān)，是反映電場性質(zhì)的物理量.用比值定義一個新的物理量是物理學中常用的方法，應結(jié)合學生前面 學過的類似的定義方法，讓學生領(lǐng)會電場強度的定義.3. 應當要求學生確切地理解E二F/q和E=kQ/r2這兩個公式的含義，以 及

16、它們的區(qū)別和聯(lián)系.4. 應用電場的疊加原理進行計算時不應過于復雜，一般只限于兩個電 場疊加的情形.通過這種計算，使學生理解場強的矢量性5,電場線是為了形象描述電場而引入的，電場線不是實際存在的線。測試卷1電場強度知識要點：電場及電場強度的定義.電場線的特性，正負電荷受到電場力方向 與電場強度方向的關(guān)系，幾種典型電持的電埴我的分布.場強的疊加，場強的公式 表達式：E = F/q. E = KQ/r .解題時要注意結(jié)合功能定理，能量守恒定律等知識 點1、下列靜電學公式中.F、q、E、r分別表示電場力、電量、場強，距離，F(xiàn)二Kq©/* E二kq / 云E二F / qA. 它們都只對點電荷或

17、點電荷的場才成立.B. 只對點電荷或點電荷的場成立，對任何電場都成立.C只對點電荷或點電荷的電場成立，對任何電場都成立.D. 適用于任何電場.2、如圖131中的實線是一族未標明方向的山點電荷產(chǎn)生_亠 _的電場線虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡一 b是其軌 跡上的兩點.若帶電粒于在運動過程中只受電場力作用，根據(jù)此圖可作出的判斷正確的是（）A. 帶電粒子所帶電荷的符號.-B. 帶電粒子在a、b兩點的受力方向.C. 可以比較帶電粒子在&、b兩點的速度大小.D. 可以比較帶電粒子在&、b的加速度的大小.3. 如圖132所示，AB是某個點電荷電場的一根電場線，丄丈p在線上C點

18、放一個自由的負電荷，它將沿電場線向B運動，下列判斷正確 的是（）A電場線山B指向茁 該電荷作加速運動.加速度越來越小.B. 電場線山B指向A,該電荷作加速運動，其加速度大小的變化山題設(shè)條件不能確定. C電場線山A指向B,電荷作勻加速運動.D.電場線由B指向A,電荷作加速運動；加速度越來越大.4. 下列說法正確的是（）A. 電場強度的方向總是和電場力方向相同B. 用負電荷受到的電場力跟它電量的比值也可求出場強的大小C. 根據(jù)公式E=F/q可知，電場中某點場強的大小跟電場力的大小成正比，跟放入該點的 點電荷的電量成反比D. 電場中某點場強的方向與放入電場中該點的電荷的正負性有關(guān)5. 在電場中某點放

19、一檢驗電荷，其電量為q,受到的電場力為F,則該點電場強度為E二F/q,下列說法正確的是（）A若移去檢驗電荷，該點的電場強度變?yōu)榱?B. 若在該點放一個電量為2q的檢驗電荷，該點的場強就變?yōu)镋/2.C. 若在該點放一個電量為-2q的檢驗電荷，該點場強大小仍為E,但場強的方向變?yōu)?與原來相反的方向.D若在該點放一個電量為-q/2的檢驗電荷，則該點的場強大小仍為正，方向與原來 的方向相同.6. 下列關(guān)于電場的敘述中正確的是（）A兩個未接觸的帶電體發(fā)生了相互作用，這一定是電場引起的B.只有當電荷間發(fā)生相互作用才產(chǎn)生電場.C只要有電荷存在，其周圍就存在電場.D. A電荷受到B電荷的作用，是B電荷的電場對

20、A電荷的作用.7. 關(guān)于點電荷產(chǎn)生的電場，下列說法中正確的是（）A. 當某點與點電荷距離8時，該點場強E-0B. 當某點與點電荷間距離r-時，該點電場強度E-ooC. 沒有兩個點的場強是相同的D.與點電荷距離相等的點處的場強是相同的.9殺榆清華園雙語學校禹一物理備課組8、在一個等邊三角形ABC的頂點B,C處各放一個點電荷時，亍£測得A處的電場強度大小為E,方向與BC邊平行，且由B指向C,如 .J 圖13 -3所示.拿走C處的點電荷后，A處的電場強度（）/A大小仍為E,方向從A指向B/B.大小仍為E,方向沿BA延長線向外.*1C大小變?yōu)镋/2,方向未變.D.不能作出結(jié)論.9. 在真空中

21、，兩個等量異種點電荷電量均為6相距“兩點電荷連線中點處的強場 為A. 0B 2Kq / r2C. 4Kq / r2D 8Kq / r:10. 帶電粒子只受電場力作用而運動，若軌跡與電場線重合，則可以判定（）A.電場線必為直線.B.粒子的初速度必定為零.C. 粒子的初速度必定沿電場線方向.D.粒子的初速度或者為零，或者與電場線共線.11關(guān)于電場中某點的電場強度，正確說法是（）A. 其大小與檢驗電荷所受電場力成正比.B. 其大小等于單位電荷在該點受到的電場力.C. 其大小與場源電荷的電量無關(guān).D. 其方向就是電荷在電場中的受力方向.12. 一個質(zhì)量m=40g,帶電量q = -3XWsC的半徑極小的

22、小球用絲線懸掛起來處在某勻 強電場中，電場線水平.當小球靜止時，測得懸線與豎直方向夾角為37。，如圖134 所示，求該電場的場強大小及方向. 1113.在X軸上有兩個點電荷，一個帶正電荷，一個帶負電-Q“ Qi=2Q：,用E】和E： 分別表示兩個電荷所產(chǎn)生場強的大小，則在X軸上 （）AElE：的點只有一處，該處合場強為0B. E產(chǎn)比的點共有兩處，一處合場強為0,另一處合場強為2E,C. 的點共有三處，其中兩處合場強為0,另一處合場強為2E：DE = E：的點共有三處，其中一處合場強為0,另兩處合場強為2E：14.如圖13-5中,甲、乙兩帶電小球的質(zhì)量均為皿 所帶電量分別為q和-q,兩球間贛榆清

23、華園雙語學校禹一物理備課組用絕緣細線連接，屮球用絕緣細線懸掛在天花扳上，在兩球所在空間有方向向左的 勻強電場，電場強度為E,平衡時細線被拉緊，則平衡時的可能位置是圖中哪一個？ ( )15、如圖13-6所示.一半徑為R的絕緣圓形軌道豎直放置，圓軌道最低點與一條水平 軌道相連，軌道光滑，軌道所在空間存在水平向右的勻強電場，場強為E,從水平軌 道的A點山靜止釋放一質(zhì)量為m帶正電的小球，為使小球剛好在圓軌道內(nèi)作圓周運動， 求釋放點A距軌道最低點B的距離S,已知小球受到的電場力大小等于小球重力的3 / 4 倍.16、如圖13-7所示，A、B兩小球用絕緣細線懸掛在支架上，A球帶2X10%的正電荷, B球帶等量的負電荷，兩懸點相距3cm,在外加勻強電場作用下，兩球都在各自懸點 正下方處于平衡狀態(tài)，則該場強大小是多少？17如圖13-8半徑為R的光