高中物理学案：电场强度
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人教版(2019)高中物理必修第三册教案：第九章 第三节 电场 电场强度
第九章静电场及其应用电场电场强度教学设计一、知识与技能1. 知道电荷间的相互作用是通过电场实现的；2. 知道电场线的定义和特点，会用电场线描述电场强度的大小和方向。
二、过程与方法1.体会用比值定义物理量的方法，理解电场强度的定义公式、单位、方向；2.知道电场强度的叠加原理，并能用这一原理进行简单的计算。
三、情感态度与价值观1.通过探究实验，培养他们交流沟通的能力，提高理论与实践相结合的能力。
2.培养学生应用数学方法解决物理问题的科学思维方法，培养学生的创造性思维过程以及初步的观察、分析和概括能力。
1、理解电场强度的定义及物理意义，知道它的矢量性。
（重点）2、理解电场线的概念、特点，了解常见的电场线的分布，知道什么是匀强电场。
（重点）3、会推导点电荷场强的计算式并能进行有关的计算。
（难点）4、知道电场强度的叠加原理，会应用该原理进行简单计算。
（难点）课件一、导入新课：【教师引导】上一节，我们认识了电现象中的电荷，包括点电荷，元电荷及电荷之间存在的相互作用。
什么是点电荷？电荷相互作用有什么规律？哪位同学来帮我们回顾一下？电荷之间有相互作用，我们把这个作用的电力叫库仑力或静电力。
电荷之间的作用力是怎样发生的呢？今天我们就来研究这个问题。
二、讲授新课：1、电场【教师引入课程】通过起电机使人体带电，人的头发会竖直散开。
为什么会出现这样的现象？你会解释产生这一现象的原因吗？【教师引导】任何带电体周围产生的一种特殊物质。
电场看不见，又摸不着，怎样去认识它、研究它？【动手实验】利用手中的塑料笔使其摩擦带电，并让其靠近悬挂的铜丝。
现象：塑料笔吸引铜丝，铜丝偏角可达到60度。
【教师补充】电场的产生：电荷在其周围产生电场，电场是电荷周围存在的一种特殊物质。
基本性质：电场对放入其中的电荷产生力的作用。
【教师补充引导】如图，电荷A对电荷B的作用力，就是电荷A的电场对电场B的作用；电荷B对电荷A的作用力，就是电荷B的电场对电荷A的作用。
【高中物理】人教版必修第三册学案：第十章 第三节 电势差与电场强度的关系 含答案
第十章 第3节 电势差与电场强度的关系学习目标1.理解匀强电场中电势差与电场强度的关系。
2.知道电场强度的另一种关系，了解场强的另一个单位“伏特每米”的意义。
3.掌握关系式U AB ＝Ed 。
重点难点1.理解匀强电场中电势差与电场强度的关系U AB ＝Ed ，能够推导出这个关系式。
(重点)2.会用关系式U AB ＝Ed 或E ＝U ABd进行有关的计算。
(难点) 自主探究一、描述电场性质的两个物理量1．电场强度E 描述了电场的力的性质，是矢量。
2．电势差或电势描述了电场的能的性质，是标量。
二、匀强电场中电势差与电场强度的关系1．匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积。
2．公式：U AB ＝Ed 。
3．适用条件：(1)E 为匀强电场的电场强度。
(2)d 为沿电场方向的距离。
三、电场强度的另一种表述1．在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向单位距离上的电势差。
2．公式：E ＝Ud 。
3．单位：N/C 或V/m 。
课堂小测(1)由公式E ＝Ud 可知，电场强度与电势差U 成正比。
(×)(2)电场线的方向就是电势逐渐降落的方向。
(×) (3)E ＝F q 与E ＝k Qr 2中的q 和Q 表示相同的含义。
(×)(4)沿电场线方向任意相同距离上的电势差必相等。
(×)(5)在匀强电场中，任意两点间的电势差等于场强与这两点间距离的乘积。
(×)要点探究要点探究要点1 对关系式U＝Ed和E＝U/d的理解1.关系式表明了电场强度与电势差的关系大小关系由E＝Ud可知，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势方向关系电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向物理意义电场强度是电势差对空间位置的变化率，反映了电势随空间变化的快慢2.在非匀强电场中，公式E＝Ud可用来定性分析问题，由E＝Ud可以得出结论：在等差等势面越密的地方场强就越大，如图甲所示。
高中物理空间电场强度教案
高中物理空间电场强度教案
一、教学目标：
1. 了解空间电场强度的定义和性质。
2. 掌握计算空间电场强度的方法。
3. 能够应用空间电场强度解决相关问题。
二、教学重点：
1. 空间电场强度的定义和性质。
2. 计算空间电场强度的方法。
三、教学难点：
1. 借助高斯定律计算电场强度。
2. 掌握电场线和电场强度的关系。
四、教学过程：
1. 知识导入（5分钟）：通过实验展示电荷周围的电场分布，引出空间电场强度的概念。
2. 理论讲解（15分钟）：介绍空间电场强度的定义和性质，引入比例因子和标量场概念。
3. 计算实例（20分钟）：通过例题演示如何计算空间电场强度，包括点电荷、均匀带电
体等情况。
4. 高斯定律应用（15分钟）：介绍高斯定律，讲解如何利用高斯定律计算电场强度。
5. 课堂练习（10分钟）：学生进行练习，巩固所学知识。
6. 拓展延伸（5分钟）：介绍电场线和电场强度的关系，引导学生思考。
7. 总结归纳（5分钟）：对本节课所学内容进行总结，并强调重点。
五、教学资源：
1. 电场模型和实验装置。
2. 课件或板书。
3. 计算实例题目。
六、教学评价：
1. 课堂练习成绩。
2. 学生参与度和反馈。
七、教学反馈：
1. 根据学生反馈调整教学方法。
2. 总结本节课的教学效果，为下节课的教学做准备。
高中物理必修三《电场 电场强度》教案设计
电场电场强度教学设计[教材分析]静电场是整个高中物理电磁学的基础，教材分别从电荷在电场中受力和电场力做功两个角度研究静电场力和能的基本性质。
而电场强度是描述电场力的性质的物理量，用比值法定义电场强度对以后学习电势、电容和磁感应强度等概念有着重要的意义，将直接影响到学生认知能力的发展和思维能力的培养。
[教学目标]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。
[教学重点]1．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。
2．知道电场线及几种典型电场的电场线分布。
[教学难点]电场强度概念的建立和理解。
[教学方法]实验分析法、引导发现法、设疑探究法等。
[教学教具]投影仪和相关图片。
[教学过程]（一）复习回顾1．库仑定律的适用条件：(1）真空（无其它介质）；(2）点电荷（其间距r>>带电体尺寸L )——非接触力。
2、列举：(1）磁体间——磁力；(2）质点间——万有引力。
经类比、推理，得：电荷间的相互作用是通过电场发生的。
（电荷周围产生电场，电场反过来又对置于其中的电荷施加力的作用）引出电场、电场力两个概念。
本节课，我们主要研究电场问题，以及为描述电场而要引入的另一个崭新的物理量——电场强度。
（二）新课教学1．电场(1）电场基本性质：电场客观存在于任何电荷周围，正是电荷周围存在的这个电场才对引入的其它电荷施加力的作用。
(2）电场基本属性：电场源于物质（电荷），又对物质（电荷）施力。
再根据“力是物质间的相互作用”这一客观真观，毫无疑问，电场是一种物质。
(3）电场基本特征：非实体、特殊态——看不见、摸不着、闻不到。
教师资格高中物理《电场强度》教案
教师资格高中物理《电场强度》教案一、教学目标1.理解电场的基本性质，掌握电场强度的定义式及单位，知道电场强度是矢量。
2.通过比值定义法得到电场强度的定义式，体会比值定义法在物理学中的应用。
3.通过对场的概念的学习，提升对客观世界的认识。
二、教学重难点【重点】电场强度的概念。
【难点】电场强度定义式的推导。
三、教学过程环节一：新课导入提出问题：同学们，我们知道两个相隔一定距离的电荷之间有相互作用力。
那么，大家结合上节课所学的知识说一说，电荷之间没有相互接触，相互作用力是如何产生的呢?(电荷周围存在电场)教师引导：电荷在电场中受力的情况与哪些因素有关呢?我们本节课继续通过《电场强度》来进一步研究一下这个问题。
环节二：新课教学提出问题：电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用，我们能否通过这一性质来研究电场的强弱呢?多媒体展示：教师通过多媒体播放图1.2-1实验中悬挂的带电小球受到带电金属球静电力作用的视频，提问学生：之前我们通过这个实验总结出带电金属球周围存在电场，大家仔细思考从这个实验中我们还能得出哪些结论呢?(电场强弱与位置有关)教师讲解：实验中的带电小球是用来检验电场是否存在及其强弱分布的，称为试探电荷或检验电荷，为了方便研究电场中各点的情况，不影响原电场的分布，试探电荷的电荷量和尺寸都要足够小;被检验的电场是带电金属球所激发的，所以金属球所带的电荷称为场源电荷或源电荷。
教师提问：根据实验，我们发现同一试探电荷放在电场中的不同位置时，它受到的电场力的大小并不相同，这说明了什么呢?(电场中不同点的电场强弱不同)教师追问：我们还能发现，不同的试探电荷在电场的同一点上受到的电场力的大小也不同，这又说明了什么呢?(电场力与试探电荷的电荷量有关)教师总结：对于电荷量不同的试探电荷，即使在电场的同一点，所受的静电力也不相同，所以不能用试探电荷所受的电场力来表示电场的强弱。
小组讨论：试探电荷所受静电力的大小不仅与电场有关，还与试探电荷的电荷量有关，那么它们之间具有怎样的关系呢?请大家以物理兴趣小组为单位，进行为时五分钟的小组讨论。
高中物理 1.3电场强度教案 新人教版选修1-1
3、电场强度教学三维目标（一）知识与技能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．（二）过程与方法通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。
（三）情感态度与价值观培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。
重点：电场强度的概念及其定义式难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算教学过程（一）引入新课问题引入：电荷间的相互作用力是怎样产生的？（二）新课教学-----第3节电场电场强度1、电场：启发学生从哲学角度认识电场，理解电场的客观存在性，不以人的意识为转移，但能为人的意识所认识的物质属性．利用课本图14－5说明：电荷A和B是怎样通过电场与其他电荷发生作用．电荷A对电荷B的作用，实际上是电荷A的电场对电荷B的作用；电荷B对电荷A的作用，实际上是电荷B的电场对电荷A的作用．（1）电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质——电场发生的，电荷的周围都存在电场.特殊性：不同于生活中常见的物质，看不见，摸不着，无法称量，可以叠加.物质性：是客观存在的，具有物质的基本属性——质量和能量.（2）基本性质：主要表现在以下几方面①引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用，且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样.②电场能使引入其中的导体产生静电感应现象.③当带电体在电场中移动时，电场力将对带电体做功，这表示电场具有能量.可见，电场具有力和能的特征提出问题：同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小一般不同，这是什么因素造成的？引出电场强度的概念：因为电场具有方向性以及各点强弱不同，所以靠成同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小不同，我们用电场强度来表示电场的强弱和方向．2、电场强度(E)：由图1.2-1可知带电金属球周围存在电场。
新教材人教版高中物理必修第三册导学案§9.3电场 电场强度
即墨美术学校高一物理导学案课型：新授 编写人：赵财昌 审核人：高一物理组 编写时间：2021-05 编号：§9.3电场 电场强度学习目标：1.理解电场强度的定义及物理意义，知道它的矢量性.(重点)2.知道电场强度的叠加原理，会应用该原理进行简单计算.(难点)3.理解电场线的概念、特点，了解常见的电场线的分布，知道什么是匀强电场.(重点)【课前预习】一、电场1．电场的产生：电荷在其周围产生 ，电场是 周围存在的一种特殊物质.2．基本性质：电场对放入其中的电荷产生 ，电荷之间是通过 发生相互作用的.3．静电场： 的电荷产生的电场.二、电场强度1．试探电荷：为研究电场的性质而引入的电荷量和 都很小的点电荷.2．场源电荷： 的电荷.3．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，叫作该点的电场强度；定义式：E ＝ ；单位： .(2)方向：电场强度是 ，电场中某点的电场强度的方向与 在该点所受的静电力的方向 .(3)物理意义：电场强度是描述电场的 的性质的物理量.与试探电荷的电荷量和受到的静电力大小都 .三、点电荷的电场 电场强度的叠加1．点电荷的电场：场源电荷Q 与试探电荷q 相距为r ，则它们之间的库仑力F ＝k Qq r 2＝qk Q r 2，所以电荷q 处的电场强度E ＝F q ＝ ；方向：若Q 为正电荷，电场强度方向沿 ；若Q 为负电荷，电场强度方向沿 .2．电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的 .这种关系叫作电场强度的 .均匀带电球体(或球壳)外某点的电场，与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同，即E ＝k Q r 2，式中的r 是球心到该点的距离(r ＞R )，Q 为整个 所带的电荷量.四、电场线1．定义：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的 表示该点的电场强度方向.2．特点：(1)电场线从 或 出发，终止于 或 ，是不闭合曲线.(2)电场线在电场中不，因为电场中任意一点的电场强度方向具有唯一性.(3)在同一幅图中，电场线的反映了电场强度的相对大小，电场线的地方电场强度越 .(4)电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而的线.五、匀强电场1．定义：电场强度的大小，方向的电场.2．电场线特点：匀强电场的电场线是间隔的线.预习自测1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)试探电荷不产生电场. ( )(2)电场强度的方向与试探电荷所受电场力的方向可能相同，也可能相反. ( )(3)以点电荷为球心的球面上各点电场强度处处相同. ( )(4)公式E＝Fq与E＝kQr2中q与Q含义不同. ( )(5)在相邻的两条电场线之间没画电场线的地方有电场. ( )2．(多选)关于电场，下列说法正确的是()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，不依赖我们的感觉而客观存在C．电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的性质是对放在其中的电荷有力的作用D．电场只能存在于真空中和空气中，不可能存在于物体中3．真空中，A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r，则A、B两点的电场强度大小之比为()A．3∶1B．1∶3 C．9∶1 D．1∶9【课堂探究】探究一：电场强度的理解和计算E＝Fq与E＝kQr2的比较练习1：在真空中O点放一个点电荷Q＝＋1.0×10－9 C，直线MN通过O点，OM 的距离r＝30 cm，M点放一个试探电荷q＝－1.0×10－10 C，如图所示．求：(1)q在M点受到的作用力；(2)M点的电场强度；(3)拿走q后M点的电场强度；(4)M、N两点的电场强度哪点大？练习2：有关电场强度的理解，下述说法正确的是()A．由E＝Fq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E＝kqr2可知，在离点电荷很近，r接近于零时，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探究二：对电场线的理解及应用1．点电荷的电场线(1)点电荷的电场线呈辐射状，正电荷的电场线向外至无限远，负电荷则相反，如图所示.(2)以点电荷为球心的球面上，电场线疏密相同，但方向，说明电场强度相等，但不同.(3)同一条电场线上，电场强度相同，但不等.实际上，点电荷形成的电场中，任意两点的电场强度都不同.2．等量异种点电荷与等量同种点电荷的电场线比较等量异种点电荷等量同种(正)点电荷电场线分布图连线上的场强大小O点最小，从O点沿连线向两边逐渐变O点为零，从O点沿连线向两边逐渐变中垂线上的场强大小O点最大，从O点沿中垂线向两边逐渐变O点为零，从O点沿中垂线向两边先变大后变关于O点对称的点A与A′、B与B′的场强大向大向练习3：(多选)某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M 点运动到N 点，以下说法正确的是( )A ．粒子必定带正电荷B ．粒子在M 点的加速度大于它在N 点的加速度C ．粒子在M 点的加速度小于它在N 点的加速度D ．粒子在M 点的动能小于它在N 点的动能练习4：图中画了四个电场的电场线，其中图A 和图C 中小圆圈表示一个点电荷，图A 中虚线是一个圆，图B 中几条直线间距相等且互相平行，则在图A 、B 、C 、D 中M 、N 两处电场强度相同的是( )A B C D【课后巩固】1．(多选)如图是电场中某点的电场强度E 及所受电场力F 与放在该点处的试探电荷所带电荷量q 之间的函数关系图像，其中正确的是( )A B C D2．下列关于电场线的说法正确的是( )A ．电场中任何两条电场线都可以相交B ．沿电场线的方向，电场强度逐渐减小C ．电场线越密的地方电场强度越大D ．电场线是带电粒子在电场中运动的轨迹3.在等边三角形ABC 的顶点B 和C 处各放一个电荷量相等的点电荷时，测得A 处的场强大小为E ，方向与BC 边平行且由B 指向C ，如图所示.若拿走C 处的点电荷，则下列关于A 处电场强度的说法正确的是( )A ．大小仍为E ，方向由A 指向B B ．大小仍为E ，方向由B 指向AC ．大小变为E 2，方向不变D ．不能得出结论4．如图为真空中两点电荷A 、B 形成的电场中的一簇电场线，已知该电场线关于虚线对称，O 点为A 、B 电荷连线的中点，a 、b 为其连线的中垂线上对称的两点，则下列说法正确的是( )A ．A 、B 可能是带等量异号的正、负电荷B ．A 、B 可能是带不等量的正电荷C ．a 、b 两点处无电场线，故其电场强度可能为零D ．同一试探电荷在a 、b 两点处所受电场力大小相等，方向一定相反。
高中物理电场强度教案
高中物理电场强度教案课题：电场强度教学目标：1. 了解电场的概念和性质。
2. 掌握电场的强度计算方法。
3. 能够应用电场强度的知识解决相关问题。
教学重点：1. 电场的定义和性质。
2. 电场强度的计算方法。
教学难点：1. 理解电场的概念和电场强度的含义。
2. 掌握电场强度的计算方法。
教具准备：1. 教科书《高中物理》2. 课件或PPT3. 示波器、电荷计等实验仪器教学步骤：一、导入（5分钟）1. 通过展示电场图和电场强度的概念导入本节课的学习内容。
2. 提出问题：你认为什么是电场？电场强度与电场有什么关系？二、讲解电场强度（15分钟）1. 介绍电场的基本概念和性质。
2. 讲解电场强度的定义和计算方法。
3. 展示示波器等实验仪器，演示电场强度的实验观测和测量方法。
三、练习与讨论（20分钟）1. 给学生几个简单的例题，让学生计算电场强度。
2. 学生互相讨论解题过程，教师解答学生提出的问题。
四、拓展应用（10分钟）1. 提出一个实际问题，让学生应用电场强度的知识解决问题。
2. 学生根据所学知识进行思考和讨论，提出解决问题的方法。
五、总结与作业布置（5分钟）1. 总结电场强度的概念和计算方法。
2. 布置作业：完成教科书上的相关练习题。
教学反思：本节课主要围绕电场强度展开教学，通过理论讲解、实验演示和练习题训练，加深学生对电场强度的理解和应用能力。
同时，通过引导学生参与讨论和解决实际问题，激发学生学习的兴趣和动力。
在教学过程中，要灵活运用各种教学手段，提高教学效果，激发学生学习的热情，达到教学目标。
高中物理电场电场强度教案
高中物理电场电场强度教案
主题：电场电场强度
一、教学目标：
1. 了解电场的概念及性质
2. 掌握电场强度的定义和计算方法
3. 能够运用电场强度的概念解决相关问题
二、教学重点：
1. 电场的概念和性质
2. 电场强度的定义和计算方法
三、教学内容：
1. 电场的基本概念和性质
- 电场是由电荷产生的物理量，是一种对电荷产生作用的力场
- 电场的基本特点包括方向、大小、等势面等
2. 电场强度的定义和计算方法
- 电场强度表示单位正电荷在电场中所受到的力的大小和方向
- 电场强度的计算方法包括库仑定律和电场强度的叠加原理
四、教学过程：
1. 导入：通过生活中的例子引入电场的概念，引发学生对电场的兴趣并了解其重要性
2. 授课：介绍电场的基本概念和性质，讲解电场的产生原因和基本特点
3. 实验：进行电场强度的实验，让学生通过实验测量电场强度并计算
4. 讲解：详细讲解电场强度的定义和计算方法，引导学生掌握相关知识点
5. 演示：通过演示，让学生了解电场强度的方向和大小如何影响电荷的运动
6. 练习：为学生提供相关练习题，帮助他们巩固所学内容并解决问题
7. 总结：对本节课内容进行总结和梳理，帮助学生对电场强度的概念有更清晰的理解
五、课后作业：
1. 阅读相关教材，复习电场强度的概念和计算方法
2. 完成相关练习题，巩固所学知识
3. 思考电场强度在日常生活中的应用场景，做一次小结
六、教学反思：
本节课内容比较抽象和理论性强，需要结合实际生活中的例子和实验来帮助学生理解和掌握相关知识点。
在教学过程中，要注重引导学生思考和提问，促使他们主动学习和探索，达到更好的教学效果。
高中物理电场强度教案
高中物理电场强度教案教案：目标：1. 理解电场强度的概念和定义；2. 掌握计算电场强度的方法；3. 运用电场强度的概念解决与电荷和电场相关的问题。
引入：1. 引导学生回顾静电场的基本概念：带电体、元电荷、库仑定律等。
2. 提问：在空间某一点存在一个正电荷，该点周围是否存在电场？如何描述这个电场？探究：1. 演示实验：在黑板上放置一个正电荷，然后用测试电荷来测量不同位置的力大小。
让学生观察测试电荷受力的大小与位置的关系。
2. 引导学生思考：什么因素决定了测试电荷受力的大小？与被测电荷的距离有关还是其他因素？3. 通过分组讨论的方式，让学生找出电场强度与距离之间的关系。
理论总结：1. 定义电场强度：在某一点的电场强度E定义为单位正电荷所受的力。
2. 表示方式：E = F/Q，其中E表示电场强度，F表示所受的力，Q表示测试电荷的大小。
实例分析：1. 给出一个示例：一电荷为+3μC，距离电荷0.3m处的电场强度应该是多少？2. 让学生独立思考并计算上述问题的答案。
3. 引导学生运用电场强度的计算方法解决其他类似问题。
拓展应用：1. 给出若干实际场景，要求学生应用电场强度的概念解决问题。
2. 提问：在电场强度为0的位置，电荷的电势能是否会发生变化？如果不变化，为什么？3. 引导学生思考并讨论上述问题。
总结：1. 学生总结电场强度的概念和计算方法。
2. 强调电场强度与电势能的关系，并指出电场强度为0的位置电势能不会发生变化。
3. 引导学生将学到的知识与实际生活联系起来，认识到电场强度在现实中的应用价值。
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高中物理学案：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.一、电场1.电场：存在于电荷周围的一种特殊物质,电荷之间的相互作用是通过电场产生的.2.电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用.二、电场强度1.试探电荷与场源电荷(1)试探电荷：用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷,电荷量和尺寸必须充分小.(2)场源电荷：产生电场的电荷.2.电场强度(1)定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力跟它的电荷量的比值,叫做该点的电场强度.(2)定义式：E＝Fq,q是试探电荷的电荷量.(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相同,与负电荷在该点所受静电力的方向相反.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＝k Qr2,其中k是静电力常量,Q是场源电荷的电荷量.(2)方向：如果以Q为中心作一个球面,当Q为正电荷时,E的方向沿半径向外；当Q为负电荷时,E的方向沿半径向内.2.电场强度的叠加场强是矢量,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单独在该点产生的电场强度的矢量和.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有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向,电场线不是实际存在的线,而是为了形象描述电场而假想的线. (2)特点①电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷. ②电场线在电场中不相交.③在同一电场中,电场强度较大的地方电场线较密,电场强度较小的地方电场线较疏. 2.匀强电场(1)概念：如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同,这个电场就叫做匀强电场. (2)特点：①电场方向处处相同,电场线是平行直线. ②场强大小处处相等,电场线间隔相等.(3)实例：相距很近、带有等量异号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.1.判断下列说法的正误.(1)根据电场强度的定义式E ＝Fq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 ＝kQ r2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.(√)2.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________.答案 100N/C 向右 100 N/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 ＝100 N/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.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？(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 (1)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)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 ＝Fq 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.例1 (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答案 C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q 1＝－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：图1(1)B处场强多大？方向如何？(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？(3)如果将B处电荷拿走,B处的场强是多大？答案(1)200N/C 方向与F1方向相反(2)8.0×10－5N 200N/C(3)200N/C解析(1)由场强公式可得E B＝F1|q1|＝4.0×10－62.0×10－8N/C＝200 N/C,因为是负电荷,所以场强方向与F1方向相反.(2)q2在B点所受静电力F2＝q2E B＝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)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？(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(1)根据库仑定律有F＝k Qqr2,所以Q在P点产生的电场的电场强度为E＝Fq＝kQr2,方向沿QP的连线由Q指向P.(2)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＝2kQr2.1.点电荷场强公式：E＝k Qr2 .2.E＝Fq与E＝kQr2的比较：公式比较内容E＝FqE＝kQr2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3.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：图2(1)两点电荷连线的中点O 的场强大小和方向.(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. 答案 (1)8kQr2,方向由A →B(2)kQr 2,方向平行于AB 指向B 解析 (1)如图甲所示,A 、B 两点电荷在O 点产生的场强方向相同,均由A →B .A 、B 两点电荷分别在O 点产生的电场强度大小E A ＝E B ＝kQ (r 2)2＝4kQ r 2. O 点的场强为：E O ＝E A ＋E B ＝8kQr 2,方向由A →B .(2)如图乙所示,E A ′＝E B ′＝kQr 2,由矢量图结合几何关系可知,O ′点的场强E O ′＝E A ′＝E B ′＝kQr 2,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？(2)电场线是如何表示电场方向和强弱的？(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(1)电场线实际上不存在.(2)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)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.图3例4(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E A、E B,则A、B两点( )图4A.E A＝E B,电场方向相同B.E A<E B,电场方向相同C.E A>E B,电场方向不同D.E A<E B,电场方向不同答案 D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E A<E B,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.1.(电场强度的概念)(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＝Fq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,该点场强等于零答案 B解析E＝Fq是电场强度的定义式,某电场的场强E的大小和方向都取决于电场本身,而与试探电荷的电荷量q、试探电荷受到的电场力F无关,故A、C错误,B正确.某点不放试探电荷时,该点的电场依然存在,故D错误.2.(点电荷的电场)对电场强度公式E＝kQr2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答案 D解析电场强度公式E＝kQr2适用于点电荷形成的电场,对于不能看成点电荷的带电体,本公式不再适用,故A选项错误；电场强度是矢量,以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强E大小相等,方向不同,故B选项错误；当离场源电荷距离r→0时,此时带电体不能看成点电荷,公式不再成立,故C选项错误；当离场源电荷距离r→∞时,根据公式可得场强E→0,故D选项正确.3.(电场线)(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( )答案 B解析 电场线疏密表示电场强度的大小. A 选项中电场强度减小； B 选项中电场强度增大； C 选项中电场强度不变； D 选项中电场强度先增大后减小, 再由a ＝F m ＝qEm知,a ∝E ,故本题选B. 4.(电场强度的叠加)(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5A.大小为42kQa 2,方向竖直向上 B.大小为22kQ a 2,方向竖直向上 C.大小为42kQ a 2,方向竖直向下 D.大小为22kQ a2,方向竖直向下 答案 C解析 两个正点电荷在O 点产生的场强大小E 1＝E 2＝kQ (22a )2＝2kQa 2E＝E12＋E22＝22kQa2,方向竖直向下.故四个点电荷在O点产生的场强的矢量和E′＝2E＝42kQa2,方向竖直向下.5.(场强的计算)(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；(2)试探电荷B所在位置的电场强度E的大小.答案(1)2×10－2N (2)4×105N/C解析(1)由库仑定律知F＝k Q|q|r2,解得F＝2×10－2N.(2)E＝F|q|,解得E＝4×105N/C.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＝Fq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答案ABC2.(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( )A.P点的电场强度E＝F QB.P点的电场强度E＝F qC.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倍答案 B3.一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( )答案 D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.考点二电场线4.(无锡市江阴四校高二期中)在如图所示的各电场中,A、B两点场强相同的是( )答案 C解析A选项中,A、B两点电场强度大小相等但方向不同；B选项中,A、B两点电场强度方向相同但大小不等；C选项为匀强电场,电场强度处处相同；D选项中,B处电场线密集,故B处电场强度大,且A、B两点电场强度方向不同.5.如图1所示是某静电场的一部分电场线分布情况,下列说法中正确的是( )图1A.这个电场可能是负点电荷的电场B.点电荷q在A点处受到的静电力比在B点处受到的静电力大C.负电荷在B点处受到的静电力的方向沿电场线的切线方向D.点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速度小(不计重力)答案 B解析负点电荷的电场线是从四周无限远处不同方向指向负点电荷的直线,故A错；电场线越密的地方场强越大,由题图知E A＞E B,又因F＝qE,得F A＞F B,故B正确；由a＝Fm知,a∝F,所以a A＞a B,故D错；负电荷在B点受到的静电力的方向与B点电场强度的方向相反,故C错.6.A、B是一条电场线上的两个点,一负点电荷仅在静电力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点,其v－t图象如图2所示.则此电场的电场线分布可能是( )图2答案 A解析负点电荷在静电力的作用下由A运动到B,由v－t图象知：负点电荷做加速度逐渐增大的减速运动.由F＝ma得静电力越来越大,即A→B电场强度越来越大,电场线分布越来越密.又由于负电荷所受静电力方向与速度方向相反,故场强方向为由A到B,故A选项正确.考点三点电荷的电场电场强度的叠加7.(安徽师大附中期末)如图3所示是某个点电荷电场中的一根电场线,在电场线上的O点由静止释放一个自由的负电荷(仅受电场力作用),它将沿电场线向B点运动.下列判断中正确的是( )图3A.电场线由B指向A,该电荷做加速运动,加速度越来越小B.电场线由B指向A,该电荷做加速运动,其加速度大小的变化不能确定C.电场线由A指向B,该电荷做匀速运动D.电场线由B指向A,该电荷做加速运动,加速度越来越大答案 B解析负电荷由静止开始从O运动到B,其所受电场力方向从O到B,场强方向与负电荷所受电场力方向相反,故场强方向由B指向A.负电荷从静止开始,必定做加速运动,由于电场线的分布情况未知,场强如何变化无法确定,电场力和加速度如何变化也无法确定,故B正确,A、C、D错误.8.如图4所示,a、b、c、d四个点在一条直线上,a和b、b和c、c和d间的距离均为R,在a 点处固定有一电荷量为Q的正点电荷,在d点处固定有另一个电荷量未知的点电荷,除此之外无其他电荷,已知b点处的场强为零,则c点处场强的大小为(k为静电力常量)( )图4A.0B.k 15Q4R2C.kQ4R2D.kQR2答案 B解析据题可知,b点处的场强为零,说明a处和d处的两个点电荷在b处产生的场强大小相等、方向相反,则有：k QR2＝kQ′(2R)2,得Q′＝4Q,电性与Q相同.则Q在c点产生的场强大小E1＝kQ(2R)2＝kQ4R2,方向向右；Q′在c点产生的场强大小E2＝kQ′R2＝k 4QR2,方向向左；故c点处场强的大小为E＝E2－E1＝k 15Q 4R2.9.如图5所示,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,∠MOP＝60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点,这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P点,则O点的电场强度大小变为E2.那么,E1与E2之比为( )图5A.1∶2B.2∶1C.2∶3D.4∶ 3答案 B10.AB和CD为圆上两条相互垂直的直径,圆心为O.将电荷量分别为＋q和－q的两点电荷放在圆周上,其位置关于AB对称且距离等于圆的半径,如图6所示.要使圆心处的电场强度为零,可在圆周上再放一个适当的点电荷Q,则该点电荷Q( )图6A.应放在A点,Q＝2qB.应放在B点,Q＝－2qC.应放在C点,Q＝－qD.应放在D点,Q＝－q答案 C解析根据平行四边形定则,求出＋q和－q在O点产生的合场强,大小等于其中一个点电荷在O点产生的场强的大小,方向水平向右,要使圆心处的电场强度为零,应在C点放一个电荷量Q ＝－q的点电荷或在D点放一个电荷量Q＝＋q的点电荷,C选项正确.11.(齐齐哈尔市期末)如图7所示,电荷量为＋q的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心,垂线上的a、b两点关于薄板对称,到薄板的距离都是d.若图中a点的电场强度为零,则b点的电场强度大小和方向分别为(静电力常量为k)( )图7A.kqd2,垂直薄板向左 B.8kq9d2,垂直薄板向右C.kq9d2,垂直薄板向左 D.10kq9d2,垂直薄板向左答案 D解析由于a点处的合场强为零,所以带电薄板在a处产生的场强与点电荷＋q在a处产生的场强大小相等均为kqd2,方向相反,可知带电薄板应带正电；由带电薄板产生场强的对称性可知,薄板在b点产生的场强方向向左,大小等于kqd2,故b点的电场强度大小为E＝kqd2＋kq(3d)2＝10kq9d2,方向向左,故选D.二、非选择题12.如图8所示,空间中A、B、C三点的连线恰构成一直角三角形,且∠C＝30°,AB＝L,在B、C 两点分别放置一点电荷,它们的电荷量分别是＋Q和－Q(静电力常量为k).求斜边AC的中点D 处的电场强度.图8答案3kQL2,方向水平向右解析连接BD,三角形ABD为等边三角形,三角形BDC为等腰三角形,可得BD＝CD＝AB＝L.点电荷＋Q与－Q在D处产生的电场强度大小均为E1＝E2＝k QL2,方向如图所示,二者之间的夹角大小为60°.据电场强度的叠加原理可知,D处的电场强度为这两个电场强度的矢量和,可得E＝2E1cos30°＝2×k QL2×32＝3kQL2,方向水平向右.13.如图9所示,在场强为E的匀强电场中,取O点为圆心,r为半径作一圆周,在O点固定一电荷量为＋Q的点电荷,a、b、c、d为相互垂直且过圆心的两条直线和圆周的交点.当把一试探电荷＋q放在d点恰好平衡时(不计重力)：图9(1)匀强电场场强E的大小、方向如何？(2)试探电荷＋q放在点c时,受力F c的大小、方向如何？(3)试探电荷＋q放在点b时,受力F b的大小、方向如何？答案(1)k Qr2方向沿db方向(2)2k Qqr2方向与ac方向成45°角斜向下(3)2k Qqr2方向沿db方向解析(1)对试探电荷进行受力分析如图所示,由题意可知：F 1＝kQqr2,F2＝qE由于F1＝F2,所以qE＝k Qqr2,E＝kQr2,正电荷所受静电力方向与场强方向相同,故匀强电场方向沿db方向.(2)试探电荷放在c点：E c ＝E12＋E2＝2E＝2kQr2所以F c＝qE c＝2k Qqr2,方向与ac方向成45°角斜向下.(3)试探电荷放在b点：E b＝E2＋E＝2E＝2k Q r2所以F b＝qE b＝2k Qqr2,方向沿db方向.。