2017年高中物理第1章静电场第3讲电场及其描述学案鲁科版选修3_1

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1、第3讲　电场及其描述[目标定位]　1.理解电场强度的概念及其定义式，并会进行有关计算.2.会用电场线表示电场，并熟记几种常见电场的电场线分布特征.3.理解点电荷的电场强度及场强叠加原理.一、电场及电场力1.电场：电荷周围存在场，电荷的相互作用不可能超越距离，是通过场传递的，这种场称为电场.2.电场力：电场对于处在其中的电荷有力的作用，这种力叫做电场力.二、电场强度1.试探电荷(1)电荷量足够小，(2)大小足够小的电荷，放到电场中用来检验电场中各点的性质.2.电场强度(1)概念：放入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，叫做该点的电场强度，简称场强.(2)物理意义：表示电

2、场的强弱.(3)定义式及单位：E＝，单位牛(顿)每库(仑)，符号N/C.(4)方向：电场强度的方向与正电荷所受电场力的方向相同.想一想　这里定义电场强度的方法叫比值定义法，你还学过哪些用比值定义的物理量？它们都有什么共同点？答案　如加速度a＝；密度ρ＝等.用比值定义的新物理量可反映物质本身的某种属性，与用来定义的另外两个物理量并无直接关系.三、点电荷的电场与匀强电场1.真空中点电荷周围的场强：E＝k.2.匀强电场：大小和方向都处处相同的电场叫做匀强电场.想一想　我们能根据E＝k说，r→0时，E→∞吗？答案　不能；这是根据库仑定律推导出来的，只适用于点电荷产生的电场，r较小时，带电体不

3、能再看做点电荷，此公式不再适用.四、电场线1.电场线在电场中绘出的一些曲线，曲线上任一点的电场方向就在该点的切线方向上，这样的曲线叫做电场线.2.几种特殊的电场线熟记五种特殊电场的电场线分布，如图1所示.图13.电场线的特点(1)电场线从正电荷(或无穷远)出发，终止于无穷远(或负电荷).(2)在同一电场中，电场线越密的地方场强越大.想一想　有电场线的地方有电场，没有电场线的地方没有电场吗？答案　电场线是用来描述电场强弱的曲线，电场线的疏密只能大致反应场强的大小，没有电场线的不一定没有电场.一、对电场及电场强度的理解1.关于电场的几点说明(1)特殊物质性：电场是一种看不见摸不着但客观真

4、实存在的特殊物质.(2)客观存在性：电荷周围一定存在电场，静止的电荷周围存在静电场.(3)桥梁纽带作用：电场是电荷间相互作用的桥梁，不直接接触就可以发生相互作用.2.关于电场强度的几点说明(1)唯一性：电场中某点的电场强度E是唯一的，由电场本身决定，与是否放入试探电荷以及放入试探电荷的正负、电荷量的大小无关.(2)矢量性：E为矢量，其方向与放在该点的正电荷所受的电场力方向相同，与负电荷所受的电场力方向相反.例1　真空中O点放一个点电荷Q＝＋1.0×10－9C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30cm，M点放一个点电荷q＝－1.0×10－10C，如图2所示.求：图2(1)q在M点受到的

5、作用力；(2)M点的场强；(3)拿走q后M点的场强；(4)M、N两点的场强哪点大.答案　(1)大小为1.0×10－8N　方向沿MO指向Q(2)大小为100N/C　方向沿OM连线背离Q(3)大小为100N/C　方向沿OM连线背离Q(4)M点场强大解析　(1)电场是一种物质，电荷q在电场中M点所受的作用力是电荷Q通过它的电场对q的作用力，根据库仑定律，得FM＝k＝N＝1.0×10－8N.因为Q为正电，q为负电，库仑力是吸引力，所以力的方向沿MO指向Q.(2)M点的场强EM＝＝N/C＝100N/C，其方向沿OM连线背离Q，因为它的方向跟正电荷所受电场力的方向相同.(3)场强是反映电场的力的

6、性质的物理量，它是由形成电场的电荷Q及场中位置决定的，与试探电荷q是否存在无关.故拿走q后，M点的场强仍为100N/C，方向沿OM连线背离Q.(4)由E∝得M点场强大.借题发挥　公式E＝中的q是试探电荷的电荷量，所以E＝不是场强的决定式；公式E＝k中的Q是场源电荷的电荷量，所以E＝k仅适用于点电荷的电场求解，是点电荷场强的决定式.针对训练　A为已知电场中的一固定点，在A点放一电荷量为q的试探电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则(　　)A.若在A点换上－q，A点场强方向发生变化B.若在A点换上电荷量为2q的试探电荷，A点的场强将变为2EC.若在A点移去电荷q，A点的场强变为零D.A

7、点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关答案　D解析　电场强度E＝是通过比值定义法得出的，其大小及方向与试探电荷无关；故放入任何电荷时电场强度的方向和大小均不变，故A、B、C均错误；故选D.二、对公式E＝与E＝的理解1.公式E＝是电场强度的定义式，适用于任何电场，E可以用来度量，但与F、q无关.其中q是试探电荷.2.公式E＝k是点电荷场强的决定式，其中Q是场源电荷.例2　真空中距点电荷(电荷量为Q)为r的A点处，放一个电荷量为q(q≪Q)的点电荷，q