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。
- 1 - 单元形成性评价(一)(第九章)
(75分钟 100分)
一、单项选择题：共13题，每题4分，共52分。每题只有一个选项符合题意。
1．氦核的2个质子相距r米，质子与核外电子相距d米，则两质子之间的静电力是( )
A．ke2d2 B．ke2r2 C．ke2r D．ke2d
【解析】选B。根据库仑定律可知，两质子之间的静电力是F＝ke2r2 ，故选项B正确。
2.如图所示，在a、b两点固定着两个带等量异种电荷的点电荷，c、d两点将a、b两点的连线三等分，则( )
A．c、d两点的电场强度大小相等，方向相反
B．c、d两点的电场强度大小相等，方向相同
C．从c点到d点，电场强度先增大后减小
D．c、d连线的中点的电场强度为0
【解析】选B。依题意可知，c、d两点关于连线的中点对称，所以这两点场强等大同向，故A错误，B正确；带等量异种电荷的点电荷连线上中点处场强最小，但不是零，两边依次增大，所以从c点到d点，电场强度先减小后增大，故C、D错误。
3．(2021·辽宁适应性测试)匀强电场中有一与电场垂直的平面，面积为S，该电场的电场强度随时间的变化率为ΔEΔt ，静电力常量为k，则14πk
ΔEΔt S对应物理量的单位是( )
A．欧姆
B．伏特 C．安培
D．特斯拉
【解析】选C。因为ΔEΔt ＝ΔFkΔt ，单位为N/C·s；由F＝kq1q2r2 可得k＝Fr2q1q2 ，单位为N·m2/C2；所以14πk ΔEΔt S的单位为1N·m2/C2 ·NC·s ·m2＝C/s，根据电流的定义式I＝qt 可知Cs ＝A，该单位是安培。故选C。 - 2 - 4.水平放置的两相互靠近且平行的带电金属板，板间的电场可视为匀强电场，如图所示，电场中A、B两点的电场强度分别为EA、EB则( )
A．EA>EB B．EA
C．EA、EB的方向相同 D．EA、EB的方向相反
章末检测卷
(时间：90分钟 满分：100分)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分)
1.下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是( )
A.根据电场强度的定义式E＝Fq可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比
B.根据电容的定义式C＝QU可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比
C.根据真空中点电荷的电场强度公式E＝kQr2可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关
D.根据电势差的定义式UAB＝WABq可知，带电荷量为1 C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1 J，则A、B两点间的电势差为－1 V
答案 D
解析 电场强度E与F、q无关，由电场本身决定，A错误；电容C与Q、U无关，由电容器本身决定，B错误；E＝kQr2是决定式，C错误；在电场中，克服电场力做功，电势能增大，D正确.
2.A、B、C三点在同一直线上，AB∶BC＝1∶2，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷.当在A处放一电荷量为＋q的点电荷时，它所受到的电场力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为－2q的点电荷，其所受电场力为( )
A.－F2 B.F2 C.－F D.F
答案 B
解析 如图所示，设B处的点电荷带电荷量为正，AB＝r，则BC＝2r，根据库仑定律F＝kQqr2，F′＝kQ×2q2r2，可得F′＝F2，故选项B正确.
3.如图1所示，在粗糙的水平面上固定一个点电荷Q，在M点无初速度释放一个带有恒定电量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点停止，则从M到N的过程中，下列说法错误的是( )
图1
A.小物块所受的静电力逐渐减小
B.小物块具有的电势能逐渐减小
C.M点的电势一定高于N点的电势
D.小物块电势能的减少量一定等于克服摩擦力做的功
答案 C
解析 小物块在从M运动到N的过程中，一定受到向右的摩擦力，所以库仑力一定向左.随着由M运动到N，
第3节 电场强度
1．放入电场中某点的点电荷所受电场力与它的电荷量的比值叫做该点的电场强度，它是用来描述电场强弱和方向的物理量，其大小与试探电荷及其受力无关，决定于电场本身，其方向与正电荷在该点所受静电力方向相同．
2．真空中点电荷周围形成的电场的场强公式为：E＝kQr2，其中k是静电力常量，Q是场源电荷的电荷量．
在点电荷Q的电场中不存在E相同的两个点．r相等时，E的大小相等，但方向不同；两点在以Q为中心的同一半径上时，E的方向相同，但大小不同．
3．匀强电场是场强大小、方向处处相同的电场，其电场线是间隔相等的平行线．
4．下列关于电场的叙述正确的是( )
A．两个未接触的电荷发生了相互作用，一定是电场引起的
B．只有电荷发生相互作用时才产生电场
C．只要有电荷存在，其周围就存在电场
D．A电荷受到B电荷的作用，是B电荷的电场对A电荷的作用
答案 ACD
5．关于电场线的以下说法中，正确的是( )
A．电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同
B．沿电场线的方向，电场强度越来越小
C．电场线越密的地方同一试探电荷所受的电场力就越大
D．顺着电场线移动电荷，电荷受电场力大小一定不变
答案 C
解析 电场线上每一点的切线方向都跟正电荷在该点的受力方向相同，A错误；沿电场线方向，其疏密变化情况未知，所以电场强度大小不能判定，电荷的受力情况也不能判定，所以B、D错误；故只有C正确．
【概念规律练】
知识点一 电场、电场强度
1．电场中有一点P，下列说法中正确的是( )
A．若放在P点的试探电荷的电荷量减半，则P点的场强减半
B．若P点无试探电荷，则P点的场强为零
C．P点的场强越大，则同一电荷在P点所受到的电场力越大
D．P点的场强方向为试探电荷在该点受到的电场力的方向
答案 C
解析 为了知道电场中某点的电场强度，可以把一个试探电荷放入该点，其受到的电场力F与自身的电荷量q的比值Fq可反映该点场强的大小，但该点的场强由电场本身决定，与试探电荷的电荷量多少、电性无关，所以A、B错．由E＝Fq得F＝Eq，当q一定时，E越大，F越大，所以C正确．电场中某点的场强方向规定为正电荷在该点受到的电场力方向，与负电荷受力的方向相反，D错．
