探究电场的力的性质_1
电场力的性质
电场力的性质
一、电场强度 1．静电场
（1）电场是存在于电荷周围的一种物质，静电荷产生的电场叫静电场．
（2）电荷间的相互作用是通过电场实现的．电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用． 2．电场强度
（1）物理意义：表示电场的强弱和方向．
（2）定义：电场中某一点的电荷受到的电场力F 跟它的电荷量q 的比值叫做该点的电场强度． （3）定义式：E ＝F
q
．
（4）标矢性：电场强度是矢量，正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向，电场强度的叠加遵从平行四边形定则． 二、电场线 1．定义：
为了直观形象地描述电场中各点电场强度的大小及方向，在电场中画出一系列的曲线，使曲线上各点的切线方向表示该点的电场强度方向，曲线的疏密表示电场强度的大小． 2．特点：
（1）电场线从正电荷或无限远处出发，终止于负电荷或无限远处； （2）电场线在电场中不相交；
（3）在同一电场里，电场线越密的地方场强越大； （4）电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向； （5）沿电场线方向电势逐渐降低； （6）电场线和等势面在相交处互相垂直． 3．几种典型电场的电场线（如图所示）．
4．电场线与电荷运动的轨迹
（1）电荷运动的轨迹与电场线一般不重合．若电荷只受电场力的作用，在以下条件均满足的情况下两者重合： ①电场线是直线．
②电荷由静止释放或有初速度，且初速度方向与电场线方向平行． （2）由粒子运动轨迹判断粒子运动情况：
①粒子受力方向指向曲线的内侧，且与电场线相切． ②由电场线的疏密判断加速度大小．
③由电场力做功的正负判断粒子动能的变化． 基础测试
1.1电场力的性质
3-1 电场 A．电场、电场线都是客观存 在的物质，因此电场线不仅 在空间相交，也能相切 B．在电场中，凡是电场线通过的点场强不为零，不画电 场线的区域内的点场强为零 C．同一检验电荷在电场线密集的地方所受电场力大 D．电场线是人们假想的，用以形象表示电场的强弱和方 向，客观上并不存在 6．在电场中 P 点放一个电荷量为 4× 10 9C 的点电荷，它
________N/C. 把 该 点 的 点 电 荷 移 走 ， P 点 的 场 强 又 为 ______N/C. 7．如图所示，用绝缘细线拴一个 质量为 m 的小球，小球在竖直向下的场 强为 E 的匀强电场中的竖直平面内做匀 速圆周运动，则小球带________电荷， 所带电荷量为________． 8．质量为 m，带电荷量为－q 的尘埃，在地面附近处于 悬浮状态，不计空气浮力，求该处的电场强度 E 的大小和方 向． 2．如图所示，质量为 m，带正电的滑块，沿绝缘斜面匀 速下滑，当滑至竖 直向下的匀强电场区时，滑块的运动状态 为 A．继续匀速下滑 B．将加速下滑 C．减速下滑 D．上述三种情况都有可能发生 3．如图所示，A、B 为两个固定的等量的同种正电荷， 在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正电荷 C，现给 电荷 C 一个垂直于连线的初速度 v0，若不计电荷 C 所受的重 力，则关于电荷 C 运动 过程中的速度和加速度 情况， 下列说法正确的是 A．加速度始终增大 B．加速度先增大后减小 C．速度始终增大，最后趋于无穷大 D．速度始终增大，最后趋于某有限值 4．A、B 是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅 在电场力作用下以一定初速度从 A 点沿电场线运动到 B 点， 9．一粒子质量为 m，带电量为＋Q，以初速度 v 与水平 方向成 45° 角射向空间一匀强电场区域，粒子恰做直线运动， 求这个匀强电场的最小场强的大小，并说明方向． 其速度—时间图象如图所示．则这一电场可能是
电场力的性质教学设计
2.1 探究电场的力的性质
教学目标：
1.知识与技能：理解场、静电场、电场力、电场强度的概念，掌握电场强度的定义式和点电荷场强的计算公式，能正确理解和使用电场强度的单位，了解一些典型的电场强度值。
2.过程与方法：通过引入试探电荷研究电场，知道用理想模型进行研究的方法，体会用比值定义电场强度的方法。
3.情感态度与价值观：了解引入“场”概念的探索过程，感受科学家的钻研精神，通过建立电场强度概念和推导点电荷场强的过程，训练学生的抽象思维能力。
教学重点: 本节课的教学重点是建立电场强度的概念，知道电场强度的定义式q
F E =和点电荷的场强公式2
k r Q E =，并知道这两个公式的适用范围。 教学难点：
由于场是一种看不见摸不着的特殊形态的物质，如何引导学生用合适的方法来研究电场是教学的重点。在研究电场性质的过程中，如何引导学生认识用比值定义电场强度是教学的另一难点。
教学过程：
◆ 创设情境，引入新课
教师提供示波器实物，演示观察直流电和交流电的波形（或播放投影）。说明示波器在电子技术中有广泛的应用。同时简介示波管中的电子束受到力的作用而运动，打在荧光屏上形成图像。（不要求也不可能让学生在这里就明白示波器的工作原理，仅让学生有一个大概的了解）。
接着，引导学生汇报想要弄清的问题（即悬念）：例如，电子受到的是一种什么力？是库仑力吗？是由谁提供的呢？电荷间的相互作用是靠什么传递的呢？……由此引入新课，简介本章所要学习的内容。
第二章电场与示波器
2.1 探究电场的力的性质
一、电场
在学生阅读教材的基础上，由学生理清科学家探索“场”概念的简要历程：牛顿时代的人提出“超距作用的观点”。法拉第提出“近距作用的观点”并用“电场”一词；麦克斯韦建立电磁理论。从此“场”成为现代物理学中最重要的基本概念之一。
适用于新高考新教材广西专版2024届高考物理一轮总复习第8章静电场第1节电场力的性质课件
原来的2倍,则A、B间相互作用的库仑力大小是(
4
A. F
9
9
B. F
4
9
C. F
16
答案 A
解析 未接触前,根据库仑定律,得
9+(-)
同,q= 2 =4Q,距离变为
A 正确。
)
16
D. F
9
9 2
F=k 2 ,接触后两球所带电荷量相
2r 时,再由库仑定律,得
16 2
2
F'=k 4 2 =4k 2
(7)两个带电的金属小球,不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处
理。( √ )
1 2
(8)库仑定律表达式 F=k
2
,适用于任何电场。( × )
应用提升2.有两个完全相同的金属小球A、B(它们的大小可忽略不计),A
所带电荷量为9Q,B所带电荷量为―Q,当A、B在真空中相距为r时,两球之
间的相互作用的库仑力为F;现用绝缘工具使A、B球相互接触后距离变为
电荷量。( √ )
(12)在点电荷产生的电场中,以点电荷为球心的同一球面上各点的电场强
度都相同。( × )
(13)电场线的方向即为带电粒子的运动方向。( × )
应用提升3.如图所示,A、B、C、D是正方形的四个顶点,在A点和C点放有
电荷量都为q的正电荷,在B点放了某个未知电荷q'后,D点的电场强度恰好
第1讲 电场力的性质
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
四、电场线及特点
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方向。
2.电场线的特点 (1)电场线从 正电荷 或无限远出发,终止于无限远或 负电荷 。 (2)电场线在电场中不 相交 ,不相切。 (3)在同一电场里,电场线越密的地方场强越 大 。 (4)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向。 (5)沿电场线方向 电势降低 。 (6)电场线和等势面互相垂直。
该点所受的电场力成正比。 ( ✕ ) (4)电场中某点的电场强度方向即正电荷在该点所受的电场力的方向。( √ ) (5)在点电荷产生的电场中,以点电荷为球心的同一球面上各点的电场强度都相同。( ✕ ) (6)电场线的方向即带电粒子的运动方向。 ( ✕ )
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
2.把试探电荷放入电场中的不同点a、b、c、d,测得的试探电荷所受电场力F
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
第七章
第1讲 电场力的性质
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
必备知识 · 整合
一、电荷和电荷守恒定律
1.点电荷: 形状和大小 及电荷分布状况对研究问题的影响可忽略不计的带电 体称为点电荷。 2.电荷守恒定律:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体 转移 到另 一个物体,或者从物体的一部分 转移 到另一部分;在转移过程中,电荷的总量 保持 不变 。
2.1探究电场力的性质学案
2.1 探究电场力的性质编号：④
1、理解下列基本概念：电场强度、点电荷、检验电荷和场源电荷等
2、理解并熟练运用的规律：电荷守恒定律和库仑定律
重点：电场强度的概念及其定义。
难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算。
一、电场、电场强度
1．电场：带电体周围客观存在的一种物质．它是间相互作用的媒体，具有力和能的性质．
2．电场强度
(1)意义：描述电场和的物理量．
(2)定义：放入电场中某点的电荷所受的跟它的的比值．
(3)公式：E＝，单位：V/m或.
(4)方向：在该点的受力方向相同，是矢量．
(5)决定因素：电场强度决定于电场本身，与q无关．
遵循的规律是：
二、电场线
1、定义：为了形象地描述电场中各点场强的及，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，曲线的疏密表示电场的。
2、几种典型电场的电场线分布
(1)正点电荷的电场如图甲所示：电场线由出发，到终止
(2)负点电荷的电场如图乙所示：电场线由出发，到终止．
(3)等量同种和异种点电荷的电场
为最
先后逐渐
(4)匀强电场的电场线分布如图丙所示．特点：
．
(5)点电荷与带电金属板的电场线的分布如图丁所示．
【问题1】物质存在有两种形式：一种是实物，另一种是场。场看不见、摸不着，但却客观存在。你知道自然界存在哪些场吗？
【问题2】电场的基本性质是什么？怎样简单、快捷地判断空间中是否存在电场？
【问题3】要研究电场，必须在电场中放入电荷。无论放置什么样的带电体都可以吗？
【问题4】小组讨论：甲同学说：“由电场强度的定义q F E 可知，E 跟F 成正比，E 跟q
2.1探究电场的力的性质电场强度
+q
E
F
-Q
+q
•根据规定：负电荷在电场中某点受到的电场力的方向跟该 点的场强方向相反。
+Q
F E
-q
E F
-Q
-q
5.物理意义：
电场强度是反映电场强弱和方向的 物量。由电场本身的性质决定，与试探电荷 的正负、电荷量的大小及受到的电场力都无 关。
标一标：画出场强的方向
ED . D EC . C
. A EA
不同的电荷在电场中同一点所受的电 场力 不同,但电场中同一点的电场是一定的, 因此不 能用电场力的大小来表示电场的强弱
电荷q在距Q较 远的B点，受到 的电场力小.
电荷q在距Q较 近的A点，受到 的电场力大.
同一试探电荷q在电场中的不同点 受到的电场力的大小是否相同?
实验发现： 1.电场中的同一点，不同电荷所受力不同， 比值F/q是一定的。 2.电场中不同的点，同一电荷所受力也不同， 比值F/q一般是不同的。 结论 :F/q 能反映电场中某点电场力的性 质——电场的强弱。
B
B、无论检验电荷的q值如何变化，F与q的比值对电场 中同一点来讲是不变的 C、电场中某点的场强与放在该点的检验电荷所受的 电场力成正比
D、场强方向与检验电荷的极性有关
点电荷的电场
2、下列关于场强的说法正确的是：A
A、公式E=F/q不只适用于真空中的电场
高二物理选修教案：《探究电场的力的性质》
第2章电场与示波器
2.1 探究电场的力的性质
一、教材分析
电场、电场强度的概念是电学中最重要的概念之一，它的研究方法和定义方法也是物理学中比较常见的方法。本节内容表明电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是存在于电荷周围的一种特殊的物质，它最基本的特征是对放入其中的电荷具有力的作用。正是利用电场的这一特性，我们通过研究试探电荷的所受静电力特点，引入了描述电场强弱的物理量。
二、教学目标
（一）知识与技能
1．粗略了解物理学史上对电荷间相互作用力的认识过程。
2．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的形态。
3．理解电场强度的概念及其定义，会根据电场强度的定义进行有关的计算。知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的。
4．能根据库仑定律和电场强度的定义推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算。
5．知道场强的叠加原理，并能应用这一原理进行简单的计算。
（二）过程与方法
1．经历“探究描述电场强弱的物理量”的过程，获得探究活动的体验。
2．领略通过电荷在电场中所受静电力研究电场、理想模型法、比值法、类比法等物理学研究方法。
（三）情感态度与价值观
1．体验探究物理规律的艰辛与喜悦。
2．学习科学家严谨科学的态度。
三、教学重难点
（一）教学重点
1．探究描述电场强弱的物理量。
2．理解电场、电场强度的概念，并会根据电场强度的定义进行有关的计算。
（二）教学难点
探究描述电场强弱的物理量。
四、学情分析
本节内容对于学生来说是一陌生的内容，且比较抽象，学生学起来有一定的困难，教师应进行适当启发引导
电场的力的性质教案
第九单元 电场
（一）电场的力的性质
教学目标
1.知道两种电荷，元电荷及其带电量，理解摩擦起电、感应起电、接触带电的实质.
2.理解点电荷这一理想化模型，掌握库仑定律.
3.理解电场强度的定义式及其物理意义.
4.知道几种典型的电场线的分布，知道电场线的特点.
重点：对基本概念的理解
难点：带电质点在电场中的受力分析以及与牛顿定律相结合的综合问题
一、电场
1、电荷周围存在着电场，带电体间的相互作用是通过周围的
电场产生的，电场是客观存在的一种特殊物质形态。
2、电场的基本性质
①对放入其中的电荷有力的作用；
②能使放入电场中的导体产生静电感应现象。 二、电荷
1、元电荷：
c e 19106.1-⨯= 所有带电体所带的电荷量均为元电荷的整数倍
2、比荷：也叫荷质比m q 电子的荷质比c m e e
111076.1⨯= 3、起电方式
（1）摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，带上等量导种的电荷。
（2）接触起电：
分配规律：完全相同的带电金属小球相接触，带同种电荷时，平均分配总电荷量；带异种电荷时，先中和后
平均分配剩余电荷量。
（3）感应起电：导体接近（不接触）带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电体相异的电荷，而另一端带上与
带电体电荷相同的电荷。（近端和远端）
a ．使带电体C (如带正电)靠近相互接触的两导体A 、B (如图甲)．
b ．保持C 不动，用绝缘工具分开A 、B .
c ．移走C ，则A 带负电，B 带正电(如图乙)．
如果先移走C ，再分开A 、B ，那么原来A 、B
上感应出的异种电荷立即中和，不会使A 、B 带电．
高中物理练习：探究电场的力的性质
2.1 探究电场的力的性质
[学科素养与目标要求]
物理观念：1.知道电场是客观存在的一种特殊物质.2.掌握电场强度的概念、公式、矢量性及方向的规定.3.知道电场线,熟记几种常见电场的电场线.
科学思维：1.领悟比值定义法定义物理量的特点.2.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,并能进行有关的计算.3.在进行场强叠加等计算时培养综合分析能力和知识的迁移能力.
一、电场 电场强度
1.在空间中有一电场,把一带电荷量为q 的试探电荷放在电场中的A 点,该电荷受到的静电力为F.若把带电荷量为2q 的点电荷放在A 点,则它受到的静电力为多少？若把带电荷量为nq 的点电荷放在该点,它受到的静电力为多少？ 答案 2F nF
2.电荷在电场中某点受到的静电力F 与电荷所带电荷量q 有何关系？ 答案 F 与q 成正比,即F 与q 的比值为定值. [要点总结]
1.电场强度：电场中某点的电荷所受到的电场力F 跟它的电荷量q 的比值叫做电场在该点的电场强度,用公式E ＝F
q 表示;单位是牛/库,符号为N/C.
2.电场强度的物理意义：表示电场的强弱和方向.
3.电场强度的唯一性：决定于电场本身,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(填“有关”或“无关”).
4.电场强度的矢量性：电场强度的方向与在该点的正电荷所受电场力的方向相同,与负电荷所受电场力的方向相反.
[延伸思考] 电场强度是比值法定义的物理量.比值法定义的特点是什么？请结合密度ρ＝m V 、电阻R ＝U
I 的
公式加以说明.
答案 比值法定义的特点是被定义的物理量与作比值的两个量无关,只取决于物质、电阻本身的性质.
专题一：电场力的性质
专题一：电场力的性质
【知识清单】
一、电荷及电荷守恒
1．两种电荷：自然界中存在着两种电荷，即_____电荷和_____电荷．
2．电荷的几个概念
（1）元电荷：所有带电体的电荷量都是e＝__________的整数倍，电荷量e称为元电荷．（2）点电荷：当带电体本身的______和______对研究的问题的影响可不计时，可以把带电体视为点电荷，点电荷是一种理想化模型．
（3）检验电荷：带电荷量_______的点电荷称为检验电荷．
3．电荷守恒定律：
电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量________，这就是电荷守恒定律．二、库仑定律
定律的表述：真空中两个________间的相互作用力F的大小，跟它们所带的电荷量Q1、Q2的乘积成_______，跟它们之间的距离r的二次方成_______，作用力的方向在它们的_____上．这个定律叫库仑定律
公式F＝____________，其中静电力常量k=_____________。
适用范围：真空中的_________。
三、电场强度
电场强度是描述电场的力的性质的物理量．
1．定义：放入电场中某点的电荷所受的________跟它的_______的比值，叫做该点的电场强度．
定义式：E＝___________。
方向：电场强度E是矢量，规定___________在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度的方向．
2．点电荷周围的场强公式：E＝__________。
3．匀强电场的场强公式是：E_________，其中d是沿电场线方向上的距离．
探究电场力的性质
mv ( m M ) V 0
22
电场方向向上时有：
L1 2 1 2 ( mg qE ) mv ( M m ) V 0
mv ( m M ) V 0
2
L ( mg qE ) L ( mg qE ) 2
mg E 3q
8、如图所示，质量为m的小球A穿在绝缘细杆上，杆的倾角为α ，小球A带 正电，电荷量为q.在杆上B点处固定一个电荷量为Q的正电荷．将A由距B竖直 高度为H处无初速释放，小球A下滑过程中电荷量不变．不计A与细杆间的摩 擦，整个装置处在真空中．已知静电力常量k和重力加速度g.求： (1)A球刚释放时的加速度是多大？ (2)当A球的动能最大时，A球与B点的距离．
A
B
F Eq 斜率表示场强
对电场线的认识
例3：正试探电荷q在电场中P点处开始向Q点作减速运动，且运动的加速度值 越来越小（重力不计），则可以确定它所处的电场可能是：（ C ） P P Q Q
Q
P
Q
P
B A C 例4：如图为一条电场线，下列说法正确的是：（ C A、EA一定大于EB B、因电场线是直线，所以是匀强电场，故EA=EB C、A点电场方向一定由A指向B D、AB两点的场强方向不能确定 A
O
A
k Q r2
B
E1 E合c E E
Q r2
O
电场的力的性质
§1 电场的力的性质
一、库仑定律
真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟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。即：221r q kq F = 其中k 为静电力常量， k =9．0×10 9 N m 2/c 2 成立条件：①真空中（空气中也近似成立），②点电荷。
【例1】1.两个放在绝缘架上的相同金属球，相距r ，球的半径比r 小得多，带电量大小分别为q 和3q ，相互斥力为3F 。现将这两个金属球相接触，然后分开，仍放回原处，则它们之间的相互作用力将变为
A.F
B.4F /3
C.4F
D.以上三个答案之外的一个值
【例2】已知如图，带电小球A 、B 的电荷分别为Q A 、Q B ，OA=OB ，都用长L 的丝线悬挂在O 点。静止时A 、B 相距为d 。为使平衡时AB 间距离减为d /2，可采用以下哪些方法
A ．将小球A 、
B 的质量都增加到原来的2倍
B ．将小球B 的质量增加到原来的8倍
C ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半
D ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B 的质量增加到原来的2倍
【例3】 已知如图，在光滑绝缘水平面上有三个质量都是m 的相同小球，彼此间的距离都是l ，A 、B 电荷量都是+q 。给C 一个外力F ，使三个小球保持相对静止共同加速运动。求：C 球的带电性和电荷量；外力F 的大小。
二、电场的力的性质
电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用，电荷放入电场后就具有电势能。
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，叫做该点的电场强度，简称场强。q F E = 电场强度是矢量，规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。
《电场力的性质》课件
电场力的性质
总结词
电场力具有矢量性、独立性和相互性等性质。
详细描述
矢量性是指电场力既有大小又有方向，遵循矢量运算法则；独立性是指一个电荷在电场中受到的电场 力只与该点的电场强度和电荷量有关，与其他电荷无关；相互性是指电荷之间的相互作用是通过电场 传递的，一个电荷在电场中受到的电场力与另一个电荷在该点产生的电场有关。
详细描述：在等势面上，电场线的密度较小，说 明该处的电场强度较小，因此受到的电场力也较 小。反之，在电场线密度较大的地方，受到的电 场力较大。
04
电场力在生活中的应用
静电感应的应用
01
02
03
静电感应
当一个带电体靠近导体时 ，导体因静电感应而带电 的现象。
静电除尘
利用静电场使气体电离， 从而使尘粒带电并在电场 力的作用下运动而达到除 尘目的。
离子注入机
利用电场力加速离子，将它们注入 到固体材料中。
电子束焊接机
利用电场力控制电子束的聚焦和运 动，实现焊接。
05
实验：电场力的性质研究
实验目的
探究电场力产生的条 件和性质。
通过实验数据验证电 场力的性质。
理解电场力与电场强 度的关系。
实验原理
电场是由电荷产生的，电场力是 电荷在电场中受到的作用力。
电场的性质
总结词
电场具有物质性、有源性、矢量性、变化性等性质。