電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度學(xué)案高二上學(xué)期物理人教版

電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、知道電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的。知道場(chǎng)與實(shí)物是物質(zhì)存在的兩種不同形式。2、體會(huì)用比值定義物理量的方法，理解電場(chǎng)強(qiáng)度的定義公式、單位、方向。3、能推導(dǎo)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式，并能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。知道電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理，并能用這一原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。4、知道電場(chǎng)線的定義和特點(diǎn)，會(huì)用電場(chǎng)線描述電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向?！緦W(xué)習(xí)重難點(diǎn)】1、理解電場(chǎng)強(qiáng)度的定義及物理意義，知道它的矢量性。（重點(diǎn)）2、理解電場(chǎng)線的概念、特點(diǎn)，了解常見(jiàn)的電場(chǎng)線的分布，知道什么是勻強(qiáng)電場(chǎng)。（重點(diǎn)）3、會(huì)推導(dǎo)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式并能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。（難點(diǎn)）4、知道電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理，會(huì)應(yīng)用該原理進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。（難點(diǎn)）【課前導(dǎo)學(xué)】一、電場(chǎng)1．產(chǎn)生：電場(chǎng)是電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)。2．基本性質(zhì)：電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷產(chǎn)生力的作用。3．相互作用：電荷之間是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生相互作用的。4．靜電場(chǎng)：靜止的電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)。二、電場(chǎng)強(qiáng)度1．試探電荷：為研究電場(chǎng)的性質(zhì)而引入的電荷量和體積都很小的點(diǎn)電荷。2．場(chǎng)源電荷：激發(fā)電場(chǎng)的電荷。3．電場(chǎng)強(qiáng)度(1)定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷所受的靜電力F跟它的電荷量q的比值。(2)定義式：E＝eq\f(F,q)。(3)單位：牛每庫(kù)，符號(hào)N/C。(4)矢標(biāo)性：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同。(與負(fù)電荷受力方向相反)(5)物理意義：電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量，與試探電荷受到的靜電力大小無(wú)關(guān)。三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加1．點(diǎn)電荷的電場(chǎng)(1)推導(dǎo)：F＝keq\f(Qq,r2)E＝eq\f(F,q)＝keq\f(Q,r2)(2)公式：E＝keq\f(Q,r2)(Q為場(chǎng)源電荷)(3)方向：若Q為正電荷，電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿半徑方向向外；若Q為負(fù)電荷，電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿半徑方向向內(nèi)。2．電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加(1)電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度：是各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。例如，圖中P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，等于電荷＋Q1在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E1與電荷－Q2在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E2的矢量和。(2)均勻帶電球體(或球殼)外某點(diǎn)的電場(chǎng)：E＝keq\f(Q,r2)，Q整個(gè)球體所帶的電荷量，r是球心到該點(diǎn)的距離(r＞R)四、電場(chǎng)線1．理解：(1)電場(chǎng)線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向(2)電場(chǎng)線從正電荷或無(wú)限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于無(wú)限遠(yuǎn)或負(fù)電荷，是不閉合曲線。(3)電場(chǎng)線在電場(chǎng)中不相交。(任意一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不可能有兩個(gè)方向)(4)在同一幅圖中，電場(chǎng)線的疏密反映了電場(chǎng)強(qiáng)度的相對(duì)大小，電場(chǎng)線越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大。(5)電場(chǎng)線不是實(shí)際存在的線，而是為了形象地描述電場(chǎng)而假想的線。五、勻強(qiáng)電場(chǎng)1．定義：電場(chǎng)強(qiáng)度的大小相等，方向相同的電場(chǎng)。2．電場(chǎng)線特點(diǎn)：勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是間隔相等的平行線。3．實(shí)例：兩塊等大、靠近、正對(duì)的平行金屬板，帶等量異種電荷時(shí)，它們之間的電場(chǎng)除邊緣附近外就是勻強(qiáng)電場(chǎng)。【重難探究】一、電場(chǎng)強(qiáng)度的理解和計(jì)算1．電場(chǎng)的性質(zhì)(1)唯一性：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E是唯一的，是由電場(chǎng)本身的特性(形成電場(chǎng)的電荷及空間位置)決定的，與是否放入試探電荷、放入電荷的電性、電荷量的多少均無(wú)關(guān)。電場(chǎng)中不同的地方，電場(chǎng)強(qiáng)度一般是不同的。(2)矢量性：電場(chǎng)強(qiáng)度描述了電場(chǎng)的強(qiáng)弱，是矢量，其方向與在該點(diǎn)的正電荷所受電場(chǎng)力的方向相同，與在該點(diǎn)的負(fù)電荷所受電場(chǎng)力的方向相反。2．與的比較公式本質(zhì)區(qū)別定義式?jīng)Q定式適用范圍一切電場(chǎng)真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)Q或q的意義q表示引入電場(chǎng)的(試探檢驗(yàn))電荷的電荷量Q表示產(chǎn)生電場(chǎng)的點(diǎn)電荷(場(chǎng)源電荷)的電荷量關(guān)系E用F與q的比值來(lái)表示，但E的大小與F、q的大小無(wú)關(guān)E不僅用Q、r來(lái)表示，且E∝Q，E∝二、電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加1．電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，當(dāng)空間的電場(chǎng)由多個(gè)電荷共同產(chǎn)生時(shí)，計(jì)算空間某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)先分析每個(gè)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向，再根據(jù)平行四邊形定則求合場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向。2．比較大的帶電體產(chǎn)生的電場(chǎng)，可以把帶電體分解為若干小塊，每一個(gè)小塊看作一個(gè)點(diǎn)電荷，用電場(chǎng)疊加的方法計(jì)算。三、對(duì)電場(chǎng)線的理解及應(yīng)用1．點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線(1)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線呈輻射狀，正電荷的電場(chǎng)線向外至無(wú)限遠(yuǎn)，負(fù)電荷則相反，如圖所示。(2)以點(diǎn)電荷為球心的球面上，電場(chǎng)線疏密相同，但方向不同，說(shuō)明電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，但方向不同。(3)同一條電場(chǎng)線上，電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，但大小不等。實(shí)際上，點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，任意兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都不同。2．等量異種點(diǎn)電荷與等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線比較等量異種點(diǎn)電荷等量同種(正)點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布圖連線上的場(chǎng)強(qiáng)大小O點(diǎn)最小，從O點(diǎn)沿連線向兩邊逐漸變大O點(diǎn)為零，從O點(diǎn)沿連線向兩邊逐漸變大中垂線上的場(chǎng)強(qiáng)大小O點(diǎn)最大，從O點(diǎn)沿中垂線向兩邊逐漸變小O點(diǎn)為零，從O點(diǎn)沿中垂線向兩邊先變大后變小關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的點(diǎn)A與A′、B與B′的場(chǎng)強(qiáng)等大同向等大反向3．電場(chǎng)線與帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系(1)電場(chǎng)線不是帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。(2)同時(shí)具備以下條件時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡與電場(chǎng)線重合：①電場(chǎng)線為直線；②帶電粒子的初速度為零，或初速度沿電場(chǎng)線所在直線；③帶電粒子只受電場(chǎng)力，或其他力的合力沿電場(chǎng)線所在直線。(3)只在電場(chǎng)力作用下，以下兩種情況帶電粒子都做曲線運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)軌跡與電場(chǎng)線不重合：①電場(chǎng)線為曲線；②電場(chǎng)線為直線時(shí)，帶電粒子有初速度且與電場(chǎng)線不共線?！眷柟逃?xùn)練】1.關(guān)于電場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是()A.只要有電荷存在，電荷周圍就一定存在著電場(chǎng)B.電場(chǎng)不是由分子、原子組成的，它是一種客觀存在的特殊物質(zhì)C.電荷之間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)產(chǎn)生的D.電場(chǎng)只能存在于真空中和空氣中，不可能存在于物體中2.下列敘述中正確的是（靜電力常量為k）()A.電場(chǎng)強(qiáng)度適用于任何電場(chǎng)B.公式中的q是場(chǎng)源電荷的電荷量，q越大，則電場(chǎng)強(qiáng)度越小

C.公式適用于真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)，式中的Q是場(chǎng)源電荷的電荷量

D.由可知，r不變時(shí)，Q越大，則電場(chǎng)強(qiáng)度越大3.如圖所示，光滑絕緣水平桌面上有兩個(gè)帶電小球（可以看成點(diǎn)電荷），A球電荷量為球電荷量為，由靜止釋放時(shí)A球加速度大小為B球的兩倍，不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是()

A.A球受到的靜電力是B球受到靜電力的2倍B.A球的質(zhì)量是B球質(zhì)量的2倍C.A球受到的靜電力與B球受到的靜電力是一對(duì)相互作用力D.球相互靠近過(guò)程中加速度都增大，且A球加速度總是B球的兩倍4.如圖所示，兩質(zhì)量分別為和、帶電荷量分別為和的小球，用長(zhǎng)度不等的絕緣輕絲線懸掛起來(lái)，兩絲線與豎直方向的夾角分別是α和，若兩小球恰在同一水平線上，那么()

A.兩球一定帶異種電荷 B.一定不等于C.一定小于 D.兩球所受靜電力一定不相等5.如圖所示，一個(gè)半徑為R的均勻帶電球體（或球殼）所帶的電荷量為Q。它在與球心距離的球外部某點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為_(kāi)_________。

答案以及解析1.答案：ABC解析：電場(chǎng)存在于電荷周圍，A正確；電場(chǎng)是一種特殊物質(zhì)，不是由分子、原子組成的，B正確；電荷之間的相互作用就是通過(guò)電場(chǎng)產(chǎn)生的，電場(chǎng)最基本的性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有力的作用，C正確；電場(chǎng)在真空中、物體中都能存在，D錯(cuò)誤。2.答案：ACD解析：是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，它適用于任何電場(chǎng)，故A正確；中的q是試探電荷的電荷量，故B錯(cuò)誤；是真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度決定式，式中的Q是場(chǎng)源電荷的電荷量，r不變時(shí)Q越大，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，故C、D正確。3.答案：CD解析：A球受到的靜電力和B球受到的靜電力是一對(duì)相互作用力，大小相等，方向相反；由靜止釋放時(shí)，A球加速度大小為B球的兩倍，由牛頓第二定律可知，A球的質(zhì)量是B球質(zhì)量的，A、B錯(cuò)，C對(duì)；由庫(kù)侖定律可知，球相互靠近過(guò)程中兩球間靜電力增大，且大小相等，加速度都增大，A球的質(zhì)量是B球質(zhì)量的，所以A球加速度總是B球的兩倍，D正確。4.答案：AC解析：兩球均帶電且相互吸引，則必定帶異種電荷，故A正確；兩球間的靜電力為一對(duì)相互作用力