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1.3、电场强度一、教学目标1、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．2、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。
3、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二、教学重难点1、电场强度的概念及其定义式。
2、电场的叠加原理。
3、电场线及其特点。
三、教学难点电场线及几种特殊电场的电场线特点。
四、教学与教法1、用演示复习法引入，注意对比．2、认真观察现象，理解各步的目的．3、掌握解题的思维和方法，而不要一味的强调公式的记忆。
五、教学器具：多媒体六、课时安排：2课时教学过程（第一课时）一、新课引入问题引入：电荷间的相互作用力是怎样产生的？二、进行新课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。
第3节电场__电场强度和电场线1．电场是电荷周围存在的一种特殊物质，它对放入其中的电荷有力的作用。
2．电场强度是用来描述电场的力的性质的物理量，其定义式为E＝F q。
3．电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向规定为正电荷在该点所受的静电力的方向。
4．电场线是为了形象描述电场而引入的假想的线，是由英国物理学家法拉第首先提出的。
其疏密程度表示电场的强弱，其每点的切线方向表示该点的电场强度的方向。
5．匀强电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，其电场线是间隔相等的平行直线。
一、电场1．电场的概念与基本性质2．电场力电场对电荷的作用力。
3．静电场静止电荷周围产生的电场。
二、电场强度1．检验电荷和场源电荷 (1)检验电荷(2)场源电荷如果电场是由某个带电体激发产生的，那么该带电体所带的电荷称为场源电荷或源电荷。
2．电场强度(1)定义：放入电场中某处的检验电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值。
(2)公式：E ＝Fq 。
(3)单位：牛每库，符号N/C 。
(4)方向：电场强度是矢量，规定某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同。
负电荷在电场中某点所受的静电力的方向跟该点电场强度的方向相反。
3．真空中点电荷的场强 (1)大小：E ＝k Qr 2。
(2)方向①正点电荷：某点P 的场强方向沿着二者连线背离正电荷，如图1-3-1甲所示。
图1-3-1②负点电荷：某点P 的场强方向沿着二者连线指向负电荷，如图乙所示。
三、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。
2．特点(1)曲线上切线方向表示该点的场强方向。
(2)起始于正电荷(或无穷远)终止于负电荷(或无穷远)，电场线不闭合。
(3)任意两条电场线不相交。
(4)电场线的疏密表示场强的强弱。
(5)电场线是为了形象描述电场而假想的曲线，实际并不存在。
3．几种常见典型电场的电场线1．自主思考——判一判(1)在电场中的电荷，不论是静止的还是运动的，都受到电场力的作用。
高中物理粤教版选修3-1第一单元第3课电场强度教学设计
【名师授课教案】
1教学目标
(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。
2学情分析
通过前面两节的学习,学生已经认识了静电现象,对于静电现象产生浓厚的兴趣,也已经学习了库伦定律,掌握了库伦定律。
在初中的学习过程中已经接触过比值定义物理量的方法。
要
想理解电场强度的概念,首先要建立电场的概念,而电场是真实存在又是无法看得见的物质,这是学生在学习本节感到最困难的地方,学生对于场的感性认识少,学生的抽象思维能力比
较欠缺,因此在教学中我们采用的对策是充分利用学生已有的生活经验和已有的知识和能力
的迁移。
3重点难点
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
4教学过程。
第三节电_场_强_度1。
电荷的周围存在电场，电场对放入其中的电荷有力的作用，电荷间的相互作用通过电场实现.2．电场强度是用来描述电场的力的性质的物理量，其定义式为E＝错误!.3．电场强度由电场本身决定,与放入其中的电荷无关。
4．点电荷Q所形成的电场强度的表达式为E＝k错误!，其大小由Q和空间位置决定。
5．电场线是为了形象描述电场而引入的假想的线,其疏密程度表示电场的强弱，电场线上某点的切线方向与该点的电场强度方向一致。
一、电场及电场的描述1．电场（1)电荷的周围存在电场。
带电体间的相互作用是通过周围的电场发生的。
(2）电场的基本性质:对放入其中的电荷有力的作用。
2．电场强度（1）定义：放入电场中某一点的试探电荷所受电场力的大小与它的电荷量的比值。
（2）定义式:E＝F q 。
(3)单位：牛每库，符号 N/C.（4)方向：电场强度是矢量,规定某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同。
负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点电场强度的方向相反。
3．匀强电场电场中各点的场强大小和方向都相同.二、点电荷的电场及电场的叠加原理1．真空中点电荷的场强（1)大小：E＝k错误!.(2)方向：Q为正电荷时，在电场中的P点，E的方向由Q指向P，Q是负电荷时，E的方向由P指向Q。
2．电场强度的叠加如果场源电荷是多个点电荷，则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。
三、电场线1．电场线用来形象直观地描述电场的曲线,曲线上每一点的切线方向都和该处的场强方向一致。
2．特点(1)电场线是为了形象描述电场而假想的线，实际并不存在。
（2)电场线的疏密程度反映了电场的强弱。
(3)电场线从正电荷或无限远出发，到负电荷终止或延伸到无限远。
（4)匀强电场的电场线是间隔距离相等的平行直线.1．自主思考——判一判(1）电场看不见,摸不着,因此电场实际不存在.（×）(2)根据E＝错误!,由于q有正负，故电场中某点的场强有两个方向。
精心整理高二物理选修3-1第一章静电场1、电荷及其守恒定律a、摩擦起电：b、静电感应：本质都是微观带电粒子在在物体之间和物体内部的转移。
c、电荷守恒定律：大量事实表明，电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变。
d、元电荷：电荷的多少叫电荷量；迄今为止，科学家发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量。
人们把这个最小的电荷量叫做元电荷，用e表示，所有带电体的电荷量都是e 的整数倍，电荷量是不能连续变化的物理量。
e可取1.60×10-19C；电子的电荷量e与电子的质量m e之比，叫做电子的比荷。
2、库仑定律a、库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
F=kq1q2/r2其中，静电力常量k=9.0×109Nm2/C2b、电荷间这种相互作用力叫做静电力或库仑力。
点电荷的理解。
与万有引力的区别。
c、带电金属球接触后等分电量；3、电场强度a、法拉第提出的观点：电荷的周围存在着由它产生的电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的；b、电场和磁场是一种客观存在，并且是互相联系的，统称为电磁场；变化的电磁场以光速在空间传播，它和实物一样具有能量和动量，因而场和实物是物质存在的两种不同形式。
只有在研究运动的电荷，特别是运动状态迅速变化的电荷时，电磁场的实在性才凸显出来。
c、静止电荷产生的电场，称为静电场。
d、试探电荷在电场中某点受到的力F与试探电荷的电荷量q成正比，F=Eq，E是比例常数，也即电场强度，反映电场在这点的性质，与q无关。
e、点电荷的电场强度计算与电场强度的叠加（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矢量和）f、电场线可以形象地描述电场强度的大小和方向。
电场线有以下几个特点：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在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方较疏。
人教版物理选修3－1第一章第三节《电场强度》《电场强度》教学设计教学分析学生从本节课开始接触电场的概念，由于它的抽象性，故可先把它接受下来，在学习中逐渐加深对它的认识。
本节的主要内容包括电场及其力的性质，以及定义了电场强度来反映电场的强弱及其特点。
本节的主要特点就是抽象性强，场的概念较难理解，再就是引入点场强度这个物理量的时候采用了比值定义法，有方法论的介绍总结。
另外关于场的叠加要通过类比（类比波的叠加）进行研究，所以说本节还有方法性强的特点。
结合本节的特点和地位现定位本节的教学目标如下：1.使学生能初步接受场的客观存在的特殊物质性。
2.能够深入理解电场强度的物理意义、定义式、矢量性，也能应用其来分析计算一些简单问题。
3.通过知识的学习掌握科学的思维方式和研究问题的方法。
教学过程：（表一）（表二）（表三）第三节电场强度第一课时学案学习任务：理解电场的客观存在，理解电场强度，点电荷场强计算式，场强的叠加原理。
新课学习：①请进入角色，想象“假如你是一名乘客”情景，思考什么是“场”？②怎样解释电荷没有接触也能产生力呢？知识：电场:基本性质：③既然电荷是通过电场产生力的作用，那么电场又有哪些规律呢？怎么去研究这些规律呢？怎样描述各个不同位置的电场的强弱以及数量关系呢？场源电荷：试探电荷：电场强度：定义：公式：单位：方向：物理意义：巩固理解：1.电场中某点放一试探电荷，电荷量为q，受到电场力为F,则该点的场强为E=F/q, 则A．若移去试探电荷q，则该点的场强为零。
B．若在该点放一个电荷量为2q的试探电荷，该点的场强变为E/2.C．若在该点放一个电荷量为-2q的试探电荷,该点的场强仍为E，场强方向与原来相反。
D．若在该点放一个电荷量为-q/2的试探电荷,则该点的场强仍为E，场强方向也还是原来的方向，但-q/2的试探电荷受电场力F/2，方向与F相反。
2.由电场强度的定义式E=F/q可知，在电场中的同一点A．电场强度E跟F成正比，跟q成反比B．无论检验电荷所带的电量如何变化，F/q 始终不变C．电场中某点的场强为零，则在该点的电荷受到的电场力一定为零D．一个不带电的小球在P点受到的电场力为零，则P点的场强一定为零3.电场中有一点P,下列说法中正确的是：A．若放在P点电荷的电量减半，则P点的场强减半。
第三节 电_场_强_度1.电荷的周围存在电场，电场对放入其中的电荷有力的作用，电荷间的相互作用通过电场实现。
2．电场强度是用来描述电场的力的性质的物理量，其定义式为E ＝F q。
3．电场强度由电场本身决定，与放入其中的电荷无关。
4．点电荷Q 所形成的电场强度的表达式为E ＝k Q r2，其大小由Q 和空间位置决定。
5．电场线是为了形象描述电场而引入的假想的线，其疏密程度表示电场的强弱，电场线上某点的切线方向与该点的电场强度方向一致。
一、电场及电场的描述 1．电场(1)电荷的周围存在电场。
带电体间的相互作用是通过周围的电场发生的。
(2)电场的基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。
2．电场强度(1)定义：放入电场中某一点的试探电荷所受电场力的大小与它的电荷量的比值。
(2)定义式：E ＝F q。
(3)单位：牛每库，符号 N/C 。
(4)方向：电场强度是矢量，规定某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同。
负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点电场强度的方向相反。
3．匀强电场电场中各点的场强大小和方向都相同。
二、点电荷的电场及电场的叠加原理 1．真空中点电荷的场强 (1)大小：E ＝k Q r2。
(2)方向：Q 为正电荷时，在电场中的P 点，E 的方向由Q 指向P ，Q 是负电荷时，E 的方向由P 指向Q 。
2．电场强度的叠加如果场源电荷是多个点电荷，则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。
三、电场线 1．电场线用来形象直观地描述电场的曲线，曲线上每一点的切线方向都和该处的场强方向一致。
2．特点(1)电场线是为了形象描述电场而假想的线，实际并不存在。
(2)电场线的疏密程度反映了电场的强弱。
(3)电场线从正电荷或无限远出发，到负电荷终止或延伸到无限远。
(4)匀强电场的电场线是间隔距离相等的平行直线。
1．自主思考——判一判(1)电场看不见，摸不着，因此电场实际不存在。
(×)(2)根据E ＝F q，由于q 有正负，故电场中某点的场强有两个方向。
(×) (3)在E ＝F q 中场强大小与q 无关，同样在E ＝k Q r2中场强大小与Q 也无关。
(×) (4)E ＝k Q r2这个公式对于任何静电场都成立。
(×)(5)电场线可以描述电场的强弱也能描述电场的方向。
(√)(6)电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线。
(√) 2．合作探究——议一议(1)元电荷、点电荷、试探电荷是同一种物理模型吗？提示：不是同一种物理模型。
元电荷是最小的电荷量，e ＝1.60×10－19C ；点电荷是一种理想化的物理模型，带电体的大小、形状及电荷分布状况在所研究的问题中可以完全忽略；试探电荷是指带电体的电荷量和尺寸很小，不会给原电场造成明显的影响。
(2)根据电场强度的定义式E ＝F q，是不是只有试探电荷q 存在时，电场才存在？ 提示：不是，电场是由场源电荷产生的，与试探电荷的存在与否没有关系。
(3)为什么电场线不会相交？还有同学说两条电场线之间的空白区域无电场，你认为是这样吗？提示：如果电场线相交，在交点处有两个“切线方向”，就会得出同一点电场方向不唯一的错误结论。
另外电场线是为了形象研究电场，人为画出的一些线，在电场中任何区域均可画电场线。
而没画电场线的地方，即两条电场线之间的空白区域也有电场。
1．试探电荷与场源电荷的比较．对电场强度公式E ＝q的理解(1)公式E ＝F q是电场强度的定义式，该式给出了测量电场中某一点电场强度的方法，应当注意，电场中某一点的电场强度由电场本身决定，与是否测量及如何测量无关。
(2)公式E ＝F q可变形为F ＝qE ：电场强度E 与电荷量q 的乘积等于静电力的大小；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。
1．一个检验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 ，在下图中能正确反映q 、E 、F 三者关系的是( )解析：选D 电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定，与放入该点的检验电荷及其所受电场力无关，A 、B 错误；检验电荷在该点受到的电场力F ＝Eq ，F 与q 成正比，C 错误，D 正确。
2.把一个电荷量q ＝－10－6C 的试探电荷，依次放在正点电荷Q 周围的A 、B 两处，如图131所示，受到的电场力大小分别是F A ＝5×10－3N ，F B ＝3×10－3N 。
(1)画出试探电荷在A 、B 两处的受力方向； (2)求出A 、B 两处的电场强度；(3)若在A 、B 两处分别放上另一个电荷量为q ′＝＋10－5C 的电荷，该电荷受到的电场力为多大？图131解析：(1)试探电荷在A 、B 两处的受力方向沿试探电荷与点电荷Q 的连线指向Q ，如图中F A 、F B 所示。
(2)A 、B 两处的电场强度的大小分别为E A ＝F A |q |＝5×10－310－6 N/C ＝5×103N/CE B ＝F B |q |＝3×10－310－6 N/C ＝3×103N/C电场强度的方向与负试探电荷的受力方向相反，因此A 、B 两处电场强度的方向分别沿两点与点电荷Q 的连线背离Q ，如图中E A 、E B 所示。
(3)当在A 、B 两处放上电荷q ′时，它受到的电场力分别为F A ′＝E A q ′＝5×103×10－5N ＝5×10－2N ，F B ′＝E B q ′＝3×103×10－5N ＝3×10－2N 。
方向与电场强度的方向相同。
答案：见解析1．电场强度公式E ＝F q 与E ＝k Q r2的比较[典例] 如图132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132(1)两点电荷连线的中点O 的场强的大小和方向；(2)在两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。
[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，由A →B 。
A 、B 两点电荷分别在O 点产生的电场强度为E A ＝E B ＝kQ ⎝ ⎛⎭⎪⎫r 22＝4kQ r2，故O 点的合场强为E O ＝2E A ＝8kQr 2，方向由A →B 。
(2)如图乙所示，E A ′＝E B ′＝kQ r2，由矢量图形成的等边三角形可知，O ′点的合场强E O ′＝E A ′＝E B ′＝kQ r2，方向与A 、B 的中垂线垂直向右，即E O ′与E O 同向。
[答案] (1)E O ＝8kQ r 2 方向由A →B (2)E O ′＝kQr2 方向与E O 同向(1)电场强度的叠加符合矢量合成法则，多个点电荷形成的电场求合电场强度时，可根据题目的特点依照合适的步骤进行，以简化解题过程。
(2)当两矢量满足大小相等，方向相反，作用在同一直线上时，两矢量合成叠加，合矢量为零，这样的矢量称为“对称矢量”，在电场的叠加中，注意图形的对称性，发现对称矢量可简化计算。
1．在点电荷形成的电场中，其电场强度( ) A ．电场中各点处处相等B ．与场源电荷等距的各点的电场强度都相等C ．与场源电荷等距的各点的电场强度的大小都相等，但方向不同D ．场中各点的电场强度与该点至场源电荷的距离r 成反比解析：选C 本题考查电场强度的矢量性和点电荷的场强公式E ＝k Q r2，正确选项是C 。
2．(多选)在正点电荷Q 的电场中的P 点放一试探电荷，其电荷量为＋q ，P 点与Q 的距离为r ，＋q 所受的电场力为F 。
则P 点的电场强度的大小为( )A.F QB.F qC.kq r 2D.kQ r 2解析：选BD 电场强度的定义式E ＝F q，q 为检验电荷的电荷量，由此可判定选项B 正确；根据点电荷的场强公式，即可得知选项D 正确。
3. (多选)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133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133A ．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解析：选CD 先将＋q 、－q 在O 点产生的电场强度叠加，因为＋q 、－q 与O 点构成等边三角形，可求出合电场强度E 0方向水平向右，大小E 0＝E 1＝E 2，如图所示，欲使圆心O 处的电场强度为零，所放置的点电荷Q 在O 点产生的电场强度方向必须水平向左，且大小也为E 0。
若在A 点和B点放置点电荷Q ，则它产生的电场强度只能沿竖直方向，达不到目的。
若在C 点放置点电荷Q ，则必为负电荷且Q ＝－q ，选项C 对。
若在D 点放置点电荷Q ，则必为正电荷，且Q ＝q ，选项D 对。
1．点电荷的电场线图134(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。
(2)以点电荷为球心的球面上，电场线疏密相同，但方向不同，说明电场强度大小相等，但方向不同。
(3)同一条电场线上，电场强度方向相同，但大小不等。
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3．电场线与带电粒子运动轨迹的关系 (1)电场线不是带电粒子的运动轨迹。
(2)同时具备以下条件时运动轨迹与电场线重合： ①电场线为直线；②带电粒子的初速度为零，或初速度沿电场线所在直线； ③带电粒子只受电场力，或其他力的合力沿电场线所在直线。
(3)只在电场力作用下，以下两种情况带电粒子都做曲线运动，且运动轨迹与电场线不重合：①电场线为曲线；②电场线为直线时，带电粒子有初速度且与电场线不共线。
1．如图135所示是静电场的一部分电场线分布，下列说法中正确的是( )图135A ．这个电场可能是负点电荷的电场B ．点电荷q 在A 点处受到的电场力比在B 点处受到的电场力大C ．点电荷q 在A 点处的加速度比在B 点处的加速度小(不计重力)D ．负电荷在B 点处所受到的电场力的方向沿B 点切线方向解析：选B 负点电荷的电场线是自四周无穷远处指向负电荷的直线，A 错。
电场线密的地方电场强度大，由题图知E A >E B ，则F A >F B ，B 对。
