高中物理第2章电场与示波器2.1探究电场的力的性质学案沪科版选修3_1

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1、2.1　探究电场的力的性质学习目标重点难点1．知道电荷间的相互作用是通过电场实现的。2．记住电场强度的定义、公式、单位和方向。3．能推导点电荷的电场强度公式，并能进行有关的计算。4．记住电场线的定义和特点，会用电场线判断有关问题。重点：电场强度，E＝和E＝k的区别与联系，电场线。难点：用比值法定义场强。1．电场电荷周围存在着它产生的电场，场是物质存在的一种形态。电场最基本的性质是能够对电场中的电荷有力的作用，这个力叫做电场力。静止的电荷的电场称为静电场。2．怎样描述电场(1)试探电荷：是一种理想化的物理模型。试探电荷的电荷

2、量和尺寸都必须足够小，以至于放入电场时可以忽略对原来电场的影响。(2)电场强度①定义：电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值，叫做电场强度，简称场强，用E表示。②定义式：E＝，点电荷的场强公式：E＝k。③电场强度具有方向，是矢量。电场中某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受电场力的方向相同。④单位：N/C，该单位为导出单位，由力的单位和电荷量的单位共同决定。⑤物理意义：如果1C的电荷在电场中某点受到的电场力是1N，则该点的电场强度就是1_N/C。它是描述电场强弱的物理量。(3)电场线①什么是电场线：在电场中画出一

3、些曲线，曲线上任一点的电场强度方向就在该点的切线方向上，这样的曲线叫电场线。用电场线的疏密来大致表示电场强度的大小。②物理模型：是为了形象地描述电场而假想的线，电场中实际并不存在这些线。③匀强电场：物理学中把大小和方向都处处相同的电场叫做匀强电场。预习交流1用比值法定义电场强度：E＝，从定义式如何知道电场强度是电场的固有属性？定义式还表达电场强度哪些性质？答案：对电场中某点，为不变量，故E与F和q无关，是电场的固有属性。E＝在定义场强的同时也确定了E、F、q的关系，其变形式F＝Eq可求静电力。3．电场强度的叠加原理许多点电

4、荷在某点的场强，等于各点电荷在该点场强的矢量和，这叫做电场的叠加原理。预习交流2相距为a的A、B两点分别带有等量异种电荷Q、－Q，在A、B连线中点处的电场强度为(　　)。A．零　　　　　　　B．，且指向－QC．，且指向－QD．，且指向－Q答案：D4．匀强电场中金属导体的电荷分布(1)静电平衡：物理学中将导体中没有电荷移动的状态叫做静电平衡。(2)导体的内部场强：处在静电平衡下的导体，内部场强处处为零。(3)在导体表面附近，电场线与表面的关系：垂直。(4)电荷分布：处于静电平衡下的导体，电荷只分布在导体的外表面。预习交流3如

5、下图所示，长为L的金属杆原来不带电，在距其左端r处放一个电荷量为q的点电荷。问：(1)金属杆中点处的场强为多少？(2)金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的场强为多大？答案：(1)导体处于静电平衡时内部场强处处为零，故金属杆中点处场强为零。(2)所以E感－E＝0，E感＝E＝。一、电场及电场强度(1)已知公式E＝，则E与F和q是否有关？(2)公式E＝与E＝有何不同？答案：(1)电场强度是描述电场的力的性质的物理量。虽然E＝，但E与F和q都无关，它是由电场本身决定的物理量。E＝是从检验电场的角度上定义的，决不能理解成E与F成正比，

6、与q成反比。(2)公式E＝是电场中电场强度的定义式，适用于一切电场，公式E＝是真空中点电荷场强的决定式，仅适用于真空中点电荷的电场；E＝提供了量度电场强度的普遍方法，E＝则提供了真空中点电荷电场强度的计算方法；在E＝中q是引入的检验电荷，E与q无关，而在E＝中Q是场源电荷的电荷量，E与Q成正比。一检验电荷q＝＋4×10－9C，在电场中P点受到的电场力F＝6×10－7N。求：(1)P点的场强大小；(2)没有检验电荷时P点的场强大小；(3)放一电荷量为q′＝1.2×10－6C的电荷在P点，其受到的电场力F′是多大？答案：(1)

7、1.5×102N/C　(2)1.5×102N/C　(3)1.8×10－4N解析：(1)E＝＝N/C＝1.5×102N/C。(2)场强是描述电场的物理量，跟检验电荷无关，所以场强仍是1.5×102N/C。(3)F′＝q′E＝1.2×10－6×1.5×102N＝1.8×10－4N。(1)电场强度①定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做这一点的电场强度，简称场强，用符号E表示。②大小：E＝。③国际制单位：牛每库(N/C)。④方向：电场中某点的电场强度的方向与该点正电荷受静电力方向一致，与负电荷受静电力

8、方向相反。(2)点电荷的电场①公式：E＝k，Q为真空中的点电荷的带电荷量，r为该点到点电荷的距离。②方向：若为正电荷，场强方向沿点电荷Q和该点的连线指向该点；若为负电荷，场强方向沿点电荷Q和该点的连线指向Q。③适用条件：真空中点电荷。注意：E＝k仅适用于真空中的点电荷，而E＝则适用于任何电场。二、电场线