第9章　3　第1課時　電場強(qiáng)度　電場強(qiáng)度的疊加-物理人教版必修第三冊

3電場電場強(qiáng)度第1課時電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度的疊加[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道電場的概念及電場的基本性質(zhì)。2.理解電場強(qiáng)度及其定義式，并能用該公式進(jìn)行有關(guān)計算(重點(diǎn))。3.掌握點(diǎn)電荷的電場和電場強(qiáng)度的疊加(難點(diǎn))。一、電場電場強(qiáng)度1．電場電荷之間通過________相互作用。電場和磁場已被證明是一種客觀存在。場像分子、原子等實物粒子一樣具有能量，因而場也是物質(zhì)存在的一種形式。靜止電荷產(chǎn)生的電場叫作_______。它的基本性質(zhì)是對放入電場的電荷有________的作用。2．電場強(qiáng)度(1)試探電荷與場源電荷①試探電荷：為了便于研究電場各點(diǎn)的性質(zhì)而引入的電荷，是電荷量和體積都________的點(diǎn)電荷。②場源電荷：________________的帶電體所帶的電荷，也叫源電荷。(2)電場強(qiáng)度①定義：放入電場中某點(diǎn)的試探電荷，所受的____________與它的____________之比，叫作該點(diǎn)的電場強(qiáng)度。②定義式：E＝eq\f(F,q)(適用于一切電場)。③單位：____________，符號是________。④方向規(guī)定：與正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向________；與負(fù)電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向________。⑤電場強(qiáng)度反映了電場的力的性質(zhì)，但與試探電荷受到的靜電力大小________(填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。⑥電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度E是唯一的，是由電場本身的特性(形成電場的電荷及空間位置)決定的，與是否放入試探電荷______(填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。(1)E＝eq\f(F,q)中的q是場源電荷。()(2)若在電場中某點(diǎn)放置負(fù)試探電荷，則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向與放置正試探電荷時相反。()(3)若在電場中的某點(diǎn)不放試探電荷，則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度為0。()(4)電場強(qiáng)度公式E＝eq\f(F,q)表明，電場強(qiáng)度的大小與試探電荷的電荷量q成反比，若q減半，則該處的電場強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍。()例1在一帶負(fù)電荷的導(dǎo)體A附近有一點(diǎn)B，如在B處放置一個q1＝－2.0×10－8C的電荷，測出其受到的靜電力F1大小為4.0×10－6N，方向如圖，則：(1)B處電場強(qiáng)度多大？方向如何？(2)如果換成一個q2＝＋4.0×10－7C的電荷放在B點(diǎn)，其受力多大？此時B處電場強(qiáng)度多大？(3)如果將B處電荷拿走，B處的電場強(qiáng)度是多大？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________二、點(diǎn)電荷的電場如圖所示，A處固定一電荷量為Q的正點(diǎn)電荷，P為空間內(nèi)一點(diǎn)，A、P之間的距離為r，一帶正電的點(diǎn)電荷q在P點(diǎn)所受靜電力為F。靜電力常量為k。(1)判斷P點(diǎn)電場的方向；(2)計算F的大??；(3)根據(jù)電場強(qiáng)度的定義，計算P點(diǎn)的電場強(qiáng)度。________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度(1)表達(dá)式：E＝________。(2)適用條件：真空、靜止、____________。2．點(diǎn)電荷電場的方向當(dāng)Q為正電荷時，電場強(qiáng)度E的方向沿半徑________(如圖甲);當(dāng)Q為負(fù)電荷時，電場強(qiáng)度E的方向沿半徑________(如圖乙)。注意：如果以Q為圓心、r為半徑作一個球面，則球面上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等，但方向不同。(1)根據(jù)公式E＝eq\f(kQ,r2)可知，電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度與場源電荷所帶的電荷量Q成正比，與r2成反比。()(2)由公式E＝eq\f(kQ,r2)可知，放入點(diǎn)電荷電場中某點(diǎn)試探電荷的電荷量越大，則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度越大。()(3)由E＝eq\f(kQ,r2)可知，在離點(diǎn)電荷非常近的地方(r→0)，電場強(qiáng)度E可達(dá)無窮大。()例2在真空中O點(diǎn)放一個電荷量為Q＝＋1.0×10－9C的點(diǎn)電荷，直線MN通過O點(diǎn)，O、M間的距離r＝30cm，M點(diǎn)放一個電荷量為q＝－1.0×10－10C的點(diǎn)電荷，如圖所示。已知靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2，求：(1)q在M點(diǎn)受到的庫侖力；(2)M點(diǎn)的電場強(qiáng)度；(3)拿走q后M點(diǎn)的電場強(qiáng)度；(4)M、N兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度哪點(diǎn)大。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________E＝eq\f(F,q)與E＝keq\f(Q,r2)的比較項目E＝eq\f(F,q)(定義式)E＝keq\f(Q,r2)(決定式)意義及用途給出了一種量度電場強(qiáng)弱的方法指明了點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度大小的決定因素適用范圍一切電場真空中靜止點(diǎn)電荷的電場E與各量關(guān)系E的大小與F、q的大小無關(guān)E∝Q，E∝eq\f(1,r2)Q或q的意義q是試探電荷的電荷量，Q是場源電荷的電荷量三、電場強(qiáng)度的疊加1．電場強(qiáng)度疊加原理在幾個點(diǎn)電荷共同形成的電場中，任意一點(diǎn)的總電場強(qiáng)度等于各個點(diǎn)電荷在該點(diǎn)各自產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的________。2．一個半徑為R的均勻帶電球體(或球殼)在外部產(chǎn)生的電場，與一個位于球心的、電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場相同(如圖)。3．一個比較大帶電體在不能看作點(diǎn)電荷的情況下，可以把它分成若干小塊，只要每個小塊足夠小，就可以看成點(diǎn)電荷，然后用點(diǎn)電荷__________的方法計算整個帶電體的電場強(qiáng)度。例3如圖所示，真空中，電荷量分別為＋Q和－Q的點(diǎn)電荷A、B相距r，靜電力常量為k，求：(1)兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O處的電場強(qiáng)度大小和方向。(2)在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，距A、B兩點(diǎn)電荷都為r的O′點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小和方向。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________針對訓(xùn)練(2024·云南省楚雄州高二期中)如圖所示，在正方形ABCD的A、B、C三個頂點(diǎn)上各放置一個帶電荷量為＋q的點(diǎn)電荷，已知靜電力常量為k，正方形ABCD的對角線AC長為a，則正方形中心點(diǎn)O處的電場強(qiáng)度大小為()A.eq\f(2\r(5)kq,a2)B.eq\f(3kq,a2)C.eq\f(4kq,a2)D.eq\f(kq,a2)例4(2024·寧波市高二期中)如圖所示，真