选修3-1第一章 第3节 电场强度

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。

电场强度教案Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】《电场强度》教案授课人李传林一、教材分析本堂课采用的是人教版高中物理选修3-1第一章第三节。

电场是一种物质，对这一点的认识，课本是先从电荷间的相互作用要通过物质做媒介引进电场的。

电场因为它看不见、摸索不着，比较抽象，故可先把它接受下来，在学习中逐渐加深对它的认识。

本节主要由“电场”“电场强度”“点电荷的电场”“电场的叠加”四部分组成。

电场强度是本章的重点，它的概念的建立又是本章的难点。

二、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，知道电场是一种特殊的物质形态；（2）理解电场强度的概念及其定义，会根据电场强度的定义进行有关计算。

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）推导并掌握点电荷的场强公式，知道电场的叠加原理，会进行简单计算。

2．过程与方法（1）通过设置问题启发学生思考，使学生初步掌握研究抽象物理量的思维方法；（2）通过组织探究和验证实验过程，训练学生观察与总结的能力，运用数学的控制变量法和比值定义法处理物理问题的方法；（3）让学生亲身经历科学规律探究过程，认识探究意义、尝试探究方法、培养探究能力和创新精神。

3．情感、态度与价值观（1）通过对场的概念学习，知道自然界有两种物质－－实物粒子和场，提高对客观世界的认识层次；（2）通过探究和验证等活动，培养学生与人交流的合作精神，以及关注社会、积极参与的意识；（3）通过探究培养学生实事求是、精益求精、锲而不舍的探索精神。

三、教学重点电场强度的定义式的获得过程四、教学难点电场强度概念的建立五、教学过程复习库仑定律教师:相互作用的电荷需要接触吗学生：不需要。

教师：像这样不需要接触也能产生的作用力还有哪些？学生：磁力，万有引力。

教师：不接触的物体之间是怎样产生作用的呢进入新课教师：曾经有人认为这是超距作用，这种作用可以跨过时间和空间而直接产生。

物理选修3-1知识总结第一章第1节电荷及其守恒定律一、起电方法的实验探究1.物体有了吸引轻小物体的性质，就说物体带了电或有了电荷。

2．两种电荷自然界中的电荷有2种，即正电荷和负电荷．如：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是正电荷；用干燥的毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是负电荷．同种电荷相斥，异种电荷相吸．（相互吸引的一定是带异种电荷的物体吗？）不一定，除了带异种电荷的物体相互吸引之外，带电体有吸引轻小物体的性质，这里的“轻小物体”可能不带电．3．起电的方法使物体起电的方法有三种：摩擦起电、接触起电、感应起电○1摩擦起电：两种不同的物体原子核束缚电子的能力并不相同．两种物体相互摩擦时，束缚电子能力强的物体就会得到电子而带负电，束缚电子能力弱的物体会失去电子而带正电．（正负电荷的分开与转移）○2接触起电：带电物体由于缺少(或多余)电子，当带电体与不带电的物体接触时，就会使不带电的物体上失去电子(或得到电子)，从而使不带电的物体由于缺少(或多余)电子而带正电(负电)．（电荷从物体的一部分转移到另一部分）○3感应起电：当带电体靠近导体时，导体内的自由电子会向靠近或远离带电体的方向移动．（电荷从一个物体转移到另一个物体）三种起电的方式不同，但实质都是发生电子的转移，使多余电子的物体(部分)带负电，使缺少电子的物体(部分)带正电．在电子转移的过程中，电荷的总量保持不变．二、电荷守恒定律1、电荷量：电荷的多少。

在国际单位制中，它的单位是库仑，符号是C.2、元电荷：电子和质子所带电荷的绝对值1.6×10－19C，所有带电体的电荷量等于e或e的整数倍。

（元电荷就是带电荷量足够小的带电体吗？提示：不是，元电荷是一个抽象的概念，不是指的某一个带电体，它是指电荷的电荷量．另外任何带电体所带电荷量是1.6×10－19C的整数倍．）3、比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。

4、电荷守恒定律表述1：电荷守恒定律：电荷既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中，电荷的总量保持不变。

2015-2016高二物理人教版选修3-1第一章静电场第3节电场强度教案一样具有能量和动量,所以说电磁场具有物质性。

得不出实效，即可而止。

主题2：电场强度本主题探究是从几个方面进行：同样的试探电荷，不同的位置；同一个位置，不同的试探电荷。

电荷之间的作用是相互的，所以有相互的影响。

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的比值才能有效反映电场的力的性质。

(1)在带电金属球A的不同距离试探电荷受力的大小不同,这说明什么?(2)为什么实验中使用的试探电荷的电荷量和尺寸都必须足够小?(3)在带电金属球A周围的同一位置分别放q1、2q1、3q1所受到的库仑力分别是多少?(4)电场强度E为什么与q和F无关?口头表述主题3：点电荷的电场与电场强度的叠加本主题需要每个学生独立推导，一是能熟悉刚学的公式，二是得出点电荷周围电场强度的表达。

所有矢量的合成都遵循平行四边形定则。

点电荷+Q周围的A点试探电荷+q,如图所示。

(1)推导A点的场强。

(2)电场场强大小的因素?(3)场强如何合成?板书和口头表述主题4：电场线注意学生表述的准确性，假设得出矛盾可以否定假设。

用电场线表示电场强度具有直观性和科学性。

(1)电场线是如何表示电场方向的?(2)电场线能不能相交?(3)电场线如何表示电场强弱?口头表述第三层级基本检测根据具体情况与部分同学交流,掌握学生的能力情况. 全体学生独立思考，独立完成，小组同学都完成后可交流讨论。

PPT课件技能拓展视学生基础和课堂时间、教学进度决定是否作要求教师未提出要求的情况下学有余力的学生可自主完成PPT课件记录要点教师可在学生完成后作点评学生在相应的位置做笔记。

PPT课件第四层级知识总结教师可根据实际情况决定有没有必要总结或部分点评一下。

学生就本节所学做一个自我总结，之后可小组交流讨论。

PPT课件呈现感悟收获注意有代表性的收集一些学生的体会，以便有针对性地调整教学方法。

根据自己的感受如实填写。

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。

3电场强度一、电场与电场强度1.电场及其性质电荷的周围存在着由它产生的电场，电荷之间的作用是通过电场发生的.电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用.2.场源电荷和试探电荷场源电荷是激发或产生我们正在研究的电场的电荷.试探电荷是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷.3.电场强度(1)定义及公式：试探电荷在电场中某个位置所受的力与它的电荷量的比值叫电场强度.公式E＝Fq，单位牛每库，符号为N/C.(2)物理意义：表示电场的强弱和方向.(3)方向：与正电荷在该点正电荷所受的静电力的方向相同，与负电荷在该点所受的静电力方向相反.二、点电荷的电场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：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.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)，常用的方法有图解法、解析法、正交分解法等；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.3.E＝F与E＝kQ2的比较：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(试探)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成正比三、电场线与匀强电场1.电场线(1)电场线：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)几种特殊的电场线分布，如图所示.(3)电场线的特点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)定义：如果电场中各点电场强度大小相等、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.1(多选)在电场中某点放入正点电荷q，它受到的电场力F方向向右.当放入负点电荷q时，它受到的电场力F方向向左.下列说法正确的是()A.该点放入正电荷时，电场强度方向向右；放入负电荷时，电场强度方向向左B.该点电场强度大小为E＝F qC.该点放入2q的正点电荷时，电场强度变为原来的2倍D.该点电场强度的方向向右2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点放一个点电荷q＝－1.0×10－10 C，如图所示.求：(1)q在M点受到的作用力；(2)M点的场强；(3)拿走q后M点的场强；(4)M、N两点的场强哪点大？3某电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是()A.c点的电场强度大于b点的电场强度B.若将一试探电荷＋q由a点静止释放，它将沿电场线运动到b点C.b点的电场强度大于d点的电场强度D.a点和b点的电场强度的方向相同4一个试探电荷在电场中某点受到的电场力为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()5A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒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图象如图所示.则此电场的电场线分布可能是()6如图所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为E a，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为E b，方向与ab连线成30°角.关于a、b两点场强大小E a、E b的关系，以下结论正确的是()A.E a＝33E b B.E a＝13E b C.E a＝3E b D.E a＝3E b7下列选项中的各14圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各14圆环间彼此绝缘.坐标原点O处电场强度最大的是()8如图所示，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()A.1∶2B.2∶1C.2∶ 3D.4∶ 39如图所示，实线表示匀强电场中的一组电场线，一带电粒子(不计重力)经过电场区域后的轨迹如图中虚线所示，a、b是轨迹上的两点，关于粒子的运动情况，下列说法中可能的是()A.该粒子带正电荷，运动方向为由a至bB.该粒子带负电荷，运动方向为由a至bC.该粒子带正电荷，运动方向为由b至aD.该粒子带负电荷，运动方向为由b至a3 电场强度 1 答案 BD解析 放入正电荷和负电荷时，该点的场强均向右，故A 错误，D 正确；根据电场强度的定义可知B 正确.该点放入2q 的正点电荷时，电场力变为原来的2倍，电场强度不变，故C 错误. 2 答案 (1)1.0×10－8 N ，方向沿MO 指向Q(2)100 N/C ，方向沿OM 连线背离Q(3)100 N/C ，方向沿OM 连线背离Q(4)M 点场强大解析 (1)根据库仑定律，得F M ＝k Qq r 2＝9.0×109×1.0×10－9×1.0×10－100.32 N＝1.0×10－8 N.因为Q 为正电，q 为负电，库仑力是吸引力，所以力的方向沿MO 指向Q .(2)M 点的场强E M ＝F M q ＝1.0×10－81.0×10－10N/C ＝100 N/C ，其方向沿OM 连线背离Q ，因为它的方向跟正电荷所受电场力的方向相同.(3)场强是反映电场的力的性质的物理量，它是由形成电场的电荷Q 及场中位置决定的，与试探电荷q 是否存在无关.故M 点的场强仍为100 N/C ，方向沿OM 连线背离Q .(4)由E ∝1r 2得M 点场强大.3 答案 C解析 电场线的疏密表征了电场强度的大小，由题图可知E a ＜E b ，E d ＞E c ，E b ＞E d ，E a ＞E c ，故选项C 正确，选项A 错误；由于电场线是曲线，由a 点静止释放的正电荷不可能沿电场线运动，故选项B 错误；电场线的切线方向为该点电场强度的方向，a 点和b 点的切线不在同一条直线上，故选项D 错误.4 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电场力无关，A 、B 错误；试探电荷在该点受到的电场力F ＝Eq ，F 正比于q ，C 错误，D 正确.故选D. 5 答案 A解析 负点电荷在电场力的作用下由A 运动到B ，并由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 得电场力越来越大，即A →B 电场强度越来越大，电场线分布越来越密.又由于负电荷所受电场力方向与速度方向相反，由B 到A ，故场强方向为由A 到B ，故A 选项正确. 6 答案 D解析 由题图可知，r b ＝3r a ，再由E ＝kQ r 2可知，E a E b ＝r 2b r 2a＝31，故D 正确. 7 答案 B解析 根据对称性和矢量叠加，D 项O 点的场强为零，C 项等效为第二象限内电荷在O 点产生的电场，大小与A 项的相等，B 项正、负电荷在O 点产生的场强大小相等，方向互相垂直，合场强是其中一个的2倍，也是A 、C 项场强的2倍，因此B 项正确.8 答案 B解析 依题意，因为M 、N 两点都在圆周上，距O 点的距离相等，合电场强度为E 1，则每个点电荷在O 点产生的电场强度为E 12，当N 点处的点电荷移至P 点时，O 点的电场强度如图所示，合电场强度大小为E 2＝E 12，则E 1E 2＝21，选项B 正确.9 答案 BD解析 带电粒子只受电场力，又做曲线运动，合外力应指向曲线弯曲的内侧，即电场力向左，所以粒子带负电，其运动方向既可能是由a 到b ，也可能是由b 到a ，故B 、D 正确.。