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1、新课标高中物理选修31第一章第一章 电场电场教学目标教学目标1.知识与技能知识与技能知道电荷间相互作用是通过电场发生的知道电荷间相互作用是通过电场发生的.理解电场强度、匀强电场的概念理解电场强度、匀强电场的概念,理解理解电场强度是矢量电场强度是矢量,掌握电场强度的定义式掌握电场强度的定义式和单位和单位.1.3电场强度电场强度(2(2课时课时课时课时)知道什么是电场线知道什么是电场线,理解用电场线可以理解用电场线可以形象地表示电场的方向和强弱形象地表示电场的方向和强弱.了解一个点电荷、两个等量点电荷、带了解一个点电荷、两个等量点电荷、带电平行板间的电场线的分布。电平行板间的电场线的分布。3.情感
2、、态度与价值观情感、态度与价值观类比的方法在现实生活中有广泛的应用类比的方法在现实生活中有广泛的应用.2.过程与方法过程与方法体会研究电场性质的方法体会研究电场性质的方法,这一思想方这一思想方法在以后学习磁场时也有重要应用法在以后学习磁场时也有重要应用.了解用电场线表示电场的方法了解用电场线表示电场的方法.探究各种电场线的分布探究各种电场线的分布,认识物质世界认识物质世界的多样性的多样性.理解电场的物质性理解电场的物质性,加深对于世界的物加深对于世界的物质性的认识质性的认识.两电荷不直接接触，两电荷不直接接触，它们之间的相互作用它们之间的相互作用是怎样产生的是怎样产生的?问题问题1 法拉第法拉
3、第提出电荷周围存在提出电荷周围存在电场电场，电场，电场的基本性质是：它对放入的电荷产生力的基本性质是：它对放入的电荷产生力的作用，这种力叫的作用，这种力叫电场力电场力。磁体与磁体间的相互作用是通过磁体与磁体间的相互作用是通过 发生的发生的磁场磁场问题问题1 1 两电荷间的相互作用怎样产生的两电荷间的相互作用怎样产生的?一一.电场：电场：2 2、基本性质、基本性质电场的物质性电场的物质性 对放入其中的电荷有力的作用，这种对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫力叫电场力电场力。1 1、定义：、定义：存在于带电体周围的特殊存在于带电体周围的特殊物质物质。3 3、电荷间的相互作用力通过电场发生、电荷间的
4、相互作用力通过电场发生.电荷电荷A A电场电场电荷电荷B B试探电荷（检验电荷）试探电荷（检验电荷）q q：用来检验电场的电量很小（不影响用来检验电场的电量很小（不影响原电场）；体积很小（可以当作质点）原电场）；体积很小（可以当作质点）的电荷。的电荷。场源电荷场源电荷QQ：产生电场的电荷产生电场的电荷 用什么可以检验空间存在看不见用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场？又摸不着的电场？结论结论:F/qF/q能能反反映映电电场场中中某某点点电电场场的的力力的性质的性质电场的强弱电场的强弱。2.2.电场中电场中不同不同的点，同一电荷所受力也的点，同一电荷所受力也不同，比值不同，比值F/qF/q
5、一般是一般是不同不同的。的。1.1.电场中的电场中的同同一点，不同电荷所受力不同，一点，不同电荷所受力不同，比值比值F/qF/q是是一定一定的的。问题问题2二二.电场强度电场强度1.1.定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F F跟跟它的电荷量它的电荷量q q的的比值比值，叫做该点的电场强度，简，叫做该点的电场强度，简称场强。称场强。5.5.物理意义：物理意义：场强反映电场的力的性质，由电场本身决定，场强反映电场的力的性质，由电场本身决定，与放入的试探电荷无关与放入的试探电荷无关。3.3.单位：牛单位：牛/库库(N/C)(N/C)4.4.方向：电场强度是方
6、向：电场强度是矢量矢量，规定其方向与，规定其方向与正电正电荷荷在该点的受力方向相同。在该点的受力方向相同。2.2.定义式：定义式：练习：练习：在电场中在电场中A A处放点电荷处放点电荷+q+q，其受电场力为，其受电场力为F F，方向向左，则，方向向左，则A A处场强大小处场强大小 ，方，方向为向为 ；若将；若将A A处放点电荷为处放点电荷为2q2q，则，则该处电场强度大小为该处电场强度大小为 ，方向为，方向为 。向左向左向左向左三、真空中点电荷的场强三、真空中点电荷的场强 由库仑定律和场强的定义式推导由库仑定律和场强的定义式推导1 1、大小、大小2.2.场强方向：场强方向：正正点电荷电场方向点
7、电荷电场方向背离背离电荷电荷 负负点电荷电场方向点电荷电场方向指向指向电荷电荷适用范围适用范围电荷的意义电荷的意义定义式，适定义式，适用于一切电用于一切电场场仅对点电荷仅对点电荷的电场适用的电场适用q q是检验电是检验电荷，荷，E E与与q q无关无关QQ是场源电是场源电荷，荷，E E与与QQ成正比成正比和和的区别的区别：1 1、电场强度是矢量，合成应遵循、电场强度是矢量，合成应遵循平行四边形法则平行四边形法则 E+E-E合合四、电场强度的叠加四、电场强度的叠加PQ1Q2QrPrQP2 2、一个半径为、一个半径为R R的的均匀均匀带电球体（或带电球体（或球壳）在外部产生的电场球壳）在外部产生的
8、电场与一个位于与一个位于球心的、电球心的、电荷量相等的荷量相等的点电荷产生点电荷产生的电场相同的电场相同 五、电场力正电荷的电场力方向与场强方向相同正电荷的电场力方向与场强方向相同 F FqEqE负电荷的电场力方向与场强方向相反负电荷的电场力方向与场强方向相反六、电场线六、电场线 1.1.概念概念:电场线是用来形象地描述电场强弱与电场线是用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇曲线方向特性的一簇曲线.(.(电场线是假想的，实际电场线是假想的，实际电场中并不存在电场中并不存在.).)2.2.电场线的特征电场线的特征静电场的电场线静电场的电场线起于正电荷止于负电荷起于正电荷止于负电荷，孤，孤立的正电
9、荷（或负电荷）的电场线止于（或起立的正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于）无穷远处点于）无穷远处点.(.(单向的单向的,非闭合的非闭合的)电场线电场线不不会会相交相交，也不会相切，也不会相切.电场线电场线疏密疏密反映电场反映电场强弱强弱,电场线电场线密密的地方的地方场强场强大大，电场线，电场线疏疏的地方场强的地方场强小小.电场线上每一点的电场线上每一点的切线方向切线方向，都和该点的，都和该点的场场强方向强方向一致一致.欠图特点：特点：a a、离点电荷越近、离点电荷越近,电场线越密电场线越密,场强越大场强越大.b b、以点电荷为球心作个球面、以点电荷为球心作个球面,电场线处处与电场线处处与球面
10、垂直球面垂直,在此球面上场强大小处处相等，方在此球面上场强大小处处相等，方向不同向不同.3.3.几种常见电场中电场线的分布及特点几种常见电场中电场线的分布及特点正、负点电荷的电场中电场线的分布正、负点电荷的电场中电场线的分布特点：特点：a a、沿点电荷的连线、沿点电荷的连线,场强先变小后变大场强先变小后变大.b b、两点电荷连线中垂面（中垂线）上、两点电荷连线中垂面（中垂线）上,场强方场强方向均相同向均相同,且总与中垂面（中垂线）垂直且总与中垂面（中垂线）垂直.等量异种点电荷形成的电场中的电场线等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布分布c c、在中垂面（中垂线）上、在中垂面（中垂线）上,与两点
11、电荷连线的中与两点电荷连线的中点点0 0等距离各点场强相等等距离各点场强相等.等量同种点电荷形成的电场中电场中电场等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况线分布情况特点：特点：a a、两点电荷连线中点、两点电荷连线中点OO处场强为处场强为0.0.b b、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀 疏，但场强并不为疏，但场强并不为0.0.c c、两点电荷连线的中点到无限远电场线先、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏变密后变疏.匀强电场匀强电场特点：特点：a a、匀强电场是大小和方向都相同的电场，故、匀强电场是大小和方向都相同的电场，故匀强电场的电场线是
12、匀强电场的电场线是平行等距平行等距的直线的直线.b b、电场线的疏密反映场强大小，电场方向与、电场线的疏密反映场强大小，电场方向与电场线平行电场线平行.例例1 1：如图，是静电场的一部分电场线的分布，：如图，是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是：（下列说法正确的是：（）A A、这个电场只能是负电荷的电场、这个电场只能是负电荷的电场B B、点电荷、点电荷q q在在A A、B B两处受到的电场力两处受到的电场力F FB BFFA AC C、点电荷、点电荷q q在在A A、B B两处的加速度大小，两处的加速度大小，a aA AaaB B （不计重力）（不计重力）D D、负电荷在、负电荷在B
13、 B点处受到的电场力方向沿点处受到的电场力方向沿B B点切点切 线方向线方向ABB1 1、电场中有一点、电场中有一点P P，下列哪些说法正确的是（，下列哪些说法正确的是（）A A 若放在若放在P P点的试探电荷的电量减半，则点的试探电荷的电量减半，则P P点点的场强减半。的场强减半。B B 若若P P点没有试探电荷，则点没有试探电荷，则P P点的场强为零。点的场强为零。C PC P点的场强越大，则同一电荷在点的场强越大，则同一电荷在P P点受到的点受到的电场力越大。电场力越大。D PD P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向C课堂训练课堂训练2 2、真空
14、中有一电场，在电场中的、真空中有一电场，在电场中的P P点放一电量点放一电量为为 410 410-9-9C C的试探电荷，它受到的电场力的试探电荷，它受到的电场力2 2 1010-5-5NN，则，则P P点的场强度点的场强度 N/CN/C；把试探；把试探电荷的电量减少为电荷的电量减少为2 102 10-9-9C C，则检验电荷所受，则检验电荷所受的电场力为的电场力为 NN。如果把这个试探电荷取如果把这个试探电荷取走，则走，则P P点的电场强度为点的电场强度为 N/CN/C。5103110-55103课堂训练课堂训练3 3、关于电场强度，下列说法正确的是（关于电场强度，下列说法正确的是（）A A
15、 E E=F/qF/q，若，若q q减半，则该处的场强变为原减半，则该处的场强变为原来的来的2 2倍倍 B BE E=kQ/kQ/r r2 2中，中，E E与与QQ成正比，而与成正比，而与r r平方成平方成反比反比 C C在以一个点电荷为球心，在以一个点电荷为球心，r r为半径的球面为半径的球面上，各点的场强均相同上，各点的场强均相同 D D电场中某点的场强方向就是该点所放电电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向荷受到的电场力的方向课堂训练课堂训练B4 4、在真空中有两个点电荷、在真空中有两个点电荷q q1 1和和q q2 2，分别位于，分别位于A A和和B B，相距，相距20
16、 cm20 cm，q q1 1为为410410-8-8 C C，q q2 2为为810810-8-8 C C。则在。则在ABAB连线上连线上A A点的外侧离点的外侧离A A 点点20 cm20 cm处的处的D D点场强大小、方向如何点场强大小、方向如何?课堂训练课堂训练D点场强点场强E合合=E1+E2=4.5103(N/C),方向由方向由A指向指向D。解：如图，取向左为正方向，q1在D点的场强E1方向向左,取E1=9103(N/C)q2在D点的场强E2方向向右,取E1=-4.5103(N/C)BAD例例2 2：如图为一条电场线，下列说法正确的是：如图为一条电场线，下列说法正确的是：（）A A、
17、E EA A一定大于一定大于E EB BB B、因电场线是直线，所以是匀强电场，故、因电场线是直线，所以是匀强电场，故 E EA A=E=EB BC C、A A点电场方向一定由点电场方向一定由A A指向指向B BD D、ABAB两点的场强方向不能确定两点的场强方向不能确定ABC例例3 3：正检验电荷：正检验电荷q q在电场中在电场中P P点处开始向点处开始向QQ点作减速运动，且运动的加速度值越来点作减速运动，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越小（重力不计），则可以确定它所处的电场可能是：（电场可能是：（）ABCDPQPQPQPQCabABa例例4 4：如图：如图a a所
18、示，所示，A A、B B是一个点电荷产生的电场是一个点电荷产生的电场的电场线，如图的电场线，如图b b则是方向在电场线上，则是方向在电场线上，a a、b b两两处的检验电荷的电荷量大小与所受电场力大小之处的检验电荷的电荷量大小与所受电场力大小之间的函数图线，则：（间的函数图线，则：（）A A、点电荷是正电荷，位置在、点电荷是正电荷，位置在B B侧侧B B、点电荷是正电荷，位置在、点电荷是正电荷，位置在A A侧侧C C、点电荷是负电荷，位置在、点电荷是负电荷，位置在A A侧侧D D、点电荷是负电荷，位置在、点电荷是负电荷，位置在B B侧侧qFbB图a图bP14/3 有同学说,电场线就是带电粒子在电场中运动的轨迹.这一说法对吗?为什么?结论结论:电场线与带电粒子在电场中的运动轨电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系迹之间没有必然联系.答:不对.因为电场线是为了形象描述电场而引入的一组曲线.只有下述条件同时成立电场线是电场线是直线直线;带电粒子初速为带电粒子初速为零零或速度与电场线或速度与电场线共线共线;带电粒子带电粒子仅受仅受电场力作用电场力作用,带电粒子才沿电场线运动.