高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册电场与电场强度学案设计

这是一份高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册电场与电场强度学案设计，共11页。学案主要包含了思考判断等内容，欢迎下载使用。
知识点一 电场、电场力及电场强度
(1)如图甲所示，用带电的梳子靠近从水龙头流出的细水流，水流的方向为什么会发生改变？
(2)如图乙所示，两个电荷通过什么发生相互作用？



1.电场：存在于________周围的一种特殊物质，电荷之间的相互作用是通过________传递的。静止电荷产生的电场称为____________。
(1)电场是一种看不见、摸不着，但是客观存在的特殊物质。
(2)电荷周围一定存在电场，静止的电荷周围存在静电场。
(3)电场是电荷间相互作用的桥梁，电荷不直接接触就可以发生相互作用。
2.电场力：电场对处在其中的电荷有____________的作用，这种力称为电场力。
3.电场强度
(1)定义：放入电场中某点的试探电荷受到的____________与它的____________之比。
(2)定义式：E＝________
(3)单位：牛顿每库仑(N/C)
(4)方向：电场强度是矢量。物理学中规定，电场中某点电场强度的方向与____________在该点所受电场力的方向相同，与____________在该点所受电场力的方向相反。
(5)物理意义：描述电场的________的性质的物理量，反映了电场的________。
【思考】
1.根据电场强度的定义式E＝eq \f(F,q)，只有试探电荷q存在时，电场才存在吗？




2.电场力与电场强度有何区别与联系？




例1 (多选)若在电场中的某点A放一试探电荷＋q，它所受到的电场力大小为F，方向水平向右。下列说法中正确的是( )
A.在A点放一个负试探电荷，A点的电场强度方向为水平向左
B.在A点放一个负试探电荷，它所受的电场力方向水平向左
C.在A点放一个电荷量为＋2q的试探电荷，它所受的电场力仍为F
D.在A点放一个电荷量为＋2q的试探电荷，A点的电场强度为eq \f(F,q)
听课笔记


训练1 将电荷量为q1＝＋2.0×10－8 C的点电荷放在电场中的A点，点电荷q1在A点受到的电场力大小为F1＝4.0×10－4 N，方向水平向右，如图所示。求：
(1)A点电场强度E的大小；





(2)若移走q1，将另一个电荷量为q2＝＋1.0×10－8 C的点电荷放在A点，点电荷q2在A点受到的电场力F2的大小。






知识点二 电场线
把奎宁的针状结晶或头发屑悬浮在蓖麻油里，再放入电场中，这时可以发现碎屑按一定规律排列起来。
(1)你能根据图中碎屑的排列规律判断出上述图甲～丙分别是放入何种电场中形成的吗？
(2)由此你得到了什么启示？




1.电场线：在电场中绘出一些曲线，曲线上任一点的____________与该点电场强度的方向一致。
2.电场线的特点
(1)电场线是为了形象描述电场而假想的________，实际并不存在。
(2)电场线在电场中没有交点。
(3)电场线的________表示电场的强弱；电场线上某点的____________表示该点的电场强度的方向。
(4)电场线总是从__________或____________，终止于________或________，即电场线不闭合，在无电荷处不中断。
3.常见电场的电场线的特点
(1)点电荷的电场特点
(2)等量同种点电荷和等量异种点电荷的电场比较
【思考判断】
(1)在电场中，凡是有电场线通过的点，电场强度不为零，不画电场线的区域内的点，电场强度为零。( )
(2)在同一电场中，同一试探电荷在电场线密集的地方所受电场力大。( )
例2 某一区域的电场线分布如图所示。A、B、C是电场中的三个点。
(1)哪一点的电场强度最大？哪一点的电场强度最小？
(2)画出各点电场强度的方向。
(3)把负的点电荷分别放在这三个点，画出它所受电场力的方向。
(4)把正的点电荷从A点静止释放，它在电场力作用下运动的轨迹是否与电场线一致？










电场线的应用
(1)比较电场强度大小：电场强度大处电场线密，电场强度小处电场线疏，根据电场线的疏密可以比较电场强度的大小。
(2)确定电场强度方向：电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向。
例3 如图所示，一电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由A→O→B匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是( )
A.先变大后变小，方向水平向左
B.先变大后变小，方向水平向右
C.先变小后变大，方向水平向左
D.先变小后变大，方向水平向右
听课笔记



训练2 用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的强弱。如图是等量异种点电荷形成电场的电场线，A、B为同一电场线上的两点，以下说法正确的是( )
A.A、B两点电场强度相同
B.两个电荷连线(直线)上的电场强度，连线中点电场强度最小
C.将一正点电荷从A点无初速度释放一定会沿电场线运动到B点
D.两个电荷连线(直线)的中垂线上各点电场强度方向相同，大小相等
随堂对点自测
1.(电场及电场强度的理解)下列说法正确的是 ( )
A.电场是为了研究问题的方便而设想的一种物质，实际上不存在
B.电荷所受的电场力越大，该点的电场强度一定越大
C.以点电荷为球心，r为半径的球面上各点的场强都相同
D.在电场中某点放入试探电荷q，受电场力F，该点的场强为E＝eq \f(F,q)，取走q后，该点的场强不变
2.(场强及电场线的理解)如图所示为电场中的一条电场线，在该电场线上有a、b两点，分别用Ea、Eb表示两处电场强度的大小，则( )
A.a、b两点的电场强度方向相同
B.因为电场线由a指向b，所以Ea>Eb
C.因为电场线是直线，所以Ea＝Eb
D.a、b两点的电场强度方向可能不相同
3.(电场线的特点)(多选)某物理实验小组为了模拟摩擦后毛皮与空心橡胶棒周围的电场线，将相互摩擦过的橡胶棒和毛皮放入带有头发碎屑的蓖麻油里，碎屑按电场强度的方向排列起来，绘制出毛皮与橡胶棒周围的电场线分布如图所示。下列说法正确的是( )
A.橡胶棒和毛皮所带的电荷量大小相等
B.未画出电场线的地方就没有电场
C.A、B两点电场强度的方向不同
D.A点的电场强度比B点的电场强度大
第3节 电场与电场强度
知识点一
导学
提示 (1)带电体吸引轻小物体。(2)电场。
知识梳理
1.电荷 电场 静电场 2.力 3.(1)电场力F 电荷量q
(2)eq \f(F,q) (4)正电荷 负电荷 (5)力 强弱
[思考]
1.提示 电场由场源电荷产生，与试探电荷无关。
2.提示 电场强度是描述电场力的性质的物理量，电场力与电场强度的区别与联系可以通过下表进行对比
例1 BD [由题意知，电场强度方向水平向右，大小为E＝eq \f(F,q)，电场强度由电场本身决定，与试探电荷无关，在A点放一个电荷量为＋2q的试探电荷，A点的电场强度为eq \f(F,q)，在A点放一个负试探电荷，A点的电场强度方向不变，仍水平向右，负试探电荷所受的电场力与电场强度方向相反，它所受的电场力方向水平向左，故B、D正确，A错误；根据F＝qE，知在A点放一个电荷量为＋2q的试探电荷，它所受的电场力为2F，故C错误。]
训练1 (1)2.0×104 N/C (2)2.0×10－4 N
解析 (1)A点电场强度E的大小为
E＝eq \f(F1,q1)＝eq \f(4.0×10－4 N,2.0×10－8 C)＝2.0×104 N/C。
(2)点电荷q2在A点受到的电场力F2的大小为
F2＝q2E＝1.0×10－8 C×2.0×104 N/C＝2.0×10－4 N。
知识点二
导学
提示 (1)图甲是置于点电荷形成的电场，图乙是置于异种电荷形成的电场，图丙是置于两平行金属板带电后形成的电场。
(2)由此可见，我们可以通过假想曲线描述电场的某些特性。
知识梳理
1.切线方向 2.(1)线 (3)疏密 切线方向 (4)正电荷 无穷远出发 无穷远 负电荷
[思考判断]
(1)× (2)√
例2 (1)电场线疏密表示电场强大，B点处电场强度最强，C点处电场强度最小。
(2)(3)如图所示。
(4)运动轨迹与电场线不一致。
例3 B [等量异种点电荷电场分布如图甲所示，由图中电场线的分布可以看出，从A到O，电场线由疏到密；从O到B，电场线由密到疏，所以从A→O→B，电场强度应先由小变大，再由大变小，而电场强度方向沿电场线切线方向，为水平向右，如图乙所示。由于电子处于平衡状态，所以所受合外力必为零，故另一个力应与电子所受电场力大小相等，方向相反。电子受的电场力与电场强度方向相反，即水平向左，电子从A→O→B过程中，电场力先由小变大，再由大变小，故
另一个力方向应水平向右，其大小应先变大后变小，所以选项B正确。]
训练2 B [电场线的切线方向表示电场强度的方向，因此A、B两点电场强度方向不同，故A错误；依据电场线的疏密，来体现电场强度大小，因此两个电荷连线(直线)上的电场强度，连线中点电场强度最小，故B正确；若将一正点电荷从A点无初速度释放，假设正点电荷沿电场线运动到B点，则该电荷做曲线运动，而正点电荷的受力时刻沿电场线的切线即轨迹的切线，与正点电荷做曲线运动受力指向轨迹凹侧相矛盾，因此运动轨迹不会沿着电场线从A到B，故C错误；两个电荷连线(直线)的中垂线上，从两个电荷连线中点到无穷远，电场强度越来越小，电场线的切线方向表示电场强度的方向，因此中垂线上各点电场强度方向一致，故D错误。]
随堂对点自测
1.D [电场是存在于电荷周围能传递电荷与电荷之间相互作用的媒介，是不同于实物的另一种物质存在的方式，故A错误；电场中的场强取决于电场本身，电场强度只由场源电荷的电荷量和位置决定，与电荷受到的电场力的大小无关，故B错误；以点电荷为球心的球面各点的电场强度大小相等，方向不同，电场强度不同，故C错误；电场强度是由产生电场的源电荷决定的，将电场中某点的试探电荷取走后，不会影响该点的电场强度，故D正确。]
2.A [a、b两点所在的电场线是直线，所以a、b两点电场强度方向必定相同，故A正确，D错误；电场线的疏密表示电场强度的大小，题中只有一条电场线，无法判断电场线的疏密，也就无法判断a、b两点电场强度的大小，故B、C错误。]
3.AC [根据摩擦起电的实质，毛皮失去电子，橡胶棒得到电子，两者所带电荷量大小相等，A正确；电场线是假想的线，电场是客观存在的一种特殊物质，电场线未画出的地方仍有电场，B错误；电场线上某点的切线方向表示该点电场强度方向，由题图可知A、B两点电场强度方向不同，C正确；根据电场线越密集的地方，电场强度越大可知，A点的电场强度比B点的电场强度小，D错误。]
项目
正点电荷的电场
负点电荷的电场
电场线
分布图
电场线
特点
电场线从正点电荷出发到无穷远处终止，“光芒四射”，呈发散状
电场线从无穷远处出发，终止于负点电荷，“万箭穿心”，呈会聚状
电场强
度特点
(1)离点电荷越近，电场线越密集，电场强度越大
(2)点电荷形成的电场中，不存在电场强度相同的点
(3)若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上电场强度大小相等，方向各不相同
项目
等量异种点电荷
等量同种点电荷
电场线
分布图
电荷连线上的电场强度
沿连线先变小后变大
O点最小，但不为零
O点为零
电荷连线的中垂线上的电场强度
O点最大，向外逐渐减小
O点最小，向外先变大后变小
关于O点对称位置(A与A′、B与B′、C与C′)的电场强度
等大同向
等大反向
物理量
比较内容
电场力
电场强度
区别
物理意义
电荷在电场中所受的力
反映电场的强弱和方向
决定因素
由电场和电荷共同决定
由电场本身决定
大小
F＝qE
E＝eq \f(F,q)
方向
正电荷所受电场力方向与E同向，负电荷所受电场力方向与E反向
由电场本身决定，与正电荷所受电场力方向相同
单位
N
N/C(或V/m)
联系
F＝qE(普遍适用)