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物理3 电场 电场强度学案
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这是一份物理3 电场 电场强度学案，文件包含93电场电场强度-参考答案docx、93电场电场强度docx等2份学案配套教学资源，其中学案共14页， 欢迎下载使用。
9.3 电场 电场强度
【学习目标】
1. 通过类比与实验模拟的方法建立电场概念，知道电荷间的相互作用是通过电场实现的，知道场是物质 存在的形式之一。
2. 通过电场强度概念的建立过程，进一步体会用物理量之比定义新物理量的方法。理解电场强度的定义式、 单位和方向。
3. 知道点电荷形成的电场的电场强度的表达式。会计算多个点电荷形成的电场的电场强度。
1. 会用电场线描述电场。了解几种典型场的电场线，体会用虚拟的图线描述抽象物理概念的思想方法。
【开启新探索】电荷之间没有直接接触，为什么会有相互作用力？
我们已经知道，同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。各位同学有没有考虑这样的一个问题：电荷之间没有直接接触，为什么会有相互作用的引力、斥力？
【质疑提升1】电场
1. 阅读课本，关于电荷的周围，英国科学家法拉第提出怎样的观点？
2. 试结合电场的观点，解释为什么A、B没有直接接触，而存在相互作用力？
3. 电场是看不见、摸不着的，你认为电场客观存在吗？
4. 人们却可以根据它所表现出来的性质来认识它、研究它。这里，电场表现出怎样的“性质”？
【质疑提升2】电场强度
1. 我们研究电场，就要通过电场对电荷的静电力入手。为研究方便，这里我们首先引入两个电荷：激发电场的带电体所带的电荷叫场源电荷（或称源电荷）。放入小电量的点电荷研究场源电荷的电场，这个点电荷称试探电荷（检验电荷）。电源电荷Q放在A位置，Q周围存在电场，引入一试探电荷q分别放在B、C。结合q在两位置受到的静电力，思考： 对试探电荷有怎样的要求？场源电荷在B、C两位置产生的电场相同吗？
2. 你认为场源电荷在B、C两位置产生的电场，强弱相同吗？如果不同，哪个位置更强？为什么？
3. 接着再思考，场源电荷在某处的电场强弱，是否直接用在该位置的检验电荷所受静电力表示？为什么？
4. 那么如何表示场源电荷在某处产生电场的强弱呢？能否验证你的想法？
5. 关于电场强度你需要有的认识？
（1） 定义：在电场中的不同位置，试探电荷所受的 与它的 之比，叫做电场强度（符号 ）。
（2） 定义式： ，比值定义法，电场强度E与F、q （选填无关、有关）。
（3） 单位： 。（4）标矢量： 。
（5）物理意义： 。（6）决定因素： 。
【质疑提升3】点电荷的电场 电场强度的叠加
1. 如图，点电荷A电荷量为Q，引入试探电荷电荷量为q，距场源电荷A的距离为r，则点电荷在试探电荷处产生的电场强度大小、方向？
2. 由（1）可知，点电荷产生的电场强度大小、方向有怎样的规律？
3. 如图所示，等量同种点电荷、等量异种点电荷，电荷量均为Q，两电荷之间的距离为r，求：在两电荷连线的中垂线上、距点电荷均为r的C点电场强度？
4. 一个电荷量为Q均匀的带电球体（球壳）的外部产生的电场，距球心r处的电场强度如何求解、大小又是多少？
【质疑提升4】电场线
1. 法拉第提出用电场线形象描述电场中各点的电场强度的大小、方向。试说明，如何用电场线形象的描述电场强度的大小和方向？
电场线是画在电场中的一条条有 的曲线，曲线上每点的 方向表示该点的电场强度方向，在同一幅图中，电场强度的较大的地方电场线较 ，电场强度小的地方电场线较 ，因此在同一幅图中可以用电场线的 来比较各点电场强度的大小。
2. 某一区域的电场线分布如图所示。 A、B、C是电场中的三个点。（1）电场强度最强的是 点，电场强度最弱的是 点。 （2）画出各点电场强度的方向。 （3）把负的点电荷分别放在这三个点，画出它所受静电力的方向。
3. 请结合电场线的意义说明以下几种电场的电场线的特点。
正点电荷
负点电荷
等量异种电荷
等量同种电荷
匀强电场
4. 电场线客观存在？带电粒子在电场中运动时，轨道沿电场线？没有画电场线的地方，电场强度为零？
【学以致用】
1. 下列说法中不正确的是（ ）
A．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场
B．电场实际是不存在的，是人们假想出的
C．电荷间的相互作用是通过电场而产生的
D．电场最基本的性质是对处在电场里的电荷有力的作用
2. （1）电场中某处放一个电量为q检验电荷，电荷的受到的电场力F，则该处的电场强度大小为 。（2）若该处不放电荷，该处的电场强度大小为 。若该处放2q的检验电荷，该处电场强度大小为 。
（3）若该处放－q的检验电荷，该处的电场强度大小为 、方向 变化（发生、不发生）。
（4）某处的电场强度与引入的电荷电量、电性 ，电场强度是由 决定的。
3．在真空中有两个点电荷位于A和B，其电荷量分别为－2q和q 。AB=AD=r，求：D点的场强大小和方向.
【素养提升专练】
1．关于电场强度E的说法正确的是（ ）
A．以点电荷为球心的球面上，各处电场强度E相同
B．根据E=F/q可知，电场中某点的电场强度与电场力F成正比，与电量q成反比
C．E是矢量，电场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向
D. 电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同
2. 关于电场，下列叙述正确的是( )
A. 公式E=F/q和E=kQ/r2对于任何静电场都是适用的
B. 正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强度大
C. 在电场中某点放入检验电荷q，该点的场强为E＝F/q，取走q后，没有检验电荷，该点场强为0
D. 某电荷在电场中某点所受电场力大，但该点电场强度可能小
3. 在电场中某一点，当放入正电荷时受到的电场力向右，当放入负电荷时受到电场力向左，下列说法正确的是（ ）
A．只有在该点放入电荷时，该点才有场强
B．当放入正电荷时，该点的场强向右，当放入负电荷时，该点的场强向左
C．该点的场强方向一定向右
D．若放入一电量加倍的电荷，则该处的电场强度也增加一倍
4. 如图，在正点电荷Q形成的电场中，在某点M放入一电荷量为q的正点电荷P，P受到的库仑力为F，下列表述正确的是( )
A．P、Q之间相互吸引
B．若将P移走，则M点的电场强度为零
C．若将P移近Q，则P所受库仑力减小
D．若将P的电荷量增大为2q，则P所受库仑力增大为2F
5. 关于电场强度，以下认识正确的是（ ）
A. 若在电场中的P点不放试探电荷，则P点的电场强度为0；
B. 点电荷的电场强度公式E＝k表明，在r减半的位置上，电场强度变的大小为原来的4倍
C. 电场强度公式E＝表明，电场强度的大小与试探电荷的电荷量q成反比，若q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍；
D. 匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在其中受力都相同。
E
A
B
6．如图所示，一电场中的某条电场线，在电场线上有A、B两点，则（ ）
A．A点场强一定大于B点场强 B. A点场强一定小于B点场强
C．A点场强一定等于B点场强 D. A点场强可能小于B点场强
7．两点电荷形成电场的电场线分布如图所示，A、B是电场线上的两点，下列判断正确的是（ ）
A．A、B两点的电场强度大小不等，方向相同
B．A、B两点的电场强度大小相等，方向不同
C．左边电荷带负电，右边电荷带正电
D．两电荷所带电荷量相等
8．如图所示，A、B为两等量异种电荷，A带正电，B带负电，在A、B连线上有a、b、c三点，其中b为连线的中点，ab=bc，则下列说法中不正确的是（ ）
A．a点与c点的电场强度相同
B．a、b、c三点中，b点的电场强度最大
C．A、B连线的中垂线上，电场强度方向相同
D．点电荷q沿A、B连线的中垂线移动，电场力不做功
9. 场是物理学中的重要概念，除了电场和磁场，还有重力场。地球附近的物体就处在地球产生的重力场中。仿照电场强度的定义，你认为应该怎样定义重力场强度的大小和方向？
10. 把试探电荷q放到电场中的A点，测得它所受的静电力为F；再把它放到B点，测得它所受的静电力为nF。A点和B点的电场强度之比EA：EB是多少？再把另一个电荷量为nq的试探电荷放到另一点C，测得它所受的静电力也是F。A点和C点的电场强度之比EA：EC是多少？
11. 用一条绝缘轻绳悬挂一个带正电小球，小球质量为1.0×10-3 kg，所带电荷量为2.0×10-8 C。现加水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向夹角为30°。 求匀强电场的电场强度。
12. 如图，真空中有两个点电荷，Q1为4.0×10-8 C 、Q2为－1.0×10-8 C，分别固定在x轴的坐标为0和6 cm的位置上。
（1）x轴上哪个位置的电场强度为0 ？
（2）x轴上哪些位置的电场强度的方向是沿x轴的正方向的？
9.3 电场 电场强度
【学习目标】
1. 通过类比与实验模拟的方法建立电场概念，知道电荷间的相互作用是通过电场实现的，知道场是物质 存在的形式之一。
2. 通过电场强度概念的建立过程，进一步体会用物理量之比定义新物理量的方法。理解电场强度的定义式、 单位和方向。
3. 知道点电荷形成的电场的电场强度的表达式。会计算多个点电荷形成的电场的电场强度。
1. 会用电场线描述电场。了解几种典型场的电场线，体会用虚拟的图线描述抽象物理概念的思想方法。
【开启新探索】电荷之间没有直接接触，为什么会有相互作用力？
我们已经知道，同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。各位同学有没有考虑这样的一个问题：电荷之间没有直接接触，为什么会有相互作用的引力、斥力？
【质疑提升1】电场
1. 阅读课本，关于电荷的周围，英国科学家法拉第提出怎样的观点？
2. 试结合电场的观点，解释为什么A、B没有直接接触，而存在相互作用力？
3. 电场是看不见、摸不着的，你认为电场客观存在吗？
4. 人们却可以根据它所表现出来的性质来认识它、研究它。这里，电场表现出怎样的“性质”？
【质疑提升2】电场强度
1. 我们研究电场，就要通过电场对电荷的静电力入手。为研究方便，这里我们首先引入两个电荷：激发电场的带电体所带的电荷叫场源电荷（或称源电荷）。放入小电量的点电荷研究场源电荷的电场，这个点电荷称试探电荷（检验电荷）。电源电荷Q放在A位置，Q周围存在电场，引入一试探电荷q分别放在B、C。结合q在两位置受到的静电力，思考： 对试探电荷有怎样的要求？场源电荷在B、C两位置产生的电场相同吗？
2. 你认为场源电荷在B、C两位置产生的电场，强弱相同吗？如果不同，哪个位置更强？为什么？
3. 接着再思考，场源电荷在某处的电场强弱，是否直接用在该位置的检验电荷所受静电力表示？为什么？
4. 那么如何表示场源电荷在某处产生电场的强弱呢？能否验证你的想法？
5. 关于电场强度你需要有的认识？
（1） 定义：在电场中的不同位置，试探电荷所受的 与它的 之比，叫做电场强度（符号 ）。
（2） 定义式： ，比值定义法，电场强度E与F、q （选填无关、有关）。
（3） 单位： 。（4）标矢量： 。
（5）物理意义： 。（6）决定因素： 。
【质疑提升3】点电荷的电场 电场强度的叠加
1. 如图，点电荷A电荷量为Q，引入试探电荷电荷量为q，距场源电荷A的距离为r，则点电荷在试探电荷处产生的电场强度大小、方向？
2. 由（1）可知，点电荷产生的电场强度大小、方向有怎样的规律？
3. 如图所示，等量同种点电荷、等量异种点电荷，电荷量均为Q，两电荷之间的距离为r，求：在两电荷连线的中垂线上、距点电荷均为r的C点电场强度？
4. 一个电荷量为Q均匀的带电球体（球壳）的外部产生的电场，距球心r处的电场强度如何求解、大小又是多少？
【质疑提升4】电场线
1. 法拉第提出用电场线形象描述电场中各点的电场强度的大小、方向。试说明，如何用电场线形象的描述电场强度的大小和方向？
电场线是画在电场中的一条条有 的曲线，曲线上每点的 方向表示该点的电场强度方向，在同一幅图中，电场强度的较大的地方电场线较 ，电场强度小的地方电场线较 ，因此在同一幅图中可以用电场线的 来比较各点电场强度的大小。
2. 某一区域的电场线分布如图所示。 A、B、C是电场中的三个点。（1）电场强度最强的是 点，电场强度最弱的是 点。 （2）画出各点电场强度的方向。 （3）把负的点电荷分别放在这三个点，画出它所受静电力的方向。
3. 请结合电场线的意义说明以下几种电场的电场线的特点。
正点电荷
负点电荷
等量异种电荷
等量同种电荷
匀强电场
4. 电场线客观存在？带电粒子在电场中运动时，轨道沿电场线？没有画电场线的地方，电场强度为零？
【学以致用】
1. 下列说法中不正确的是（ ）
A．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场
B．电场实际是不存在的，是人们假想出的
C．电荷间的相互作用是通过电场而产生的
D．电场最基本的性质是对处在电场里的电荷有力的作用
2. （1）电场中某处放一个电量为q检验电荷，电荷的受到的电场力F，则该处的电场强度大小为 。（2）若该处不放电荷，该处的电场强度大小为 。若该处放2q的检验电荷，该处电场强度大小为 。
（3）若该处放－q的检验电荷，该处的电场强度大小为 、方向 变化（发生、不发生）。
（4）某处的电场强度与引入的电荷电量、电性 ，电场强度是由 决定的。
3．在真空中有两个点电荷位于A和B，其电荷量分别为－2q和q 。AB=AD=r，求：D点的场强大小和方向.
【素养提升专练】
1．关于电场强度E的说法正确的是（ ）
A．以点电荷为球心的球面上，各处电场强度E相同
B．根据E=F/q可知，电场中某点的电场强度与电场力F成正比，与电量q成反比
C．E是矢量，电场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向
D. 电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同
2. 关于电场，下列叙述正确的是( )
A. 公式E=F/q和E=kQ/r2对于任何静电场都是适用的
B. 正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强度大
C. 在电场中某点放入检验电荷q，该点的场强为E＝F/q，取走q后，没有检验电荷，该点场强为0
D. 某电荷在电场中某点所受电场力大，但该点电场强度可能小
3. 在电场中某一点，当放入正电荷时受到的电场力向右，当放入负电荷时受到电场力向左，下列说法正确的是（ ）
A．只有在该点放入电荷时，该点才有场强
B．当放入正电荷时，该点的场强向右，当放入负电荷时，该点的场强向左
C．该点的场强方向一定向右
D．若放入一电量加倍的电荷，则该处的电场强度也增加一倍
4. 如图，在正点电荷Q形成的电场中，在某点M放入一电荷量为q的正点电荷P，P受到的库仑力为F，下列表述正确的是( )
A．P、Q之间相互吸引
B．若将P移走，则M点的电场强度为零
C．若将P移近Q，则P所受库仑力减小
D．若将P的电荷量增大为2q，则P所受库仑力增大为2F
5. 关于电场强度，以下认识正确的是（ ）
A. 若在电场中的P点不放试探电荷，则P点的电场强度为0；
B. 点电荷的电场强度公式E＝k表明，在r减半的位置上，电场强度变的大小为原来的4倍
C. 电场强度公式E＝表明，电场强度的大小与试探电荷的电荷量q成反比，若q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍；
D. 匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在其中受力都相同。
E
A
B
6．如图所示，一电场中的某条电场线，在电场线上有A、B两点，则（ ）
A．A点场强一定大于B点场强 B. A点场强一定小于B点场强
C．A点场强一定等于B点场强 D. A点场强可能小于B点场强
7．两点电荷形成电场的电场线分布如图所示，A、B是电场线上的两点，下列判断正确的是（ ）
A．A、B两点的电场强度大小不等，方向相同
B．A、B两点的电场强度大小相等，方向不同
C．左边电荷带负电，右边电荷带正电
D．两电荷所带电荷量相等
8．如图所示，A、B为两等量异种电荷，A带正电，B带负电，在A、B连线上有a、b、c三点，其中b为连线的中点，ab=bc，则下列说法中不正确的是（ ）
A．a点与c点的电场强度相同
B．a、b、c三点中，b点的电场强度最大
C．A、B连线的中垂线上，电场强度方向相同
D．点电荷q沿A、B连线的中垂线移动，电场力不做功
9. 场是物理学中的重要概念，除了电场和磁场，还有重力场。地球附近的物体就处在地球产生的重力场中。仿照电场强度的定义，你认为应该怎样定义重力场强度的大小和方向？
10. 把试探电荷q放到电场中的A点，测得它所受的静电力为F；再把它放到B点，测得它所受的静电力为nF。A点和B点的电场强度之比EA：EB是多少？再把另一个电荷量为nq的试探电荷放到另一点C，测得它所受的静电力也是F。A点和C点的电场强度之比EA：EC是多少？
11. 用一条绝缘轻绳悬挂一个带正电小球，小球质量为1.0×10-3 kg，所带电荷量为2.0×10-8 C。现加水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向夹角为30°。 求匀强电场的电场强度。
12. 如图，真空中有两个点电荷，Q1为4.0×10-8 C 、Q2为－1.0×10-8 C，分别固定在x轴的坐标为0和6 cm的位置上。
（1）x轴上哪个位置的电场强度为0 ？
（2）x轴上哪些位置的电场强度的方向是沿x轴的正方向的？
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