高中物理 电场强度教学案 新人教版选修3-1

☆ ☆☆“四学”教学模式之物理科教学设计☆☆☆
电场强度
课尾导学
【学习目标】
1、了解静电场，初步了解场是物质存在的形式之一
2、理解电场强度，会用电场强度描述电场
3、会用电场线描述电场
4、加深比值定义的理解
学习方法指导：
a ）体会局部探究的思路
课前自学
【基础知识自学】
一、电场
电荷的周围存在一种看不见的物质，称为由它产生的 。

如图
1所示，电荷A 与电荷B 的作用过程为：电荷A 的周围存在电场，电荷A
是通过自身产生的电场对电荷B 产生作用，相对应的，电荷B 也是通过周
围产生的电场对电荷A 施加力的作用。

电场和磁场已被证明是一种
，并且是互相联系的，统
称为 。

电磁场在空间传播的速度与光速 。

电荷产生的电场称为静电场。

二、电场强度
1. 定义
电场明显的特征之一是对场中的其他电荷具有 ，研究电场的
性质从 入手。

用来 电场是否存在及其 的电荷称为试
探电荷，试探电荷的 和 必须充分小，对于所研究的电
场不产生明显的影响。

能够激发或者产生所研究的电场的电荷称为 ，或 。

如图2所示，我们要研究电荷Q 周围的电场，研究方法就是在电荷的
周围取一点A ，在A 点放入一个小电荷q ，通过q 的受力情况来判断A 点
图1
的电场。

在这里Q 为 电荷，
q 为 电荷。

试探电荷在电场中某个位置所受的 与
试探电荷的 的比值定义为电场强度。

2.定义式: .
3.单位： 或 。

4.矢量性 电场强度的方向规定为 电荷在该点所受的 的
方向相同，负电荷在电场中某点所受的静电力的方向与该点的电场强度的
方向 。

三、点电荷的电场
1.点电荷电场强度公式： 。

2.点电荷电场强度方向 当Q 为正电荷时，E 的方向 。

当Q 为负电荷时，E 的方向 。

三、 电场强度的运算 电场中某点的电场强度为各点电荷单独在该点
产生的电场强度的 ，也就是运算遵从 。

四、电场线
1.电场线可以 了解和描述电场中各点电场强度的大小和方向，是
画在电场中的一条条 的曲线，曲线上每点的 表示改
点的电场强度方向。

2.电场线的特点：①电场线从 或 出发，终止于 或 。

②电场线在电场中 ，这是因为在电场中任意一点的电场
强度不可能有 。

③在同一幅图中，电场度较大的地方电场线 ，电场度较
小的地方电场线 ，因此可以用电场线的 表示电场
强度的相对大小。

练习：一个电场区域中有如图3所示的电场
线，画出在a 、b 两处的场强方向，比较a 、b 两
处的场强大小E a ____E b (填＞、=、＜符号)，若Q
为场源电荷，则Q 为 电荷（填正或负）
2. 特殊电场的电场线
对照教材请画出下列电场线
图2
3.电场线形状的模拟 把 悬浮在 里，加上电场，微屑就按照 的方向排列起来，显示出 的分布情况。

需要明确，电场线不是实际存在的 ，而是为了形象的描述电场而 的线。

五、匀强电场
如果电场中各点电场强度的 相等， 相同，这个电场叫匀强电场。

匀强电场的电场线形状是 。

带有 的一对平行金属板，如果两板相距 ，他们之间的电场，除 外，可以看作匀强电场。

【基本规律自学】
场强的叠加规律和电场线的特点
【自学质疑感悟】
把不理解的知识点写在下面
课上助学
【自学学情反馈】
小组合作检查学案完成情况。

【能力提升助学】
一、电场强度比值定义
1.如图2所示，研究电荷Q 周围的电场。

2.研究方法就是在电荷的周围取一点A ，
在A 点放入一个小电荷q ，通过q 的受力
情况来判断A 点的电场。

3.事实：①A 点固定不动，当q 的电荷量变成2q 、3q 、4q 时，电荷所受的力依次为F 、2 F 、3 F 、4 F ，说明试探电荷在电场中某点受到的力F 与试探电荷的电荷量q 成正比。

F=Eq ，E 为比例常数，E=F/q ，这个常数与试探电荷无关。

②再选择其它的点，发现比例常数E 会发生变化，说明比例常数E 反映了电场在这点的性质
4.结论：我们把试探电荷在电场中某点受到的力F 与试探电荷的电荷量q 的比值定义为电场强度。

5.
补充解释：电场强度是电场本身的性质，它的大小与电场本身有关，与
图2
2r Qq
k F =q F E =r
kQ E =试探电荷的电量和放不放试探电荷无关。

6.练习 在点电荷Q 右方距离10 cm 处的A 点处放q ＝5⨯10－9 C 时，受到
电场力为F ＝10－3 N ，方向向左，求：（1）该点的电场强度及Q 的电量，
（2）若换放q ＝－5⨯10－9 C 时，F 和E 又如何？（3）若拿去q ，则E 、F
又如何？（4）原来 q 电荷在Q 处产生的电场强度多大？
二、点电荷的电场强度
1.大小 求：如图3点电荷Q 周围A 点的电场强度
方法：在A 点放置一个试探电荷q ，
由库仑定律，q 的受力为 由电场强度定义式
在A 点的电场强度大小为
2.方向 原理：同种电荷排斥，异种电荷吸引。

电场强度的方向规定为与正电荷的受力方向相同，与负电荷的受力方向相反
结论：正电荷的电场： 。

负电荷的电场： 。

二、电场强度叠加
1.原理：矢量和（平行四边形定则）
2.应用
如图4所示真空中有两个电荷Q 1=4×10-8C 和Q 2=-1×10-8C ，分别
固定在x 坐标轴的x=0和x=6cm 的位置上。

⑴x 坐标轴上那个位置的电场强度为零？
⑵x 坐标轴上哪些地方的电场强度方向 是沿x 正方向的？
图 3
图4
如图5所示，有一水平方向的匀强电场，场强大小
为9×103N/C ，在电场内一水平面上作半径10cm 的
圆，圆周上取A 、B 两点， AO 连线沿E 方向，BO ⊥AO ，
另在圆心O 处放一电量为10-8C 的正点电荷。

求①A 处场强大小E A
②B 处场强E B 的大小与方向
【能力强化助学】
小组成员陈述自己学习过程中的疑惑，小组之间讨论解决办法。

课后补学
【能力拓展补学】
1.如图6所示一个质量m =30克，带电量为
－1.7×10-8库的半径极小的小球，用丝线悬挂
在某匀强电场中（电场线与水平面平行），当小
球静止时，测得悬线与竖直线夹角为30°，由此
可知该匀强电场场强方向为 ，电场强度的大小E = 牛/库，若将小球的带电量减半后再
利用上述方法，测量出的场强大小和原来场强比 。

（填不变，增大或减小）（g 取10m/s 2）
2.真空中两个带电量分别为Q 和4Q 的正点电荷,位于相距为30cm 的
A 、
B 两点,将另一个正电荷q 置于AB 连线上的
C 点,q 受的合力恰好为零,C 点距A 点 cm 处.若将电荷q 取走,C 点场强为 N C .
3.如图所示的各电场中，A 、B 两点电场强度相等的是（ ）
图 5
图6
4.真空中，边长为L 的等边三角形的三个 顶点分别固定着电荷量均为+Q 的点电行，如 图7所示，试确定其中心O 和底边中点D 两点 的场强。

【能力建构补学】
教师指导建构
请根据本节课所学内容列出本节课的结构提纲。

学生自主建构
谈谈学习心得
图7。