《静电场 电场强度和电场线》 导学案

《静电场电场强度和电场线》导学案
一、学习目标
1、理解电场强度的概念，知道电场强度是矢量，掌握电场强度的
定义式和点电荷场强公式。

2、理解电场线的概念，知道电场线的特点，会用电场线描述电场。

二、学习重难点
1、重点
（1）电场强度的概念及其物理意义。

（2）电场强度的定义式及其适用条件。

（3）电场线的特点及常见电场的电场线分布。

2、难点
（1）电场强度的矢量性。

（2）对电场线的理解和应用。

三、知识梳理
（一）电场
1、电场的概念：电荷周围存在的一种特殊物质，它传递电荷之间
的相互作用。

2、电场的基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。

（二）电场强度
1、定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力 F 跟它的电荷量 q 的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。

2、定义式：＼（E ＝＼frac{F}｛q}＼）
3、单位：牛/库（N/C）
4、物理意义：描述电场的强弱和方向。

5、方向：规定正电荷在电场中某点所受静电力的方向为该点的电场强度方向。

（三）点电荷的电场强度
1、公式：＼（E ＝ k\frac{Q}｛r^2}＼）（其中＼（k\）为静电力常量，＼（Q\）为场源电荷的电荷量，＼（r\）为该点到场源电荷的距离）
2、方向：若＼（Q\）为正电荷，电场强度方向沿＼（Q\）与该点的连线向外；若＼（Q\）为负电荷，电场强度方向沿＼（Q\）与该点的连线向内。

（四）电场强度的叠加
电场中某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。

（五）电场线
1、定义：为了形象地描述电场而引入的假想曲线。

2、特点
（1）电场线从正电荷或无限远出发，终止于负电荷或无限远。

（2）电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向。

（3）电场线的疏密表示电场的强弱。

（4）电场线在空间不相交、不相切。

（六）常见电场的电场线分布
1、正点电荷的电场线：呈发散状。

2、负点电荷的电场线：呈会聚状。

3、等量同种电荷的电场线：
（1）两点电荷连线中点处电场强度为零，向两侧电场强度逐渐增大。

（2）两点电荷连线的中垂线上，从中点到无限远，电场强度先增大后减小。

4、等量异种电荷的电场线：
（1）两点电荷连线上，电场强度由正电荷指向负电荷，且靠近电荷处电场强度较大。

（2）两点电荷连线的中垂线上，电场强度方向与中垂线垂直，且
从中点向两侧电场强度逐渐减小。

四、例题精析
例 1：在电场中某点放入电荷量为＼（q\）的试探电荷，测得该点
的电场强度为＼（E\）。

若在该点放入电荷量为＼（2q\）的试探电荷，此时该点的电场强度为（）
A ＼（E\）
B ＼（2E\）
C ＼（E/2\）
D ＼（0\）
解析：电场强度是描述电场本身性质的物理量，与试探电荷的电荷
量无关。

所以该点的电场强度仍为＼（E\），答案选 A。

例 2：真空中有一个电荷量为＼（Q\）的点电荷，距离该点电荷为＼（r\）的＼（A\）点的电场强度大小为（）
A ＼（k\frac{Q}｛r}＼）
B ＼（k\frac{Q}｛r^2}＼）
C ＼
（k\frac{r}｛Q}＼） D ＼（k\frac{r^2}｛Q}＼）
解析：根据点电荷的电场强度公式＼（E ＝ k\frac{Q}｛r^2}＼），
答案选 B。

例 3：如图所示，在等量异种电荷形成的电场中，有 A、B、C 三点，A 为两点电荷连线的中点，B 为连线上距 A 点距离为＼（d\）的一点，C 为连线中垂线距 A 点距离也为＼（d\）的一点。

则下列说法正确的
是（）
A ＼（A\）点电场强度为零
B ＼（B\）点电场强度小于＼（C\）点电场强度
C ＼（B\）点电场强度方向向右
D ＼（C\）点电场强度方向向左
解析：等量异种电荷连线的中点电场强度不为零，A 错误；根据电
场线的疏密可知，＼（B\）点电场强度大于＼（C\）点电场强度，B
错误；在等量异种电荷的电场中，正电荷的受力方向为电场强度的方向，所以＼（B\）点电场强度方向向右，＼（C\）点电场强度方向水
平向右，C 正确，D 错误。

答案选 C。

五、巩固练习
1、关于电场强度，下列说法正确的是（）
A 电场中某点的电场强度，与试探电荷的电荷量成反比
B 电场中某点的电场强度方向，就是试探电荷在该点的受力方向
C 根据＼（E ＝ F/q\），可知电场强度＼（E\）与＼（F\）成正比，与＼（q\）成反比
D 电场强度是矢量，既有大小，又有方向
2、真空中有一电荷量为＼（Q\）的点电荷，在距离它为＼（3r\）处的电场强度大小为（）
A ＼（k\frac{Q}｛9r^2}＼）
B ＼（k\frac{Q}｛r^2}＼）
C ＼
（k\frac{3Q}｛r^2}＼） D ＼（k\frac{Q}｛3r^2}＼）
3、如图所示，带正电的点电荷固定于＼（Q\）点，电子在库仑力作用下，沿顺时针方向做以＼（Q\）点为焦点的椭圆运动。

＼（O\）为椭圆的中心，＼（M\）、＼（P\）、＼（N\）为椭圆上的三点，则下列说法正确的是（）
A 电子在＼（M\）点的速率大于在＼（N\）点的速率
B 电子在＼（M\）点的电势能大于在＼（N\）点的电势能
C 电子在＼（M\）点受到的库仑力大于在＼（N\）点受到的库仑力
D 椭圆上＼（N\）点的电场强度最大
六、拓展提高
1、如图所示，在一个水平向右的匀强电场中，有一质量为＼
（m\）、带电荷量为＼（＋q\）的小球，从＼（A\）点以初速度＼（v_0\）竖直向上抛出，到达最高点＼（B\）时的速度大小为＼
（v_0/2\）。

不计空气阻力，求小球从＼（A\）点运动到＼（B\）点的过程中，电场力所做的功。

2、如图所示，在真空中有两个点电荷＼（Q_1 ＝＋30×10^｛－8} C\）和＼（Q_2 ＝－30×10^｛－8} C\），它们相距＼（01 m\）。

求在两点电荷连线的中点＼（O\）处的电场强度。

七、学习反思
通过本节课的学习，你对静电场、电场强度和电场线的理解有哪些收获和困惑？在解决相关问题时，你有哪些心得和体会？。