1.3.1 电场 电场强度—教科版高中物理选修3-1学案

1.3.1
电场
电场强度
【学习目标】1．知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是客观存在的一种特殊物质形态．
2．理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的．3．能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算．4．知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算．
【重点难点】重点：电场强度的概念及其定义式、电场的叠加原理
难点：对电场强度的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算
【自主学习】
1．电场：电荷的周围存在着由它产生的一种特殊________．它的特征之一是对放入其中的________有力的作用．甲电荷对乙电荷的作用力，就是甲电荷的________对乙电荷的作用力．
2．静电场是指
的电荷产生的电场．
3．试探电荷是用来检验电场__________及其________分布情况的电荷，是研究电场的工具．激发或产生我们正在研究的电场的电荷是电场的________．
4．放入电场中某点的试探电荷所受的________跟它的
________的比值，叫做该点的电场强度，简称场强．
其定义式为E＝________，单位是
________，符号是
________．电场强度是______量，有大小也有方向，其方向与
________在该点所受电场力的方向相同．
5．真空中点电荷的场强：E＝________.Q为正电荷时，在电场中的P点场强E的方向
________；Q为负电荷时，E的方向
__________．
6．匀强电场：电场中各点场强的____________都相同的电场．
7．电场强度的叠加：如果场源电荷不只是一个点电荷，则电场中某点的电场强度为
__________________在该点产生的电场强度的__________
【交流讨论】电场强度由什么决定的？
【成果展示】展示学生交流讨论成果
【教师执导】教师引导、点拨、辨析、梳理，阐释内涵与外延等（略）
【学以致用】
类型一、对电场强度的理解
例1、在电场中的某点放入电量为q的负电荷时，测得该点的电场强度为E，若在该点放入电量为2q的正电荷，此时测得该点的电场强度为(　　)
A．大小为E，方向和E相同
B．大小为E，方向和E相反
C．大小为2E，方向和E相同
D．大小为2E，方向和E相反
举一反三
【变式1】如图所示，在一带负电的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q1＝－2.0×
10-8
C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为
4.0×
10-6
N，方向如图，
则
B处场强是多大？如果换用一个q2＝4.0×
10-7C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？
【变式2】在真空中O点放一个电荷Q＝＋1.0
×
10-9C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30
cm，M
点放一个点电荷q＝－
1.0
×
10-10C，如图所示，求：
(1)q
在
M
点受到的作用力；
(2)M
点的场强；
(3)拿走
q
后
M
点的场强；
(4)若
MN
＝30
cm，拿走q后N
点的场强多大？
类型二、电场强度的叠加
例2、如图所示，真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形，边长L＝2.0
m。若将电荷量均为q＝＋2.0×10－6
C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k＝9.0×109
N·m2/C2，求：
(1)两点电荷间的库仑力大小；
(2)C点的电场强度的大小和方向。
举一反三
【变式1】直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图所示。M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为(　　)
A.，沿y轴正向
B.，沿y轴负向
C.，沿y轴正向
D.，沿y轴负向
【变式2】如图所示，一个电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由A→O→B匀速飞过，电子的重力不计，电子除受电场力以外，受到的另一个力的大小和方向的变化情况为(　　)
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
【拓展】场强叠加微元法的使用