高中物理人教版 (2019)必修 第三册第九章 静电场及其应用3 电场 电场强度教学设计

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电场强度（1）

一、精准讲解：

1、电场和电场强度

2、电场强度的几个公式

（1）是电场强度的定义式，适用于             的静电场。

（2）是点电荷在真空中形成的电场中某点场强的计算式，只适用于     在真空中形成的电场。

（3）是匀强电场中场强的计算式，只适用于              ，其中，d必须是沿            的距离。

3、电场的叠加

电场需按矢量的运算法则，即按平行四边形定则进行运算。

例1、有关电场强度的理解，下述正确的是（D  ）

A、由可知，电场强度E跟放入的电荷q所受的电场力成正比。

B、当电场中存在试探电荷时，电荷周围才出现电场这种特殊的物质，才存在电场强度

C、由E=KQ/r2可知，在离点电荷很近，r接近于零，电场强度达无穷大

D、电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关。

例2、一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为Q的正电荷，另一电荷量为q的带正电的点电荷放在球心O上，由于对称性，点电荷的受力为零，现在球壳上挖去半径为r的小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受力的大小为          （已知静电力常量为k），方向        

解析：与挖孔处这一小圆面上相对于圆心对称的一侧的电荷量，由于半径r＜＜R，可以把它看成点电荷，根据库仑定律它对中心+q作用力大小为：其方向由球心指向小孔中心。

4、大球内外的电场强度

一个半径为R均匀带电Q的球体，其内部一点的场强为：

而 ，联立得 ，即E与r成正比

一个半径为R均匀带电Q的球体，其外部一点的场强为：

即E与r2成反比

故球体内外场强对应的图象应如图所示。

二、重点、难点：

1．理解电场强度的定义及其矢量性、单位。

2．掌握电场强度的叠加，并进行有关的计算。

3．理解点电荷电场强度的决定式并能进行相关计算。

4．掌握等量异种及同种电荷连线和中垂线上电场强度的分布特点。

三、板书：

1. 电场、电场强度      2. 点电荷的电场及叠加  

四、精准练习：

《学习指导》第8页至第10页左侧内容，注意书写规范，知识记忆。

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电场强度（2）

二、精准讲解：

（1）电场线：在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的      方向都跟该点的     方向一致，这样的曲线就叫做电场线。电场线是人们为了描述     而人为地画出来的，电场中并非真正存在着这样一些曲线。它可以形象直观地反映电场的      和       。

（2）电场线的性质：电场线起始于       （或无穷远处）；终止于      （或无穷远处）。其上每一点的切线方向和该点的      方向一致。疏密程度反映了电场的      ，电场线密集的地方场强    ；电场线稀疏的地方场强   。在没有电荷的空间，电场线不能    ，两条电场线不能      。

（3）与电势的关系：在静电场中，电场线和等势面      且由电势较    的等势面指向电势较低的等势面。顺着电场线的方向电势越来      ，但顺着电场线的方向场强        越来越小。

（4）电场线和电荷在电场中的运动轨迹是    的，它们只有在一定的条件下才能重合。即：

①电场线是     。

②电荷的初速度为零或不为零，但速度方向和电场线      。

③电荷仅受电场力作用或受其他力的方向和电场线平行。

只有同时满足这三个条件，轨迹才和电场线重合。

【能力训练】1、如图所示为电场中的一根电场线，在该电场线上有a、b两点，用Ea、Eb分别表示两处场强的大小，则（AD  ）

A、a、b两点的场强方向相同

B、因为电场线由a指向b，所以Ea＞Eb

C、因为电场线是直线，所以Ea=Eb                 

D、因为不知道a、b附近的电场线分布情况，所以不能确定Ea、Eb的大小关系。

2、在x轴上有两个点电荷，一个带正电Q1，另一个带负电-Q2，且Q1=2Q2，用E1和E2分别表示两个点电荷所产生的场强大小，则在x轴上（ B  ）

A、E1=E2之点只有一个，该处的合场强为零

B、E1=E2之点共有两处，一处合场强为零，另一处合场强为2E2

C、E1=E2之点共有三处，其中两处合场强为零，另一处合场强为2E2

D、E1=E2之点共有三处，其中一处合场强为零，另两处合场强为2E2

3、已经证实，质子、中子都是由称为上夸克和下夸克的两种夸克组成的，上夸克带电为，下夸克带电为，e为电子所带电荷量的大小，如果质子是由三个夸克组成的，且各个夸克之间的距离为L，L=1.5×10-15m。试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力（   ）

解析：质子带电为+e，所以它是由2个上夸克和1个下夸克组成的。按题意，三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处，这时上夸克与上夸克之间的静电力应为代入数值得F1=46N，为斥力，上夸克与下夸克之间的静电力为 代入数值得F2=23N为引力。

4、两个质量都为m的小球可视为质量，用长度都是L的绝缘细线悬挂在同一点，使它们带上等量同种电荷，平衡时两悬线的夹角为2，求每个小球所带的电量。

答案：

5、一粒子质量为m，带电量为+q，以初速度V，跟水平方向成45°角斜向上进入匀强电场区域，粒子恰沿直线运动，求这匀强电场场强的最小值，并说明其方向。

答案： 方向与水平成135°角

6、用三根长均为L的细丝线固定两个质量为m、带电量分别为q和-q的小球，如图1-10所示，若加一个水平向左的匀强电场，使丝线都被拉紧且处于平衡状态，则所加电场E的大小应满足什么条件？

答案：

二、重点、难点：

1．理解匀强电场的概念。

2．掌握点电荷、等量异种及同种电荷的电场线。

3．理解等量异种及同种电荷连线和中垂线的电场分布并能进行相关计算。

4．能够进行力电综合受力分析和计算。

三、板书：

1. 电场线、匀强电场      2. 练习讲评  

四、精准练习：

《学习指导》第10页至第12页内容，注意书写规范，知识记忆。

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