(2021新人教版)高中物理必修第三册9.3电场 电场强度 学案.doc
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1、第九章第九章 第第 3 节节电场电场电场强度电场强度 【学习目标】【学习目标】 1 通过类比与实验模拟的方法建立电场概念, 知道电荷间的相互作用是通过电场实 现的,知道场是物质存在的形式之一。 2通过电场强度概念的建立过程,进一步体会用物理量之比定义新物理量的方法。 理解电场强度的定义式、单位和方向。 3 知道点电荷形成的电场的电场强度的表达式。 会计算多个点电荷形成的电场的电 场强度。 4 会用电场线描述电场。了解几种典型场的电场线,体会用虚拟的图线描述抽象 物理概念的思想方法。 【课前预习】【课前预习】 一、电场 1产生:电场是电荷周围存在的一种特殊物质。 2基本性质:电场对放入其中的电荷
2、产生力的作用。 3相互作用:电荷之间是通过电场发生相互作用的。 4静电场:静止的电荷产生的电场。 二、电场强度 1试探电荷:为研究电场的性质而引入的电荷量和体积都很小的点电荷。 2场源电荷:激发电场的电荷。 3电场强度 (1)定义:放入电场中某点的试探电荷所受的静电力 F 跟它的电荷量 q 的比值。 (2)定义式:EF q。 (3)单位:牛每库,符号 N/C。 (4)矢标性:电场强度是矢量,电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的 静电力的方向相同。(与负电荷受力方向相反) (5)物理意义:电场强度是描述电场的力的性质的物理量,与试探电荷受到的静电力 大小无关。 三、点电荷的电场电场强度
3、的叠加 1点电荷的电场 (1)推导: FkQq r2 EF qk Q r2 (2)公式:EkQ r2 (Q 为场源电荷) (3)方向: 若 Q 为正电荷,电场强度方向沿半径方向向外; 若 Q 为负电荷,电场强度方向沿半径方向向内。 2电场强度的叠加 (1)电场中某点的电场强度:是各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。 例如,图中 P 点的电场强度,等于电荷Q1在该点产生的电场强度 E1与电荷Q2 在该点产生的电场强度 E2的矢量和。 (2)均匀带电球体(或球壳)外某点的电场:EkQ r2 ,Q 整个球体所带的电荷量,r 是 球心到该点的距离(rR) 四、电场线 1理解: (1)电场线上每
4、点的切线方向表示该点的电场强度方向 (2)电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷,是不闭合曲线。 (3)电场线在电场中不相交。(任意一点的电场强度不可能有两个方向) (4)在同一幅图中,电场线的疏密反映了电场强度的相对大小,电场线越密的地方电 场强度越大。 (5)电场线不是实际存在的线,而是为了形象地描述电场而假想的线。 五、匀强电场 1定义:电场强度的大小相等,方向相同的电场。 2电场线特点:匀强电场的电场线是间隔相等的平行线。 3实例:两块等大、靠近、正对的平行金属板,带等量异种电荷时,它们之间的 电场除边缘附近外就是匀强电场。 判一判判一判 (1)试探电荷不产生电场。() (2
5、)电场强度的方向与试探电荷所受电场力的方向可能相同,也可能相反。() (3)以点电荷为球心的球面上各点电场强度处处相同。() (4)公式 EF q与 Ek Q r2中 q 与 Q 含义不同。 () (5)在相邻的两条电场线之间没画电场线的地方有电场。() 【学习过程】【学习过程】 任务一:对任务一:对电场强度的电场强度的理解理解和计算和计算 例 1在真空中 O 点放一个点电荷 Q1.010 9 C,直线 MN 通过 O 点,OM 的距 离 r30 cm,M 点放一个试探电荷 q1.010 10 C,如图所示求: (1)q 在 M 点受到的作用力; (2)M 点的电场强度; (3)拿走 q 后
6、M 点的电场强度; (4)M、N 两点的电场强度哪点大? 解析根据题意,Q 是场源电荷,q 为试探电荷,为了方便,只用电荷量的绝对 值计算。力和电场强度的方向可通过电荷的正、负判断。 (1)电荷 q 在电场中 M 点所受到的作用力是电荷 Q 通过它的电场对 q 的作用力,根 据库仑定律得 FMkQq r2 9.01091.010 91.01010 0.32 N1.010 8 N 因为 Q 为正电荷,q 为负电荷,库仑力是吸引力,所以力的方向沿 MO 指向 Q。 (2)解法一:M 点的电场强度 EMFM q 1.010 8 1.010 10 N/C100 N/C,其方向沿 OM 连 线背离 Q,
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