(浙江专用)高中物理第一章静电场1_3电场强学案新人教版选修3_1

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3 电场强度课标解读1.初步了解场是物质存在的形式之一,明白电荷间的彼此作用是通过电场来实现的.2.理解电场强度的概念,会用概念式进行有关运算,明白电场强度是矢量及方向是如何规定的.3.会利用库仑定律和电场强度的概念推导点电荷的场强公式,并能用此公式进行有关运算.4.明白电场的叠加原理,并能用那个原理进行简单运算.5.明白电场线描述电场的方式,会用电场线描述电场,会画常常利用的点电荷的电场线,明白电场线是虚拟的.课前试探1.天体之间的万有引力被看成是超距作用,它们是通过什么来完成这种超距作用的呢? 答案:引力场2.举例说明场的存在.答案:电话、收音机、电视机都能接收电磁波,电磁波就是电磁场的传播,电磁场是存在的. 自主研学1.电荷周围存在着一种特殊的物质,这种物质看不见摸不着,法拉第第一提出,咱们把它叫做__________.静止的电荷产生的场称为静电场.它的散布不随时刻而改变.2.电场最明显的特征就是对置入的电荷有__________的作用,激发电场的电荷被称为__________,查验电场是不是存在或强弱散布的电荷称为__________或__________.3.放入电场中某点的查验电荷所受的静电力F 跟它的电荷量q 的比值,叫做该点的__________.电场强度是用来描述电场__________的物理量.它是矢量,方向与__________在该点受的静电力的方向相同.4.点电荷在某点所激发的电场强度与场源电荷的电荷量成__________,跟该点到场源电荷的距离的__________成反比.真空中点电荷的电场强度公式为E=__________.5.若场源电荷不唯一,空间某点的电场强度咱们能够如此处置,各点电荷__________在该点产生的电场强度的__________和,这种关系叫做电场强度的叠加,它遵循__________定则.6.电场线是从__________电荷(或无穷远)动身到(无穷远或)负电荷终止的一系列曲线,是用来形象直观地表示电场的物理模型.它的疏密程度表示电场强度的__________,各点的切线方向都跟该点电场强度的__________一致.7.若是电场中各点电场强度的大小相等,方向相同,那个电场就叫__________.8.电荷在电场中受到的静电力又叫电场力,公式为:__________.三点剖析一、关于电场强度的几个问题1.对电场强度概念的理解电场中某点的电场强度E 是唯一的,是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)决定的.虽然E=qF ,但场强E 绝不是试探电荷所受的电场力,也不是单位正试探电荷所受的电场力,因为电场强度不是电场力,电场中某点的电场强度,既与试探电荷的电荷量q 无关,也与试探电荷的有无无关.因为即便无试探电荷存在,该点的电场强度仍然是原有的值.2.两个场强公式E=q F 和E=2rkQ 的比较 (1)E=2rQ k 适用于真空中点电荷产生的电场,式中的Q 是场源电荷的电荷量,E 与场源电荷Q 紧密相关;E=q F 是场强的概念式,适用于任何电场,式中的q 是试探电荷的电荷量,E 与试探电荷q 无关.(2)在点电荷Q 的电场中不存在E 相同的两个点,r 相等时,E 的大小相等但方向不同;两点在以Q 为圆心的同一半径上时,E 的方向相同而大小不等.3.电场的叠加当空间的电场是由几个点电荷一路激发的时候,空间某点的电场强度等于每一个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和.“叠加电场”一经形成,电场中某点的场强也就唯一肯定了.但由于场强是矢量,能够依矢量法则按照需要进行分解.二、对电场线应注意以下几点1.电场中的电场线不相交电场中某点的电场强度的大小和方向,按照其客观性是唯一肯定的,若电场线能相交,由于交点的切线不唯一,按照画电场线的规定,交点处的电场强度失去了上述的唯一性,所以电场中的电场线在空间是不能相交的.2.实验能显示电场线的形状,为何说电场线不是客观存在的因为电场是一种特殊的物质,无形无体,充满它所在的空间.正因为它是没有形状的,而实验之所以能显示电场线的形状,是因为在引入电场线时,抓住“电场力”这一根本属性.实验显示的正是带电物体在电场中受到电场力所表现出来的位置改变,因此咱们应该注意,虽然咱们能够用实验来显示电场线的形状,但并非说明电场线是客观存在的.电场线是假想的,电场才是客观存在的.3.电场线和运动轨迹电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线,规定电场上每点的切线方向为该点的场强方向,也是正电荷在该点受力产生加速度的方向(与负电荷受力方向相反).运动轨迹是带电粒子在电场中实际通过的径迹,径迹上每点的切线方向为粒子在该点的速度方向.在力学的学习中咱们就已经明白,物体运动速度的方向和它的加速度的方向是两码事,不必然相同,因此,电场线与运动轨迹不能混为一谈,不能以为电场线就是带电粒子在电场中运动的轨迹,只有当电场线是直线,且带电粒子初速度为零或初速度方向在这条直线上,运动轨迹才和电场线重合,这只是一种特殊的情形.4.电场线的疏密与场强的比较依照电场线画法的规定,场壮大处画电场线密,场强小处画电场线疏,因此按照电场线的密疏就可以够比较场强的大小.例如,图1-3-1（a ）中由于A 点处比B 点处的电场线密,可知E A >E B .但如果只给一条直电场线,如图1-3-1（b ）,试比较判断A 、B 两点的场强的大小,则无法由疏密程度来肯定.对此种情形可有多种推理判断:①若是正点电荷电场中的一根电场线,由点电荷场强公式可知E A >E B ;②若是负点电荷电场中的一根电场线,则有E B >E A ;③若是匀强电场中的一根电场线,则有E A =E B .固然,对它还能够有其他的推理判断.图1-3-1 精题精讲例1 一查验电荷q=+4×10-9 C,在电场中P 点受到的电场力F=6×10-7 N.求:(1)P 点的场强;(2)没有查验电荷时,P 点的场强;(3)放一电荷量为q=×10-6 C 的电荷在P 点,受到的电场力F ′是多大?思路解析只要记住场强概念式和理解场强的含义,求解此题是相当容易的. (1)E=q F =CN 97104106--⨯⨯=×102 N/C. (2)场强是描述电场的物理量,跟查验电荷无关,所以场强仍是×102 N/C.(3)F ′=q ′E=×10-6××102 N=×10-4 N.答案:（1）E=×102 N/C（2）E=×102 N/C（3）F ′=×10-4 N绿色通道加深对公式的记忆和理解,公式E=qF 适用于任何电场,而且E 与q 无关.理解电场最明显的特征就是对置入其中的电荷有力的作用.例2 如图1-3-2，在正六边形的a 、c 两个极点上各放一带正电的点电荷，电荷量的大小都是q 1;在b 、d 两个极点上，各放一带负电的点电荷，电荷量的大小都是q 2,q 1＞q 2.已知六边形中心O 点处的场强可用图中的四条有向线段中的一条来表示，它是哪一条（）图1-3-2 图1-3-32 C思路解析作出a 、c 、b 、d 四个点电荷在O 点的场强方向如图1-3-3中E a 、E c 、E b 、E d ,由几何知识得E a 、E c 的夹角为120°,故E a 、E c 的矢量和大小E +=E a =E c ,方向如图、E d 的夹角也为120°,E b 、E d 的矢量和大小为E -=E b =E d ,方向如图1-3-3.又由点电荷形成的电场的场强公式E=2r q k 和q 1>q 2,得E +>E -,所以E +与E -矢量和的方向只能是图中E 2的方向,故选项B 正确.答案:B绿色通道场强是矢量,几个点电荷在空间某点的电场强度,就是这几个点电荷单独在该点的电场强度的矢量叠加.图1-3-4例3 如图1-3-4所示,在x 轴上有两个点电荷A 、B,带电荷量别离为+Q 1与-Q 2,且Q 1=2|Q 2|,用E 1和E 2别离表示两个点电荷所产生的场强的大小,则在x 轴上应有（）=E 2的点只有一处,该处合场强为零=E 2的点共有两处,一处合场强为零,另一处合场强为2E 2=E 2的点共有三处,其中两处合场强为零,另一处合场强为2E 2=E 2的点共有三处,其中一处合场强为零,另两处合场强为2E 2思路解析E 1=E 2的结果有两种可能:一种是合场强为零,另一种是合场强为2E 1或2E 2.由图可知,在A 、B 之间的x 轴上,A 、B 两电荷的场强方向相同,不存在合场强为零的点,但合场强为2E 2的点可能存在(只有一处);在A 点左侧的x 轴上,由E=2rkQ 能够判断得知,也不存在合场强为零的点,因这一区间内距A 近,而距B 远,但A 点处的电荷量大于B 点处的电荷量,故不可能出现E 1=E 2的位置,自然也就没有合场强为零的点,如此符合合场强为零的位置只有在B 点右边的x 轴上,且是唯一肯定的位置.设A 、B 相距a,合场强为零的点在B 点右边距B 为x 远处,则2xkQ =2)(2a x Q k +•,所以x=(1+2)a.同理E 1=E,且合场强为2E 2的位置在A 、B 之间的x 轴上,并有唯一肯定解,即在B 点左侧距B 为(2-1)a 处,正确选项应选B.答案:B绿色通道本题巩固电场叠加和点电荷的场强两个重要知识点,对公式E=2r Q k的熟悉要从场源电荷动身,要了解场源电荷周围的电场强度与哪些因素有关.。

高中物理1_3电场强度导学案新人教版选修3-1

课题：电场强度【学习目标】1.学生理解电场的客观存在及其基本性质。

2. 学生知道电场强度的定义，场强的矢量性。

3．学生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，并能应用。

4．学生知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算．5．学生知道电场线的特点，几种常见电场的电场线分布情况。

6．学生知道匀强电场的特点和电场线分布情况。

【学习重点】电场强度的概念及其定义式、电场的叠加原理，知道电场线的特点，掌握几种典型场的电场线分布情况【学习难点】电场强度【学法建议】阅读、讨论、合作探究【知识衔接】自主学习一、电场1．电场存在于哪里？有什么基本性质？二、电场强度1.对试探电荷有什么要求？2．同一试探电荷，放在电场中的不同位置受力不同，表明不同位置电场的强弱不同．如何准确描述这种性质？3.从数学角度上看，F q的大小表示什么？ 4.根据公式E ＝F q可以得出E 与F 成正比、与q 成反比的结论吗？合作探究三、点电荷的电场真空中孤立点电荷形成的电场中，某点的场强大小由哪些因素决定？表达式是什么？四．电场强度的叠加空间同时存在几个电场时，如何求某点的场强？五、电场线1、什么是电场线？2、如何用电场线形象描述电场？3、电场线有哪些特点？4、请画出下列电荷电场线的分布。

并说出有何特点？（1）正点电荷（2）负点电荷（3）等量同种电荷（4）等量异种电荷5、什么是匀强电场？匀强电场电场线分布特点【练习反馈】1、电场强度的定义式E ＝F/q ，下列说法正确的是：（）A 、该定义式只适用于点电荷形成的电场B 、F 是试探电荷所受到的力，q 是产生电场电荷的电荷量C 、电场强度的方向与F 的方向相同D 、由该定义式可知，场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比2、下列关于点电荷的场强公式2r kQ E 的说法中，正确的是：（） A 、在点电荷Q 的电场中，某点的场强大小与Q 成正比，与r 2成反比B 、 Q 是产生电场的电荷，r 是场强为E 的点到Q 的距离C 、点电荷Q 产生的电场中，各点的场强方向一定都指向点电荷QD 、点电荷Q 产生的电场中，各点的场强方向一定都背向点电荷Q3. 图所示的各电场中，A 、B 两点场强相同的是( )【归纳总结】【达标检测】1．下列说法中正确的是（）A 、只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B 、电场是一种物质，它与其它物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西C 、电荷间相互作用是通过电场而产生，电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用D 、电场是人为设想出来的，其实并不存在2．A 为已知电场中的一固定点，在A 点放一电荷量为q 的电荷，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 点场强的大小、方向与q 的大小、正负、有无均无关3．如图为点电荷Q 产生的电场的三条电场线，下面说法正确的是( )．A ．Q 为负电荷时，E A > EB B ．Q 为负电荷时，E A < E BC ．Q 为正电荷时，E A > E BD ．Q 为正电荷时，E A < E B【例题1】1.真空中有一个点电荷＋Q 1，在距其r 处的P 点放一电荷量为＋Q 2的试探电荷，试探电荷受到的电场力为F ，则下列答案中正确的是：（）A 、 P 点的场强大小为 F/Q1B 、 B. P 点的场强大小等于F/Q 2也等于KQ 2/r 2C.试探电荷的电荷量变为2Q 2时，Q 2受到的电场力将变为2F ，而P 处的场强为F/Q 2D.若在P 点不放试探电荷，则无法确定该点的场强方向【变式1】将一电荷量为2×10-5的试探电荷放在点电荷Q 的电场中的P 点处，所受的电场力的大小为2×10-2N ，则P 点的电场强度的大小为 N/C ，如果P 点距点电荷Q 为10cm ，则Q 的电荷量为 C 。

高中物理第一章静电场第3节电场强度教学案新人教版选修3-1(1)(new)

第3节电场强度一、电场┄┄┄┄┄┄┄┄①1．概念：电荷周围存在的一种特殊的物质，由电荷产生。

场和实物是物质存在的两种不同形式.2．基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。

电荷之间通过电场相互作用。

3．静电场：静止电荷产生的电场。

[说明］关于电场的三点说明（1)特殊物质性：电场是一种特殊的物质，虽然电场看不见摸不着，但它与实物一样客观存在着,也具有动量、能量等重要属性。

(2）客观存在性：电荷的周围一定存在电场，静止电荷的周围存在着静电场。

(3）“桥梁纽带"作用：电场是电荷间相互作用的桥梁，故电荷间不直接接触就能发生相互作用。

①［判一判]1．只要有电荷存在,电荷周围就一定存在电场(√）2．电场是一种物质,与其他物质一样,是不依赖我们的感觉而客观存在的东西(√）3．电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的其他电荷有力的作用(√)二、电场强度┄┄┄┄┄┄┄┄②1．试探电荷(检验电荷）：用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷,是研究电场的工具。

2．场源电荷（源电荷）:激发或产生我们正在研究的电场的电荷。

3．电场强度（1）概念：放入电场中某点的点电荷所受静电力F与它的电荷量q的比值,简称场强.（2）物理意义：表示电场的强弱和方向.(3)定义式及单位:E＝F/q，单位牛/库仑，符号N/C。

（4)矢量性：电场强度的方向与正电荷在该点所受静电力的方向相同。

[说明］关于电场强度的三点说明（1）电场强度反映了电场的力的性质。

(2）唯一性：电场中某点的电场强度E是唯一的，是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置）决定的，与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关。

（3）矢量性：电场强度描述了电场的强弱,是矢量,其运算遵循平行四边形定则。

②[选一选］电场中有一点P，下列哪种说法是正确的( ）A．若放在P点试探电荷的电荷量减半,则P点场强减半B．若P点没有试探电荷，则P点场强为零C．P点场强越大,则同一电荷在P点所受静电力越大D．P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向解析：选C 电场中某点的电场强度与试探电荷无关，故A、B错误；由电场强度的定义可知C对；电场强度方向与正试探电荷受力方向相同，故D错.三、点电荷的电场电场强度的叠加┄┄┄┄┄┄┄┄③2．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各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。

物理人教版(浙江版)选修3-1学案第一章静电场

2库仑定律知识内容库仑定律考试要求必考加试c课时要求1.了解电荷之间的作用力与电荷量及电荷间距离的关系.2.了解点电荷的概念，体会科学研究中的理想模型方法.3.知道库仑定律的内容及适用条件，会用库仑定律进行简单的计算.4.了解库仑扭秤实验.一、探究影响电荷间相互作用力的因素[导学探究]O是一个带正电的物体，把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图1中P1、P2、P3等位置．图1(1)保持小球的带电荷量不变，将悬点由P1依次移至P3，小球所受作用力大小如何变化？说明什么？(2)若保持小球位置不变，增大或减小小球所带的电荷量，小球所受作用力的大小如何变化？说明什么？答案(1)小球受力大小逐渐减小，说明带电体间的作用力随距离的增大而减小．(2)增大小球所带的电荷量，小球受到的作用力增大；减小小球所带的电荷量，小球受到的作用力减小．说明电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大．[知识梳理]利用如图1所示的装置探究影响电荷间相互作用的因素．O是一个带正电的物体，把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图中P1、P2、P3等位置．(1)保持小球的带电荷量不变，将悬点由P1依次移到P3.实验发现小球间的作用力减小，即电荷间的作用力随它们之间距离的增大而减小．(2)保持小球的位置不变，增大小球的带电荷量，实验发现小球间的作用力增大，即电荷间的作用力随电荷量的增大而增大．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)探究电荷间的作用力与某一因素的关系时，必须控制其他因素不变．(√)(2)小球所带电荷量不变时，距离带电物体越远，丝线偏离竖直方向的角度越大．(×) (3)小球处于同一位置时，小球所带的电荷量越大，丝线偏离竖直方向的角度越大．(√) (4)电荷间的作用力随电荷量的增大而增大，随电荷间距离的增大而增大．(×) 二、库仑定律[导学探究] (1)什么是点电荷？实际带电体看成点电荷的条件是什么？(2)库仑利用扭秤实验研究电荷间的相互作用，该装置利用什么方法显示力的大小？通过实验，两带电体间的作用力F 与距离r 的关系如何？实验的巧妙体现在何处？答案 (1)点电荷是用来代替带电体的点，当带电体的形状、大小及电荷分布对作用力的影响可以忽略时，带电体可以看做点电荷．(2)该装置通过悬丝扭转的角度来比较力的大小，力越大，悬丝扭转的角度越大，力F 与距离r 的二次方成反比：F ∝1r 2.实验的巧妙之处：①利用悬丝的扭转角度把力放大；②利用相同球体接触平分电荷量解决了无法测量电荷量的问题． [知识梳理] 1．点电荷(1)点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看做带电的点，叫做点电荷． (2)正确区分点电荷与元电荷：①元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的数值，是电荷量的最小值，没有正、负之分．②点电荷只是不考虑大小和形状的带电体，其带电荷量可以很大，也可以很小，但它一定是元电荷的整数倍． 2．库仑定律(1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上．(2)公式：F ＝k q 1q 2r 2，其中k ＝9.0×109 N·m 2/C 2，叫做静电力常量．(3)适用条件：a.在真空中；b.点电荷． 3．库仑的实验(1)库仑扭秤实验是通过悬丝扭转角度比较静电力F 大小的．实验结果发现静电力F 与距离r 的二次方成反比．(2)库仑在实验中为研究F 与q 的关系，采用的是用两个完全相同的金属小球接触，电荷量平分的方法，发现F 与q 1和q 2的乘积成正比．[即学即用] 判断下列说法的正误．(1)只有电荷量很小的带电体才能看成点电荷．(×) (2)体积很大的带电体一定不能看成点电荷．(×)(3)当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷．(√) (4)根据F ＝k q 1q 2r2，当两电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大．(×)(5)若点电荷q 1的电荷量大于q 2的电荷量，则q 1对q 2的静电力大于q 2对q 1的静电力．(×)一、对点电荷的理解例1 下列说法中正确的是( )A ．点电荷是客观存在的，任何带电体在任何情况下都可看成点电荷B ．点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体C ．两带电荷量分别为Q 1、Q 2的球体间的作用力在任何情况下都可用公式F ＝k Q 1Q 2r2计算D ．一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计答案 D解析点电荷是一种理想化模型，一个带电体能否看成点电荷不是看其大小，而是应具体问题具体分析，是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计．因此大的带电体一定不能看成点电荷和小的带电体一定能看成点电荷的说法都是错误的，所以本题D 对．二、库仑定律的理解与应用1．库仑定律适用于点电荷间的相互作用，当r →0时，电荷不能再看成点电荷，库仑定律不再适用． 2．两个规则的带电球体相距比较近时，不能被看做点电荷，此时两带电球体之间的作用距离会随所带电荷量的改变而改变，即电荷的分布会发生改变．若带同种电荷时，如图2(a)，由于排斥而距离变大，此时F ＜k q 1q 2r 2；若带异种电荷时，如图(b)，由于吸引而距离变小，此时F ＞k q 1q 2r2.图23．两个点电荷之间相互作用的库仑力遵守牛顿第三定律．不要认为电荷量大的电荷对电荷量小的电荷作用力大．例2 (2015～2016余杭、萧山、新登、昌化四校高二第二学期期中)使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上－3Q 和＋5Q 的电荷后，将它们固定在相距为a 的两点，它们之间库仑力的大小为F 1.现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a 的两点，它们之间库仑力的大小为F 2.则F 1与F 2之比为( ) A ．2∶1 B ．4∶1 C ．16∶1 D ．60∶1答案 D解析两球接触前，由库仑定律得F 1＝k 3Q ·5Qa 2，两球接触后，由于两小球完全相同，故接触后带电荷量相同，即q ＝5Q －3Q 2＝Q ，由库仑定律得F 2＝k Q ·Q ?2a ?2，则F 1F 2＝60，选项D 正确，A 、B 、C 错误．用公式计算库仑力大小时，不必将表示电荷q 1、q 2的带电性质的正、负号代入公式中，只将其电荷量的绝对值代入即可；力的方向再根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引加以判别. 三、库仑力的叠加1．对于三个或三个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的库仑力，等于其余所有点电荷单独对它作用产生的库仑力的矢量和．2．电荷间的单独作用符合库仑定律，求各库仑力的矢量和时应用平行四边形定则．例3 如图3所示，直角三角形ABC 中∠B ＝30°，点电荷A 、B 所带电荷量分别为Q A 、Q B ，测得在C 处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB 向左，则下列说法正确的是( )图3A ．A 带正电，Q A ∶QB ＝1∶8 B ．A 带负电，Q A ∶Q B ＝1∶8C ．A 带正电，Q A ∶Q B ＝1∶4D ．A 带负电，Q A ∶Q B ＝1∶4答案 B解析要使C 处的正点电荷所受静电力方向平行于AB 向左，该正点电荷所受力的情况应如图所示，所以A 带负电，B 带正电．设AC 间的距离为L ，则F B sin 30°＝F A 即k Q B Q C ?2L ?2·sin 30°＝kQ A Q C L 2.解得Q A Q B ＝18，故选项B 正确．针对训练如图4所示，有三个点电荷A 、B 、C 位于一个等边三角形的三个顶点上，已知A 、B 都带正电荷，A 所受B 、C 两个电荷的静电力的合力如图中F A 所示，则下列说法正确的是( )图4A ．C 带正电，且Q C ＜QB B ．C 带正电，且Q C ＞Q B C ．C 带负电，且Q C ＜Q BD ．C 带负电，且Q C ＞Q B答案 C解析因A 、B 都带正电，所以静电力表现为斥力，即B 对A 的作用力沿BA 的延长线方向，而不论C 带正电还是带负电，A 和C 的作用力方向都必须在AC 连线上，由平行四边形定则知，合力必定为两个分力的对角线，所以A 和C 之间必为引力，且F CA ＜F BA ，所以C 带负电，且Q C ＜QB . 四、静电力作用下的平衡问题例4 (2016·浙江10月选考科目试题) 如图5所示，质量为m 、电荷量为q 的带电小球A 用绝缘细线悬挂于O 点，带有电荷量也为q 的小球B 固定在O 点正下方绝缘柱上．其中O 点与小球A 的间距为l ，O 点与小球B 的间距为3l .当小球A 平衡时，悬线与竖直方向夹角θ＝30°.带电小球A 、B 均可视为点电荷．静电力常量为k ，则( )图5A ．A 、B 间库仑力大小F ＝kq 22l 2B ．A 、B 间库仑力大小F ＝3mg3C ．细线拉力大小F T ＝kq 23l 2D ．细线拉力大小F T ＝3mg 答案 B解析由题意知∠ABO ＝30°，分析A 球受力，如图所示，将F T 、F 合成，由几何知识知F 、F T 及合力F合组成的平行四边形为菱形，则F ＝F T ＝mg 2cos 30°＝33mg .1．如图6所示，两个质量均为m 的完全相同的金属球壳a 和b ，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离l 为球半径的3倍．若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q ，那么关于a 、b 两球之间的万有引力F 引和库仑力F 库的表达式正确的是( )图6A ．F 引＝G m 2l 2，F 库＝k Q 2l 2B ．F 引≠G m 2l 2，F 库≠k Q 2l 2C ．F 引≠G m 2l 2，F 库＝k Q 2l 2D ．F 引＝G m 2l 2，F 库≠k Q 2l2答案 D解析由于a 、b 两球所带异种电荷相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布较密集，又l ＝3r ，不满足l ?r 的要求，故不能将带电球壳看成点电荷，所以不能应用库仑定律，故F 库≠k Q 2l 2.虽然不满足l ?r ，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看成质量集中于球心的质点，可以应用万有引力定律，故F 引＝G m 2l2.故选D.2．两个分别带有电荷量－Q 和＋3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r 的两处，它们间库仑力的大小为F .两小球相互接触后将其固定距离变为r2，则小球间库仑力的大小变为( )A.eq FB.eq FC.eq F D ．12F答案 C解析因为相同的两带电金属小球接触后，它们的电荷量先中和后均分，所以接触后两小球带电荷量均为Q ′＝－Q ＋3Q 2＝Q ，由库仑定律得：接触前F ＝k 3Q 2r 2，接触后F ′＝k Q ′2?r 2?2＝k 4Q 2r 2.联立得F ′＝43F ，故选C.3. 如图7所示，悬挂在O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A .在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B .当B 到达悬点O 的正下方并与A 在同一水平线上，A 处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ，若两次实验中B 的电荷量分别为q 1和q 2，θ分别为30°和45°.则q 2q 1为( )图7A ．2B ．3C ．2 3D ．33 答案 C解析由A 的受力分析图可得F ＝mg tan θ，由库仑定律得F ＝kq A q Br 2，式中r ＝l sin θ(l 为绳长)，由以上三式可解得q B ＝mgl 2sin 2θtan θkq A ，因q A 不变，则q 2q 1＝sin 2 45°tan 45°sin 2 30°tan 30°＝2 3.一、选择题(每小题给出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)1．如图1所示，一带正电的物体位于O处，用绝缘丝线系上带正电的小球，分别挂在P1、P2、P3的位置，可观察到小球在不同位置时丝线偏离竖直方向的角度不同．则下面关于此实验得出的结论中正确的是()图1A．电荷之间作用力的大小与两电荷间的距离有关B．电荷之间作用力的大小与两电荷的性质有关C．电荷之间作用力的大小与两电荷所带的电荷量有关D．电荷之间作用力的大小与丝线的长度有关答案A解析在研究电荷之间作用力大小的决定因素时，采用控制变量的方法进行，如本实验，根据小球的摆角可以看出小球所受作用力逐渐减小，由于没有改变电性和电荷量，不能研究电荷之间作用力大小和电性、电荷量的关系，故B、C、D错误，A正确．2．物理学引入“点电荷”概念，从科学方法上来说是属于()A．控制变量的方法B．观察实验的方法C．建立物理模型的方法D．等效替代的方法答案C解析点电荷的概念和质点的概念相同，都是应用了理想化模型的方法，故选项C正确．3．下列关于点电荷的说法正确的是()A．任何带电体都可以看成是电荷全部集中于球心的点电荷B．球状带电体一定可以看成点电荷C．点电荷就是元电荷D．一个带电体能否看成点电荷应由具体情况而定答案D解析一个带电体能否看成点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状及带电荷量的多少来判断，因此D 正确，A 、B 错误；元电荷是电荷量，点电荷是带电体的抽象，两者的内涵不同，所以C 错．4．要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍，下列方法可行的是( ) A ．每个点电荷的电荷量都增大到原来的2倍，电荷间的距离不变 B ．保持点电荷的电荷量不变，使两个电荷间的距离增大到原来的2倍C ．一个点电荷的电荷量加倍，另一个点电荷的电荷量保持不变，同时使两个点电荷间的距离减小为原来的12D ．保持点电荷的电荷量不变，将两个点电荷间的距离减小为原来的14答案 A解析根据库仑定律F ＝k q 1q 2r 2可知，当r 不变时，q 1、q 2均变为原来的2倍，F 变为原来的4倍，A 正确．同理可求得B 、C 、D 中F 均不满足条件，故B 、C 、D 错误．5．真空中有两个带同种电荷的导体球，其半径均为0.2r ，电荷量均为Q ，两球球心间的距离为r ，则两带电导体球之间相互作用的静电力大小为( ) A ．等于k Q 2r 2B ．小于k Q 2r 2C ．大于k Q 2r 2D ．不能确定答案 B解析两球带同种电荷，当两球球心间距为r 时，两球不能看成点电荷，由于库仑斥力，电荷分别向两侧集中，电荷中心间的距离大于r ，所以库仑力小于k Q 2r2，故选B.6．两个相同的金属小球(可看做点电荷)，带有同种电荷，且电荷量之比为1∶7，在真空中相距为r ，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力是原来的( ) A ．7 B.eq C.eq D.eq 答案 D解析若两球原来带电Q 和7Q ，接触分开后电荷量均为4Q ，根据库仑定律的公式F ＝k q 1q 2r 2，它们间的库仑力是原来的167，故D 正确．7．如图2所示，把一带正电的小球a 放在光滑绝缘斜面上，欲使球a 能静止在斜面上，需在MN 间放一带电小球b ，则b 应( )图2A．带负电，放在A点B．带正电，放在B点C．带负电，放在C点D．带正电，放在C点答案C解析小球a受到重力、支持力和库仑力的作用处于平衡状态时，才能静止在斜面上．可知小球b带负电、放在C点或小球b带正电、放在A点可使a受合力为零，故选C.8．如图3所示，两根细线挂着两个质量相同的小球A、B，原来两球不带电时，上、下两根细线的拉力为F A、F B，现在的两球带上同种电荷后，上、下两根细线的拉力分别为F A′、F B′，则()图3A．F A＝F A′，F B＞F B′B．F A＝F A′，F B＜F B′C．F A＜F A′，F B＞F B′D．F A＞F A′，F B＞F B′答案B解析将小球A、B与两球间的连线看做一个整体，所以无论小球是否带电对这个整体不产生影响，所以F A＝F A′；而小球B带电后既受重力又受小球A对它的斥力，所以，F B′＞F B.故选B.9．如图4所示，在一条直线上的三点分别放置Q A＝＋3×10－9 C、Q B＝－4×10－9 C、Q C＝＋3×10－9 C的A、B、C点电荷，则作用在点电荷A上的作用力的大小为()图4A．9.9×10－4 N B．9.9×10－3 NC．1.17×10－4 N D．2.7×10－4 N答案A解析点电荷A同时受到B和C的库仑力作用，因此作用在A上的力应为两库仑力的合力．可先根据库仑定律分别求出B 、C 对A 的库仑力，再求合力． A 受到B 、C 电荷的库仑力如图所示，根据库仑定律有F BA ＝kQ B Q A r 2BA ＝9×109×4×10－9×3×10－90.012N ＝1.08×10－3 N F CA ＝kQ C Q A r 2CA ＝9×109×3×10－9×3×10－90.032N ＝9×10－5 N规定沿这条直线由A 指向C 为正方向，则点电荷A 受到的合力大小为 F A ＝F BA －F CA ＝(1.08×10－3－9×10－5) N ＝9.9×10－4 N ．故选项A 正确．10. (2015·浙江选考科目试题)如图5所示，一质量为m 、电荷量为Q 的小球A 系在长为L 的绝缘轻绳下端，另一电荷量也为Q 的小球B 位于悬挂点的正下方(A 、B 均视为点电荷)，轻绳与竖直方向成30°角，小球A 、B 静止于同一高度．已知重力加速度为g ，静电力常量为k ，则两球间的静电力为( )图5A.eqB.eq C ．mg D.eq mg答案 A解析本题计算A 、B 两球间的静电力可以从两个方面考虑：一是根据库仑定律所以根据库计算；二是根据平衡条件计算．A 、B 两球之间的距离r ＝L sin 30°＝L2，处于静止状仑定律，两球间的静电力为F ＝k Q 2r 2＝k 4Q 2L 2.故选项A 正确．由于A 球态，分析A 球受力如图所示由共点力平衡得F T cos 30°＝mg F T sin 30°＝F 解得F ＝mg tan 30°＝33mg . 所以，选项C 、D 均错．二、非选择题11．如图6所示，把质量为0.2 g 的带电小球A 用丝线吊起，若将带电荷量为＋4×10－8 C 的小球B 靠近它，当两小球在同一高度且相距3 cm 时，丝线与竖直方向夹角为45°.g 取10 m/s 2，则：图6(1)此时小球B 受到的库仑力F 的大小为多少？ (2)小球A 带何种电荷？(3)小球A 所带电荷量大小是多少？答案 (1)2×10－3 N (2)负电荷 (3)5×10－9 C解析 (1)根据题给条件，可知小球A 处于平衡状态，分析小球A 受力情况如图所示．则F ＝mg tan 45°＝0.2×10－3×10×1 N ＝2×10－3 N.小球B 受到的库仑力与小球A 受到的库仑力为作用力和反作用力，所以小球B 受到的库仑力大小为2×10－3 N.(2)小球A 与小球B 相互吸引，小球B 带正电，故小球A 带负电．(3)题中小球A 、B 都视为点电荷，它们之间的作用力大小F ＝k q A ·q Br 2＝mg tan 45°，所以q A ＝2×10－3×?3×10－2?29.0×109×4×10－8 C ＝5×10－9 C. 12．如图7所示，A 、B 是两个带等量同种电荷的小球，A 固定在竖直放置的10 cm 长的绝缘支杆上，B 静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A 等高，若B 的质量为30 3 g ，则B 带电荷量是多少？(取g ＝10 m/s 2)图7答案 1.0×10－6 C解析因为B 静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A 等高，设A 、B 之间的水平距离为L . 依据题意可得：tan 30°＝hLL ＝h tan 30°＝1033 cm ＝10 3 cm对B 进行受力分析如图所示，依据物体平衡条件解得库仑力 F ＝mg tan 30°＝303×10－3×10×33N ＝0.3 N. 依据F ＝k q 1q 2r 2得：F ＝k q 2L 2.解得：q ＝FL 2k＝ 0.39×109×?103×10－2?2 C ＝1.0×10－6 C.。

高中物理：电场学案(新人教版选修3-1第一章学案)(原创)

第一章静电场第一节电荷及其守恒定律前置诊断：本节重点讲述了电荷守恒定律和起电方法。

1．自然界中只存在两种电荷：同种电荷互相，异种电荷互相。

2．电子和质子带有等量的异种电荷，电荷量e＝C。

实验指出，所有带电体的电荷量都是电荷量e的。

所以，电荷量e称为。

电荷量e的数值最早是由美国物理学家测得的。

3．使不带电的物体通过某种方式转化为带电状态的过程叫。

常见的起电方式有、和等。

例如：一个带电的金属球跟另一个与它完全相同的不带电的金属球接触后，两者必定带上等量同种电荷；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带电；不带电的导体在靠近带电体时，导体中的自由电荷受到带电体的作用而重新分布，使导体的两端出现电荷。

4．电荷守恒定律：电荷既不能，也不会，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中，电荷量的总量保持不变。

电荷守恒定律是自然界重要的基本定律之一。

在发生正负电荷湮没的过程中，电荷的代数和仍然不变，所以电荷守恒定律也常常表述为：。

5．原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷的数量一样多，所以整个原子对表现为。

6．不同物质的微观结构不同，核外电子的多少和运动情况也不同。

在金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做自由电子。

失去这种电子的原子便成为带正电的离子，离子都在自己的平衡位置上振动而不移动，只有自由电子穿梭其中。

所以金属导电时只有在移动。

答案：1.排斥吸引 2. 1.6×10-19整数倍元电荷密立根 3.起电摩擦起电接触起电感应起电负正等量异种 4.创生消灭一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变5. 电中性 6.自由电子专家说课：在干燥的冬天，你也许有过这样的经历：当你经过铺有地毯的走道来到房间门口，在伸手接触金属门把的一刹那，突然听到“啪”的一声，手被麻了一下，弄得你虚惊一场，是谁在恶作剧？回答可能有点意外，原来是电荷在作怪。

2019学年高中物理第一章静电场1_3电场强度学案新人教版选修3_1

第3节电场强度[研究学考·明确要求][基础梳理]1．电场(1)概念：存在于电荷周围的一种特殊的物质，由电荷产生。

场和实物是物质存在的两种不同形式。

(2)基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。

电荷之间通过电场相互作用。

(3)静电场：静止电荷产生的电场。

2．电场强度(1)试探电荷(检验电荷)和场源电荷(源电荷)①用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷叫做试探电荷，又叫检验电荷。

②试探电荷的特点电荷量小：试探电荷产生的电场必须对原来的电场几乎没有影响。

线度小：试探电荷可以看做是点电荷，只有这样才可以用它来确定空间各点的电场性质。

电性任意：试探电荷可以是正电荷也可以是负电荷。

③场源电荷：被检验的电场是由电荷Q 所激发的，则电荷Q 称为场源电荷，或源电荷。

(2)电场强度①定义：放入电场中某一点的电荷所受到的静电力F 跟它的电荷量q 的比值叫做该点的电场强度，用符号E 表示。

②定义式：E ＝Fq。

③单位：牛[顿]每库[仑]，符号为N/C ，或伏[特]每米，符号为V/m,1 V/m ＝1 N/C 。

④方向：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，与负电荷在该点所受静电力的方向相反。

⑤矢量性：电场强度是矢量，遵循平行四边形定则。

⑥物理意义：电场强度是描述电场性质的物理量，在数值上等于单位电荷量的电荷在电场中受到的静电力。

特别提醒 (1)公式E ＝F q是电场强度的比值定义式，适用于一切电场，其中q 为试探电荷的电荷量，F 为电场对试探电荷的作用力。

(2)电场强度的大小与该点放不放电荷、放入的电荷量的大小均无关。

(3)公式E ＝F q仅定义了电场强度的大小，其方向需要另外判断。

(4)由E ＝F q，得F ＝qE ，若已知电场中某点的电场强度E ，则可求出放入电场中该点的电荷所受的静电力大小。

[典例精析]【例1】下列有关电场的叙述，正确的是( ) A ．电场实际上是不存在 B ．电荷的作用是通过电场发生的C ．电场看不见、摸不着，因此电场不是物质D ．电场对放入其中的有些电荷不一定有力的作用解析电荷周围存在着由它产生的电场，处在电场中的电荷受到的作用力就是这个电场给予的，选项B 正确；电场是物质存在的一种形式，A 、C 错；电场的特征之一是对电场中的电荷有力的作用，选项D 错误。

【创新设计】2014-2015学年高中物理人教版课件选修3-1(浙江专用) 第一章静电场 1-3

预习导学课堂讲义
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第一章静电场
(2)M 点的场强 EM＝FqM＝11..00××1100－－180 N/C＝100 N/C，其方向沿 OM 连线背离 Q，因为它的方向跟正电荷受电场力的方向相同． (3)在 M 点拿走试探电荷 q，有的同学说 M 点的场强 EM＝0，这是错误的．其原因在于不懂得场强是反映电场的力的性质的物理量，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 M 点的场强仍为 100 N/C，方向沿 OM 连线背离 Q. (4)由 E∝r12得 M 点场强大．
()
A．1∶2 B．2∶1 C．2∶ D．4∶
答案 B
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第一章静电场
解析
依题意，每个点电荷在
O
点产生的场强为E1，则当 2
N
点
处的点电荷移至 P 点时，O 点场强如图所示，合场强大小为
E2＝E21，则EE12＝21，B 正确．
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第一章静电场
借题发挥电场强度是矢量，合成时遵循矢量运算法则(平行四边形定则或三角形定则)，常用的方法有图解法、解析法、正交分解法等；对于同一直线上电场强度的合成，可先规定正方向，进而把矢量运算转化成代数运算．
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第一章静电场
(1)电场线是直线． (2)带电粒子只受电场力作用，或受其他力，但其他力的方向沿电场线所在直线． (3)带电粒子初速度的方向为零或初速度的方向沿电场线所在的直线．
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第一章静电场
【例4】 (多选)以下关于电场和电场线的说法中正确的是 ()

2021-2022版高中物理第一章静电场 3 电场强度学案新人教版选修3-1

2021-2022版高中物理第一章静电场3 电场强度学案新人教版选修3-1年级：姓名：电场强度目标导航思维脉图1.理解电场强度的概念及其定义,并会进行有关计算。

(物理观2.理解点电荷的电场强度及电场强度的叠加原理。

(科学思3.会用电场线表示电场,并熟记几种常见电场的电场线。

(物理观必备知识·自主学习一、电场1.概念:存在于电荷周围的一种特殊的物质,由电荷产生。

场和实物是物质存在的两种不同形式。

2.基本性质:对放入其中的电荷有力的作用,电荷之间通过电场相互作用。

二、静摩擦力(1)带电体周围不同位置的电场强弱是否相同?提示:带电体周围不同位置的电场强弱不同。

(2)检验电场强弱的试探电荷应具备什么特点?提示:试探电荷的电荷量和尺寸必须充分小,能看作点电荷。

(3)场源电荷周围的电场强弱与试探电荷是否相关?提示:电场强弱与试探电荷无关。

1.场源电荷和试探电荷:场源电荷是激发或产生我们正在研究的电场的电荷。

试探电荷是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷。

2.电场强度:(1)定义:放入电场中某点的点电荷所受静电力与它的电荷量的比值叫作该点的电场强度,简称场强。

(2)物理意义:表示电场的强弱和方向。

(3)定义式:E=,单位为牛(顿)每库(仑),符号为N/C。

(4)方向:电场强度的方向与正电荷所受静电力的方向相同,与负电荷所受静电力的方向相反。

三、点电荷的电场、电场强度的叠加1.点电荷的电场(1)公式:E=k。

(2)方向:若Q为正电荷,电场强度方向沿Q和该点的连线背离Q;若Q为负电荷,电场强度方向沿Q和该点的连线指向Q。

2.电场强度的叠加两个带电体分别带有+Q、-Q的电荷量,画出P点的合电场强度。

提示:四、电场线、匀强电场1.电场线:(1)定义:电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。

(2)关于电场线的特点,下列说法正确的是②④。

①电场线是带电体周围实际存在的线。

浙江专用2018_2019学年高中物理第一章静电场1_9带电粒子在电场中的运动学案新人教版选修3_1

第9节带电粒子在电场中的运动[研究学考·明确要求][基础梳理]1．两类带电粒子(1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等，除特殊说明外一般忽略粒子的重力(但并不忽略质量)。

(2)带电微粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除特殊说明外，一般不忽略重力。

2．物理过程分析方法(1)根据带电粒子受的力(包含电场力)，用牛顿定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等。

(2)由动能定理qU ＝12mv 2－12mv 02求解。

[典例精析]【例1】如图1所示，电子由静止开始从A 板向B 板运动，当到达B 极板时速度为v ，保持两板间电压不变，则( )图1A ．当增大两板间距离时，v 增大B ．当减小两板间距离时，v 增大C ．当改变两板间距离时，v 不变D ．当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间减小解析电子由静止开始从A 板向B 板运动时，根据动能定理，qU ＝12mv 2，得v ＝2qUm，所以当改变两板间距离时，v 不变，故A 、B 错误，C 正确；由于两极板之间的电压不变，所以极板之间的场强为E ＝Ud ，电子的加速度为a ＝qE m ＝qUmd，电子在电场中一直做匀加速直线运动，由d ＝12at 2＝12qU md t 2，所以电子加速的时间为t ＝d2mqU，由此可见，当增大两板间距离时，电子在两板间的运动时间增大，故D 错误。

答案 C[即学即练]1．如图2所示，电荷量和质量都相同的带正电粒子以不同的初速度通过A 、B 两板间的加速电场后飞出，不计重力的作用，则( )图2A ．它们通过加速电场所需的时间相等B ．它们通过加速电场过程中动能的增量相等C ．它们通过加速电场过程中速度的增量相等D ．它们通过加速电场过程中电势能的增加量相等解析由于电荷量和质量相等，因此产生的加速度相等，初速度越大的带电粒子经过电场所用时间越短，A 错误；加速时间越短，则速度的变化量越小，C 错误；由于电场力做功W ＝qU 与初速度及时间无关，因此电场力对各带电粒子做功相等，则它们通过加速电场的过程中电势能的减少量相等，动能增加量也相等，B 正确，D 错误。

高中物理第一章静电场 1.3 电场电场强度教案新人教版选修3-1(2021年整理)

安徽省长丰县高中物理第一章静电场1.3 电场电场强度教案新人教版选修3-1编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（安徽省长丰县高中物理第一章静电场1.3 电场电场强度教案新人教版选修3-1）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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1。

3电场强度代入数值得 E=2.7×104N/C可以证明:一个半径为R的均匀球体(或球壳）在外部产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同,球外各点和电场强度一样即:E=kQ/r2◎组织学生讨论课本中的【说一说】,由学生讨论后归纳:（1)关于静电平衡（2)静电平衡后导体内部电场的特点：①处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零（注意：这时的场强是合场强，即外电场和感应电场的叠加）②处于静电平衡状态的导体，电荷只分布在导体的外表面上。

4、电场线（1）电场线：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度的方向。

（2）电场线的基本性质①电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向。

②电场线的疏密反映电场强度的大小（疏弱密强）。

③静电场中电场线始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远。

它不封闭,也不在无电荷处中断。

④任意两条电场线不会在无电荷处相交（包括相切）介绍各种点电荷电场线的分布情况。

【演示】模拟电场线指出:电场线是为了形象描述电场而引入的,电场线不是实际存在的线。

5、匀强电场(1)定义:电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场。

高中物理 1.3 电场强学案1 新人教版选修31

高中物理 1.3 电场强学案1 新人教版选修311．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__________．8．电场线是画在电场中的一条条________________，曲线上每点的________表示该点的电场强度方向．电场线的特点有：(1)起始于无限远或______，终止于______或______．(2)任意两条电场线________．(3)电场线的疏密表示场强的______．答案 1.物质电荷电场 2.静止 3.是否存在强弱场源电荷 4.静电力电荷量Fq牛顿每库仑N/C矢正电荷 5.kQr2由Q指向P 由P指向Q 6.大小和方向7.各个点电荷单独矢量和8.有方向的曲线切线方向(1)正电荷负电荷无穷远(2)不相交(3)大小一、电场[问题情境]天体之间没有直接接触，就有引力作用如图1所示，这种作用是通过引力场传递的，电荷与电荷之间的相互作用是通过电场来实现的图11．你知道哪里有电场吗？2.电场具有怎样的特征呢？答案 1.电荷的周围都存在电场.2.电场的基本特征是对放入其中的电荷有电场力的作用．[要点提炼]电场是存在于电荷周围的一种特殊物质，并非由分子、原子组成，但客观存在．电荷间的相互作用是通过电场发生的．二、电场强度[问题情境]1．检验电荷的作用是什么？2．同一检验电荷，放在电场中的不同位置受力不同，表明不同位置电场的强弱不同．如何准确描述这种性质？答案 1.检验电场是否存在及其强弱分布情况.2.引入了“电场强度”这一物理量来描述．[要点提炼]电场强度是描述电场的强弱和方向的物理量，是______量，其大小由E ＝Fq来计算，其方向与______电荷的受力方向相同答案矢正 [问题延伸]根据公式E ＝Fq 可以得出E 与F 成正比或E 与q 成反比的结论吗？答案比值Fq只是电场强度的定义式，并不能由此式得出场强与电荷受到的电场力成正比或与电荷量成反比，某点的场强仅由电场本身决定．三、点电荷的电场与电场强度的叠加 [问题情境]1．在点电荷形成的电场中，某点的场强大小由哪些因素决定？2．公式E ＝F q 与E ＝kQr2有何区别？3．什么是电场强度的叠加？它遵循什么原则？答案 1.与场源电荷带的电荷量Q 和该点到场源电荷的距离r 共同决定.2.见[要点提炼] 3.如果场源是多个点电荷，电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和；它遵循平行四边形定则． [要点提炼]1．公式E ＝F q 与E ＝kQr2的对比理解项目意义适用条件 Q 或q 的意义公式中各量的关系 E ＝F q 电场强度的定义式任何电场 q 是试探电荷 E 用F 与q 的比值来表示，但E大小与F 、q 大小无关 E ＝k Q r 2点电荷的场强公式点电荷在真空中 Q 是场源电荷E 不仅由Q 、r决定且E∝Q，E∝1r2四、电场线 [问题情境]1．电场线是如何表示电场方向的？ 2．电场线能不能相交？3．电场线是如何表示电场强弱的？答案 1.在电场中，某点电场线的切线方向表示该点场强方向．2．如果相交，则在同一点的切线方向有两个，电场强度方向也有两个，这与电场强度的方向只有一个相矛盾，所以不可能．3．用电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场强度较大的地方电场线较密，反之较疏．[要点提炼]1．电场线是为了描述电场而引入的一种假想曲线，曲线的______方向表示场强方向，曲线的________表示场强的相对大小．2．电场线从______电荷或无穷远出发，终止于无穷远或________电荷，电场线不相交． 3．几种常见电场的电场线画法答案 1.切线疏密 2.正负 3.正负等量同种等量异种五、匀强电场 [问题情境]1．匀强电场有什么显著特点？电场线有什么特点？2.匀强电场通常存在于什么地方？答案 1.匀强电场中电场强度大小相等，方向相同；电场线是间距相等的平行线． 2．匀强电场通常存在于带有等量异号电荷的一对平行金属板间． [要点提炼]1．匀强电场是电场强度的大小______，方向________的电场． 2．匀强电场的电场线是________相等的________线．答案 1.相等相同 2.间距平行例1 如图2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q 1＝－2.0×10－8 C 的电荷，测出其受到的静电力F 1大小为4.0×10－6N ，方向如图，则B 处场强是多大？如果换用一个q 2＝4.0×10－7C 的电荷放在B 点，其受力多大？此时B 处场强多大？思路点拨解答本题应把握以下三点：图2(1)电场强度的大小计算和方向判断可分开进行． (2)场强大小可由场强的定义式求解．(3)场强方向与正(负)电荷所受电场力方向相同(反)．解析由场强公式可得E B ＝F 1q 1＝4.0×10－62.0×10－8 N /C ＝200 N /C因为是负电荷，所以场强方向与F 1方向相反． q 2在B 点所受静电力F 2＝q 2E B ＝4.0×10－7×200 N ＝8.0×10－5N 方向与场强方向相同，也就是与F 1反向．此时B 处场强：E B ′＝F 2q 2＝8.0×10－54.0×10－7 N /C ＝200 N /C .答案 200 N /C 8.0×10－5N 200 N /C 变式训练1如图3所示是点电荷Q 周围的电场线，图中A 到Q 的距离小于B 到Q 的距离．以下判断正确的是( )图3A ．Q 是正电荷，A 点的电场强度大于B 点的电场强度 B ．Q 是正电荷，A 点的电场强度小于B 点的电场强度C ．Q 是负电荷，A 点的电场强度大于B 点的电场强度D ．Q 是负电荷，A 点的电场强度小于B 点的电场强度答案 A解析正点电荷的电场是向外辐射的，电场线密的地方电场强度大，所以A 正确．例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4所示，求：图4(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 ，则N 点的场强多大？思路点拨解答本题时，可按以下思路分析：(1) 库仑定律求受力．(2)场强定义求M 点场强．(3)场强的决定式求N 点场强． (2)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F M ＝k Qq r 2＝9.0×109×1.0×10－9×1.0×10－100.32N ＝ 1.0×10－8N ．因为Q 带正电，q 带负电，库仑力是吸引力，所以力的方向沿MO 指向Q. (2)由电场强度的定义式得：E M ＝F M q ＝1.0×10－81.0×10－10 N /C ＝100 N /C ，方向由O 指向M.(3)拿走q 后M 点的场强仍为100 N /C ，方向由O 指向M. (4)N 点的场强E N ＝kQ 2r 2＝14· kQ r 2＝14·E M ＝25 N /C .答案 (1)1.0×10－8N ，方向沿MO 指向Q (2)100 N /C ，方向沿OM 指向M (3)100 N /C ，沿OM 指向M (4)25 N /C变式训练2 如图5所示，真空中，带电荷量分别为＋Q 和－Q 的点电荷A 、B 相距r ，则：图5 (1)两点电荷连线的中点O 的场强为多大？(2)在两点电荷连线的中垂线上，距A 、B 两点都为r 的O′点的场强如何？答案（1）28kQ r ，方向由A→B (2) 2kQr，方向由A→B解析分别求出＋Q 和－Q 在某点的场强大小和方向，然后根据电场强度的叠加原理，求出合场强．(1)如图甲所示，A 、B 两点电荷在O 点产生的场强方向相同，均由A →B.A 、B 两点电荷在O 点产生的电场强度E A ＝E B ＝22kQ r ⎛⎫ ⎪⎝⎭＝24kQr ，所以O 点的场强为：E ＝2E A ＝28kQr . （2）如图乙所示，A E '=B E '=2kQr，由矢量图所形成的等边三角形可知，O '点的场O E '=A E '=B E '=2kQr，方向与A 、B 的中垂线垂直，即A →B .【即学即练】1．电场强度的定义式为E ＝F/q( ) A ．该定义式只适用于点电荷产生的电场B ．F 是检验电荷所受到的力，q 是产生电场的电荷的电荷量C ．场强的方向与F 的方向相同D ．由该定义式可知，场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比答案 D解析定义式E ＝Fq对任何电场都适用，所以A 错；公式中F 指检验电荷在这一点所受的电场力大小，q 是指检验电荷的电荷量，所以B 错；场强方向与正电荷在该点所受F 的方向相同，与负电荷所受F 的方向相反，所以C 错；由定义式可得，F 与E 成正比，所以D 对．2．A 为已知电场中的一固定点，在A 点放一电荷量为q 的电荷，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 点场强的大小、方向与q 的大小、正负、有无均无关答案 D解析场强E 是由电场本身的性质决定，与检验电荷所受电场力F 和检验电荷带电荷量q 均无关，与这一点有无电荷也无关，所以A 、B 、C 均错，D 正确． 3．关于电场线的说法，正确的是( ) A ．电场线的方向，就是电荷受力的方向B ．正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动C ．电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大D ．静电场的电场线不可能是闭合的答案CD解析正电荷的受力方向沿着电场线的切线方向，负电荷的受力方向沿着电场线切线的反方向，并且电场线不一定和电荷运动轨迹重合，所以A、B错；电场线的疏密程度表示场强大小，同一电荷所受电场力与场强成正比，所以C对；静电场的电场线从正电荷或无穷远出发，到无穷远或负电荷结束，且不闭合，所以D对．4. 如图6所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用E A、E B表示A、B两处的场强，则( )图6A．A、B两处的场强方向相同B．因为A、B在一条电场线上，且电场线是直线，所以E A＝E BC．电场线从A指向B，所以E A＞E BD．不知A、B附近电场线的分布情况，E A、E B的大小不能确定答案AD解析电场线的切线方向指场强方向，所以A对；电场线的疏密程度表示场强大小，只有一条电场线的情况下不能判断场强大小，所以B、C错误，D正确.。

高中物理第1章静电场第3节电场强度教案新人教版选修3-1(new)

指明了点电荷场强大小的决定因素
适用范围
一切电场
真空中点电荷的电场
Q或q意义
q
Q
表示引入电场的检验(或试探）电荷的电荷量
表示产生电场的点电荷的电荷量
关系理解
E用F与q的比值来表示，但E的大小与F、q大小无关
E不仅用Q、r来表示，且E∝Q,E∝
【典型例题】电场强度E的定义式为，下面说法中正确的是（）
A.该定义只适用于点电荷产生的电场
电荷所受合力与电场线平行时，电荷的运动轨迹才与电场线平行或重叠．
2．电场线的应用
（1）按照电场线画法的规定，场强大处电场线密，场强小处电场线疏，根据电场线的疏密可以比较场强的大小。
（2）根据电场线的定义,电场线每点的切线方向就是该点电场强度的方向。
3．几种常见电场的电场线
点电荷的电场线分布
等量同种电荷的电场线
4．电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的比较
【特别提醒】
带电粒子运动轨迹与电场线重合必备的条件：
（1)电场线是直线；
(2)带电粒子只受电场力作用，或受其他力，但方向沿电场线所在的直线；
(3）带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直线.
【典型例题】关于同一电场的电场线,下列表述正确的是( ）
A．电场线是客观存在的
【教学过程】
★重难点一、对电场及电场强度的理解★
一、电场
1．电场．
在电荷的周围空间存在着电场．电场是在电荷周围存在的一种特殊物质,它的性质是传递电荷间的相互作用．其中静止电荷产生的电场叫静电场．
2．对电场的三点理解．
(1）电场是一种特殊物质，并非由分子、原子组成,但客观存在．
(2)电荷间的相互作用是通过电场发生的，可由下图表示．