人教版 (2019)必修 第三册3 电场 电场强度学案

9.3 电场   电场强度(共两课时)

【学习目标】

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(难点)。

2.能推导点电荷电场强度的公式，并能进行有关计算。(重点)。

3.知道电场强度的叠加原理，并能进行简单计算。

4.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。

【学习过程】

任务一：认识电场（阅读课本P11—P12电场标题下的内容，思考并回答下列问题）

问题1.（独立思考）

（1）电荷周围存在的一种物质叫什么？这种物质有什么特点，我们如何研究它？哪位科学家最先提出这种观点？

（2）电荷与电荷之间的作用力是怎么产生的？

（3）自然界物质存在的形式有几种？

任务二： 研究电场（阅读课本P12“电场强度”标题下的内容，思考并回答下列问题）

   问题2.（课堂生成）

(1)场源电荷：

  试探电荷：

（2）与点电荷+Q相距为r的位置，放置正试探电荷q1，计算试探电荷受到的静电力与电荷量的比值? 如果在此位置放置电荷量为q2的试探电荷时，比值又为多少？

（3）这个比值的物理意义是什么? 能反映出什么？这种方法叫什么？

问题3. 电场强度（预习积累）

（1）定义：

（2）表达式：

（3）单位：

（4）标矢性：

典例1.某点电荷的电荷量为Q，在其电场中的P点放一电荷量为q的试探电荷，受到的静电力为F，则(　　)

A.P点的电场强度E＝             B.P点的电场强度E＝

C.撤去试探电荷，P点的电场强度为零

D.把q变为2q，则P点的电场强度变为原来的2倍

任务三：点电荷的电场   电场强度的叠加（阅读课本P13-P14“点电荷的电场   电场强度的叠加”标题下的内容，回答下列问题）

问题4.（独立完成）

（1）点电荷电场强度大小：

               方向：

（2）均匀带电球体（或球壳）球外一点处电场强度大小：

（3）两个电场强度合成的法则：

典例2.两个等量场源电荷+Q相距r，试求以它们连线为边长的等边三角形的顶点处电场强度的大小和方向。若将其中一个电荷改成-Q，则三角形顶点处电场强度的大小和方向又如何？

典例3.如图所示，在一个电场中的a、b、c、d四点分别引入检验电荷时，测得检验电荷所受的电场力跟电荷量间的函数关系图象，那么下列说法中正确的是（　　）

A．该电场是匀强电场

B．a、b、c、d四点场强的大小关系是

C．a、b、c、d四点场强的大小关系是

D．无法判断a、b、c、d四点场强的大小关系

任务四：电场线（阅读课本P14“电场线”标题下的内容，思考并回答下列问题）

问题5.（独立思考）

电场线是如何得到的？电场线是否真实存在？

问题6.（预习积累）

电场线有哪些特点？

问题7.（课堂生成）

（1）画出几种常见的电场线并比较特殊位置电场的强弱以及方向

①正点电荷的电场线                     ②负点电荷的电场线

③等量同种正电荷的电场线             ④等量同种 负电荷的电场线

 ⑤等量异种电荷的电场线               ⑥匀强电场的电场线

典例4.如图所示，用电场线描述的四种电场中，A、B两点场强相同的是（　　）

A．B． C． D．

典例5.静止的带电粒子A、B在电场中的受力方向如图所示，则它们的带电情况是（　　）

A．A、B均带正电荷         B．A、B均带负电荷

C．A带正电荷，B带负电荷   D．A带负电荷，B带正电荷

【学习小结】

一、电场强度

（1)表达式:                  （2)单位：               

（3）定义式：                点电荷电场强度的决定式：

（4）方向：

二、点电荷电场强度

（1)表达式:                 （2）电场强度的叠加                     

三、几种常见的电场线及特点   匀强电场的特点

【达标检测】

1、 如图所示，以O为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f、等量正、负点电荷分别放置在a、d两处时，在圆心O处产生的电场强度大小为E。现改变a处点电荷的位置，关于O点的电场强度变化，下列叙述正确的是（　　）

A．移至c处，O处的电场强度大小不变，方向沿Oe

B．移至b处，O处的电场强度大小减半，方向沿Od

C．移至e处，O处的电场强度大小减半，方向沿Oc

D．移至f处，O处的电场强度大小不变，方向沿Oe

2.（多选）一带电粒子仅在电场力作用下从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示，电场线如图中实线所示，不计粒子所受重力，则（　　）

A．粒子带正电荷         B．粒子加速度逐渐减小

C．粒子初速度不为零     D．粒子动能增大

3.（多选）如图所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受电场力作用，根据此图可做出的正确判断是（　　）

A．带电粒子所带电荷的正、负           B．带电粒子在a、b两点的受力方向

C．带电粒子在a、b两点的加速度何处较大 D．带电粒子在a、b两点的速度，b处较大

4.（多选）如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用EA、EB表示A、B两处的场强，则(　　)

A．A、B两处的场强方向相同

B．因为A、B在一条电场线上，且电场线是直线，所以EA＝EB

C．电场线从A指向B，所以EA>EB

D．不知A、B附近电场线的分布情况，EA、EB的大小不能确定

5.（多选）反天刀是生活在尼罗河的一种鱼类，沿着它身体的长度方向分布着电器官，这些器官能在鱼周围产生电场，如图为反天刀周围的电场线分布示意图，A、B、C为电场中的点，下列说法正确的是（　　）

A．头部带负电    B．A点电场强度大于B点电场强度

C．负离子运动到A点时，其加速度方向向右

D．图中从A至C的虚线可以是正离子的运动轨迹

6.（多选）如图甲所示，AB是一个点电荷形成的电场中的一条电场线，图乙所示是放在电场线上a、b处检验电荷的电荷量与所受静电力大小之间的函数图象（F-q图象），由此可以判定（　　）

A．场源电荷可能是正电荷，位置在A侧 

B．场源电荷可能是正电荷，位置在B侧

C．场源电荷可能是负电荷，位置在A侧 

D．场源电荷可能是负电荷，位置在B侧