高中物理 電場強(qiáng)度教案1

1、電場 電場強(qiáng)度一、教學(xué)目標(biāo)1. 了解電場的概念2. 理解電場強(qiáng)度的概念3. 掌握電場強(qiáng)度的計(jì)算方法二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1. 重點(diǎn)是使學(xué)生理解電場強(qiáng)度的概念及掌握電場強(qiáng)度的計(jì)算方法。2. 電場強(qiáng)度是描述電場性質(zhì)的物理量之一，這是難點(diǎn)。初學(xué)者容易把電場強(qiáng)度跟電場力混同起來。三、主要教學(xué)過程1. 復(fù)習(xí)庫侖定律在真空中兩點(diǎn)電荷的作用力跟它們的電量乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上，這就是庫侖定律。任何力的作用都離不開物質(zhì)，腳踢球，腳對球的力直接作用在球上；狗拉雪橇，狗對雪橇的拉力是通過繩子作用的；地球?qū)Φ乇砀浇镔|(zhì)的作用力是通過重力場物質(zhì)；兩電荷間相互作用時不直接接觸，它們

2、之間的相互作用也是通過別的物質(zhì)作用的，這就是電場。3教學(xué)過程設(shè)計(jì)（1）電場a電荷周圍存在一種特殊物質(zhì)提問：既然場是物質(zhì)，為什么我們看不到呢？答：物質(zhì)形式 實(shí)體（由分子組成）；看的見，摸的著。場（形式）：看不見，摸不著，不以人的感官意識為轉(zhuǎn)移的客觀存在。例如可見光波長由70004000，但還有很多波長的光線我們看不到，但不等于它們不存在。不能以人燈感官為標(biāo)準(zhǔn)判一存在與否。場客觀存在的證明是它有力、能的特性。例如重力場對有質(zhì)量的物體有力的作用，用可對物體做功，說明其能量。電場對放入其 的電荷Q也有力的作用，可對Q做功，說明其有能量。b電場的基本性質(zhì)：電場對放入其中的電荷有力的作用，此力稱電場力。c

3、.靜電場：靜止電荷的電場。場有能和力的特性，我們先看電場中力的性質(zhì)，它是本章的重要內(nèi)容，先以點(diǎn)電荷為例。如圖1所示，在+Q電場中A點(diǎn)分別放入電荷q1、q2、q3則它們分別受電場力為：A:F1= F2= ;F3=看看上式，我們可發(fā)現(xiàn)場電荷Q對不同的檢驗(yàn)電荷q有不同的電場力，但只要A點(diǎn)位置不變，F(xiàn)與q的比值就不變。若換到B點(diǎn)，則從上面分析看出：Q固定則電場的空間分布固定，對于場中某點(diǎn)固定，值僅與Q、r有關(guān)，與檢驗(yàn)電荷無關(guān)，它反映的是電場的性質(zhì)，反映的是電場的強(qiáng)弱，稱場強(qiáng)。（2）電場強(qiáng)度a.定義：放入電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力跟它的電量的比值叫該點(diǎn)的電場強(qiáng)度，簡稱場強(qiáng)。b.定義式： E=F電場力

4、 國際單位：牛（N）q電量 國際單位：庫（C）E電場強(qiáng)度 國際單位：牛/庫（N/C）c.物理意義：電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度數(shù)值上等于單位正電荷在那里所受的電場力。d電場強(qiáng)度是矢量，規(guī)定場強(qiáng)方向?yàn)檎姾稍谠擖c(diǎn)所受電場力方向。電場中同一點(diǎn)，+q、-q受力方向不同，場強(qiáng)只能有一個方向，規(guī)定以+q的受力方向?yàn)檎＠?在圖2中標(biāo)出A、B、C、D四點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向。正點(diǎn)電荷電場中某點(diǎn)電場強(qiáng)度方向沿連線背離+Q，負(fù)點(diǎn)電荷電場中某點(diǎn)電場強(qiáng)度方向沿連線指向-Q。e.單位：牛/庫 N/CE=借助于點(diǎn)電荷場強(qiáng)推出，可適用于任意電場。（3）一個點(diǎn)電荷電場的場強(qiáng)a. 真空中：E=（與檢驗(yàn)電荷q無關(guān)，僅與場電荷Q及r有關(guān)）

5、b. 方向：正電荷在該點(diǎn)受電場力方向（以后還會遇到各點(diǎn)場強(qiáng)大小，方向均相同的勻強(qiáng)電場）（4）兩個點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場的疊加原理 如圖3所法，在正點(diǎn)電荷Q1與負(fù)點(diǎn)電荷Q2產(chǎn)生的電場中有一點(diǎn)A，求A點(diǎn)的電場強(qiáng)度EA，由電場強(qiáng)度定義可知，EA在數(shù)值上為+1C點(diǎn)電荷在A點(diǎn)所受的電場力。今在A點(diǎn)放q=1+C，q將同時受到Q1和Q2的作用，每個作用力都能單獨(dú)用庫侖定律求出，就像另一個電荷不存在一樣，而q受的合力為各分力的矢量和，又因?yàn)閝是1C正電荷，所以它受的電場力在數(shù)值上等于場強(qiáng)，也就是說A點(diǎn)的合場強(qiáng)為Q1與Q2單獨(dú)在A瞇產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和，這就是電場強(qiáng)度的疊加原理。用電場強(qiáng)度的疊加原理可以求和任意多個點(diǎn)電

6、荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度，任何一個帶電體不管其電荷分布多么復(fù)雜，都可以視為由許多點(diǎn)電荷組成，因而可以用場強(qiáng)疊加原理求出它的場強(qiáng)?？梢钥闯觯婵罩腥我舛鄠€點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度，僅由場是荷、電場中的位置兩個因素決定，而與檢驗(yàn)電荷無關(guān)。（5）比較：E=和E=a. E=是場強(qiáng)的定義式，適用于任何電場。b. E=是點(diǎn)電荷電場中場強(qiáng)的計(jì)算式。（6）電場強(qiáng)度小結(jié)a. 電場中某點(diǎn)場強(qiáng)大小和方向，均與該點(diǎn)放不放檢驗(yàn)電荷、放那種電荷、放多大檢驗(yàn)電荷無關(guān)，是電場自身的性質(zhì)，與外界因素?zé)o關(guān)。對確定的電場來說，在某點(diǎn)放單位正電荷時，它受電場力的大小和方向是確定的。 定義式：E=數(shù)值上等于+1C的電荷受到的電場力，對所有電場都成

7、產(chǎn)。b.場強(qiáng) 方向：正電荷 單位：牛/庫（N/C） 決定因素：場電荷、場中位置 疊加原理（7）例題 例1.場電荷Q=210-4C，是正點(diǎn)電荷：檢驗(yàn)電荷q=210-5，是負(fù)電荷，它們相距r=2m而靜止且都在真空中，如圖4所示。求：(1) q受的電場力。(2) q所在的B點(diǎn)的場強(qiáng)EB.(3) 只將q換為=410-5C的正點(diǎn)電荷，再求受力及B點(diǎn)的場強(qiáng)。(4) 將受力電荷拿去后再求B點(diǎn)場強(qiáng)。解：（1）庫侖定律：F=9N 方向在A與B的連線上，且指向A。 （2）由電場強(qiáng)度的定義：E=所以E=105N/C 方向由A指向B。（3）由庫侖定律：=18N 方向由A指向B。E= 方向由A指向B。（4）因E與q無關(guān)

8、，自然q=0也不會影響E的大小與方向，所以拿走q后場強(qiáng)不變。例2 如圖5（a）所示，點(diǎn)電荷q與9q靜止于真空中，相距r，它們均為正電荷，求：（1） 連線中點(diǎn)A的場強(qiáng)EA；（2） 求場強(qiáng)為0的點(diǎn)位置。解（1）在A點(diǎn)放=1C，它受力情況如圖5（c）所示，F(xiàn)為q對的作用力，9F為9q對的作用力，而合力為8F方向指向q，所以 EA=8方向：向左指向q。(2)先分析E=0的點(diǎn)可能的位置范圍，因在該點(diǎn)放+1C時，它受力為零，所以q與9q的連線上，當(dāng)+1C作用力一定等大反向，因而兩力共線，由此可以斷定E=0的點(diǎn)在q與9q的連線上，當(dāng)+1C放于q以左及9q以右的連線上時，它受的兩個力都同向，因而不可能抵消，所以E=0的點(diǎn)一定在兩點(diǎn)電荷中間的連線上。令E=0 的點(diǎn)O距q為x,如圖（b）所示，+1C電荷在O點(diǎn)受力為零，所以有答：（1）EA=方向指向q。 （2）E=0的點(diǎn)在q與9q之間，距q為r/4.四、說明1. 對于電場強(qiáng)度概念的理解注意：（1）定義電場強(qiáng)度