电场强度教案

以下是小编为大家收集的电场强度教案，本文共16篇，欢迎参阅，希望可以帮助到有需要的朋友。

一、教学目标

1. 了解电场的概念

2. 理解电场强度的概念

3. 掌握电场强度的计算方法

二、重点、难点分析

1. 重点是使学生理解电场强度的概念及掌握电场强度的计算方法。

2. 电场强度是描述电场性质的物理量之一，这是难点。初学者容易把电场强度跟电场力混同起来。

三、主要教学过程

1. 复习库仑定律

在真空中两点电荷的作用力跟它们的电量乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，这就是库仑定律。

2.新课引入

任何力的作用都离不开物质，脚踢球，脚对球的力直接作用在球上;狗拉雪橇，狗对雪橇的拉力是通过绳子作用的;地球对地表附近物质的作用力是通过重力场――物质;两电荷间相互作用时不直接接触，它们之间的相互作用也是通过别的物质作用的，这就是电场。

3.教学过程设计

(1)电场

a.电荷周围存在一种特殊物质

提问：既然场是物质，为什么我们看不到呢?

答：物质形式 实体(由分子组成);看的见，摸的着。

场(形式)：看不见，摸不着，不以人的感官意识为转移的客观存在。

例如可见光波长由7000 ~4000 ，但还有很多波长的光线我们看不到，但不等于它们不存在。不能以人灯感官为标准判一存在与否。场客观存在的证明是它有力、能的特性。例如重力场对有质量的物体有力的作用，用可对物体做功，说明其能量。电场对放入其 的电荷Q也有力的作用，可对Q做功，说明其有能量。

b.电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用，此力称电场力。

c.静电场：静止电荷的电场。

场有能和力的特性，我们先看电场中力的性质，它是本章的重要内容，先以点电荷为例。

如图1所示，在+Q电场中A点分别放入电荷q1、q2、q3则它们分别受电场力为：

A:F1= F2= ;F3=

看看上式，我们可发现场电荷Q对不同的检验电荷q有不同的电场力，但只要A点位置不变，F与q的比值就不变。

若换到B点，则

从上面分析看出：Q固定则电场的空间分布固定，对于场中某点固定， 值仅与Q、r有关，与检验电荷无关，它反映的是电场的性质，反映的是电场的强弱，称场强。

(2)电场强度

a.定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫该点的电场强度，简称场强。

b.定义式：

E=

F――电场力 国际单位：牛(N)

q――电量 国际单位：库(C)

E――电场强度 国际单位：牛/库(N/C)

c.物理意义：

电场中某点的电场强度数值上等于单位正电荷在那里所受的电场力。

d.电场强度是矢量，规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向。电场中同一点，+q、-q受力方向不同，场强只能有一个方向，规定以+q的受力方向为正。

例 在图2中标出A、B、C、D四点的电场强度的方向。

正点电荷电场中某点电场强度方向沿连线背离+Q，负点电荷电场中某点电场强度方向沿连线指向-Q。

e.单位：牛/库 N/C

E= 借助于点电荷场强推出，可适用于任意电场。

(3)一个点电荷电场的场强

a. 真空中：E= (与检验电荷q无关，仅与场电荷Q及r有关)

b. 方向：正电荷在该点受电场力方向(以后还会遇到各点场强大小，方向均相同的匀强电场)

(4)两个点电荷产生的电场的叠加原理

如图3所法，在正点电荷Q1与负点电荷Q2产生的电场中有一点A，求A点的电场强度EA，由电场强度定义可知，EA在数值上为+1C点电荷在A点所受的电场力。今在A点放

q=1+C，q将同时受到Q1和Q2的作用，每个作用力都能单独用库仑定律求出，就像另一个电荷不存在一样，而q受的合力为各分力的矢量和，又因为q是1C正电荷，所以它受的电场力在数值上等于场强，也就是说A点的合场强为Q1与Q2单独在A眯产生的场强的矢量和，这就是电场强度的叠加原理。

用电场强度的叠加原理可以求和任意多个点电荷产生的电场强度，任何一个带电体不管其电荷分布多么复杂，都可以视为由许多点电荷组成，因而可以用场强叠加原理求出它的场强。可以看出，真空中任意多个点电荷产生的电场强度，仅由场是荷、电场中的位置两个因素决定，而与检验电荷无关。

(5)比较：E= 和E=

a. E= 是场强的定义式，适用于任何电场。

b. E= 是点电荷电场中场强的计算式。

(6)电场强度小结

a. 电场中某点场强大小和方向，均与该点放不放检验电荷、放那种电荷、放多大检验电荷无关，是电场自身的性质，与外界因素无关。对确定的电场来说，在某点放单位正电荷时，它受电场力的大小和方向是确定的。

定义式：E= 数值上等于+1C的电荷受到的电场力，对所有电场都成产。

b.场强 方向：正电荷

单位：牛/库(N/C)

决定因素：场电荷、场中位置

叠加原理

(7)例题

例1.场电荷Q=2×10-4C，是正点电荷：检验电荷q=2×10-5，是负电荷，它们相距r=2m而静止且都在真空中，如图4所示。求：

(1) q受的电场力。

(2) q所在的B点的场强EB.

(3) 只将q换为 =4 ×10-5C的正点电荷，再求 受力及B点的场强。

(4) 将受力电荷拿去后再求B点场强。

解：(1)库仑定律：F= = =9N 方向在A与B的连线上，且指向A。

(2)由电场强度的定义：E= 所以E= =4.5×105N/C 方向由A指向B。

(3)由库仑定律： = =18N 方向由A指向B。

E= 方向由A指向B。

(4)因E与q无关，自然q=0也不会影响E的大小与方向，所以拿走q后场强不变。

例2 如图5(a)所示，点电荷q与9q静止于真空中，相距r，它们均为正电荷，求：

(1) 连线中点A的场强EA;

(2) 求场强为0的点位置。

解(1)在A点放 =1C，它受力情况如图5(c)所示，F为q对 的作用力，9F为9q对 的作用力，而合力为8F方向指向q，所以

EA=8

方向：向左指向q。

(2)先分析E=0的点可能的位置范围，因在该点放+1C时，它受力为零，所以q与9q的连线上，当+1C作用力一定等大反向，因而两力共线，由此可以断定E=0的点在q与9q的连线上，当+1C放于q以左及9q以右的连线上时，它受的两个力都同向，因而不可能抵消，所以E=0的点一定在两点电荷中间的连线上。

令E=0 的点O距q为x,如图(b)所示，+1C电荷在O点受力为零，所以有

答：(1)EA= 方向指向q。

(2)E=0的点在q与9q之间，距q为r/4.

四、说明

1. 对于电场强度概念的理解注意：

(1)定义电场强度 大小：E=

方向：与正电荷在该点受电场力方向相同

无论放正、负检验电荷，E的方向定义为+q受力方向，类似于电流方向定义为正电荷移动方向，无论是谁移动形成电流。

(2)电场强度为自身性质，与检验电荷无关。

2. 我们研究的电荷均处于真空中，如处于空气中可近似认为是在真空中。

化学教案－电场 电场强度

第二节电场电场强度

一、教学目标

1.     了解电场的概念

2.     理解电场强度的概念

3.     掌握电场强度的计算方法

二、重点、难点分析

1.     重点是使学生理解电场强度的概念及掌握电场强度的计算方法。

2.     电场强度是描述电场性质的物理量之一，这是难点。初学者容易把电场强度跟电场力混同起来。

三、主要教学过程（）

1.     复习库仑定律

在真空中两点电荷的作用力跟它们的电量乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，这就是库仑定律。

2.新课引入

任何力的作用都离不开物质，脚踢球，脚对球的力直接作用在球上；狗拉雪橇，狗对雪橇的拉力是通过绳子作用的；地球对地表附近物质的作用力是通过重力场――物质；两电荷间相互作用时不直接接触，它们之间的相互作用也是通过别的物质作用的，这就是电场。

3．教学过程（）设计

（1）电场

a．电荷周围存在一种特殊物质

提问：既然场是物质，为什么我们看不到呢？

答：物质形式    实体（由分子组成）；看的见，摸的着。

场（形式）：看不见，摸不着，不以人的感官意识为转移的客观存在。

例如可见光波长由7000

~4000，但还有很多波长的光线我们看不到，但不等于它们不存在。不能以人灯感官为标准判一存在与否。场客观存在的证明是它有力、能的特性。例如重力场对有质量的物体有力的作用，用可对物体做功，说明其能量。电场对放入其 的电荷Q也有力的作用，可对Q做功，说明其有能量。

b．电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用，此力称电场力。

c.静电场：静止电荷的.电场。

场有能和力的特性，我们先看电场中力的性质，它是本章的重要内容，先以点电荷为例。

如图1所示，在+Q电场中A点分别放入电荷q1、q2、q3则它们分别受电场力为：

A:F1=   F2=  ;F3=

看看上式，我们可发现场电荷Q对不同的检验电荷q有不同的电场力，但只要A点位置不变，F与q的比值就不变。

若换到B点，则

从上面分析看出：Q固定则电场的空间分布固定，对于场中某点固定，值仅与Q、r有关，与检验电荷无关，它反映的是电场的性质，反映的是电场的强弱，称场强。

（2）电场强度

a.定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫该点的电场强度，简称场强。

b.定义式：

E=

F――电场力  国际单位：牛（N）

q――电量   国际单位：库（C）

E――电场强度   国际单位：牛/库（N/C）

c.物理意义：

电场中某点的电场强度数值上等于单位正电荷在那里所受的电场力。

d．电场强度是矢量，规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向。电场中同一点，+q、-q受力方向不同，场强只能有一个方向，规定以+q的受力方向为正。

例  在图2中标出A、B、C、D四点的电场强度的方向。

正点电荷电场中某点电场强度方向沿连线背离+Q，负点电荷电场中某点电场强度方向沿连线指向-Q。

e.单位：牛/库   N/C

E=借助于点电荷场强推出，可适用于任意电场。

（3）一个点电荷电场的场强

a.      真空中：E=（与检验电荷q无关，仅与场电荷Q及r有关）

b.     方向：正电荷在该点受电场力方向（以后还会遇到各点场强大小，方向均相同的匀强电场）

（4）两个点电荷产生的电场的叠加原理

如图3所法，在正点电荷Q1与负点电荷Q2产生的电场中有一点A，求A点的电场强度EA，由电场强度定义可知，EA在数值上为+1C点电荷在A点所受的电场力。今在A点放

q=1+C，q将同时受到Q1和Q2的作用，每个作用力都能单独用库仑定律求出，就像另一个电荷不存在一样，而q受的合力为各分力的矢量和，又因为q是1C正电荷，所以它受的电场力在数值上等于场强，也就是说A点的合场强为Q1与Q2单独在A眯产生的场强的矢量和，这就是电场强度的叠加原理。

用电场强度的叠加原理可以求和任意多个点电荷产生的电场强度，任何一个带电体不管其电荷分布多么复杂，都可以视为由许多点电荷组成，因而可以用场强叠加原理求出它的场强。可以看出，真空中任意多个点电荷产生的电场强度，仅由场是荷、电场中的位置两个因素决定，而与检验电荷无关。

（5）比较：E=和E=

a.      E=是场强的定义式，适用于任何电场。

b.     E=是点电荷电场中场强的计算式。

（6）电场强度小结

a.       电场中某点场强大小和方向，均与该点放不放检验电荷、放那种电荷、放多大检验电荷无关，是电场自身的性质，与外界因素无关。对确定的电场来说，在某点放单位正电荷时，它受电场力的大小和方向是确定的。

        定义式：E=数值上等于+1C的电荷受到的电场力，对所有电场都成产。

b.场强     方向：正电荷

单位：牛/库（N/C）

决定因素：场电荷、场中位置

叠加原理

（7）例题

例1.场电荷Q=2×10-4C，是正点电荷：检验电荷q=2×10-5，是负电荷，它们相距r=2m而静止且都在真空中，如图4所示。求：

(1)  q受的电场力。

(2)  q所在的B点的场强EB.

(3)  只将q换为=4×10-5C的正点电荷，再求受力及B点的场强。

(4)  将受力电荷拿去后再求B点场强。

解：（1）库仑定律：F===9N 方向在A与B的连线上，且指向A。

（2）由电场强度的定义：E=所以E==4.5×105N/C   方向由A指向B。

（3）由库仑定律：==18N 方向由A指向B。

E=  方向由A指向B。

（4）因E与q无关，自然q=0也不会影响E的大小与方向，所以拿走q后场强不变。

例2            如图5（a）所示，点电荷q与9q静止于真空中，相距r，它们均为正电荷，求：

（1） 连线中点A的场强EA；

（2） 求场强为0的点位置。

解（1）在A点放=1C，它受力情况如图5（c）所示，F为q对的作用力，9F为9q对的作用力，而合力为8F方向指向q，所以

       EA=8

方向：向左指向q。

(2)先分析E=0的点可能的位置范围，因在该点放+1C时，它受力为零，所以q与9q的连线上，当+1C作用力一定等大反向，因而两力共线，由此可以断定E=0的点在q与9q的连线上，当+1C放于q以左及9q以右的连线上时，它受的两个力都同向，因而不可能抵消，所以E=0的点一定在两点电荷中间的连线上。

令E=0 的点O距q为x,如图（b）所示，+1C电荷在O点受力为零，所以有

高中物理教案电场强度

“电场强度”教学设计

【教材】人教版普通高中课程标准实验教科书物理选修3－1第一章第三节

【教学时间】一课时

【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。

【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。

【教学难点】

探究描述电场强弱的物理量。

【教学用具】多媒体课件

【设计思路】

以“电荷间相互作用如何发生”、“如何描述电场的强弱”两大问题为主线展开，具体操作思路是：

1．学生自学电场，培养学生阅读、汲取信息的能力。

2．通过实验模拟和定量分析的方法探究描述电场强弱的物理量。

3．通过练习巩固加深对电场强度概念的理解，探讨点电荷的电场及场强叠加原理。

【教学设计】

一、复习提问、新课导入（5分钟）

教师：上一节课我们学习了库仑定律，请同学们回忆一下：库仑定律的内容是什么？

学生回答：略

教师：我们不免会产生这样的疑问：

投影展示问题1：真空中？它们之间相隔一定的距离这种相互作用是如何产生的呢？难道能够不需介质超越空间？

投影展示“探究影响电荷间相互作用力的因素”图片（1．2－1）。

教师：这幅图大家不陌生，那么相同的小球在不同的位置所受作用力不一样，说明了什么？

学生回答：库仑力的大小与距离有关。

教师：其本质原因又是什么呢？（投影展示问题2）

教师：带着这两个疑问，本节课我们一齐来学习第三节电场强度。（板书课题）

二、新课教学（35分钟）

（一）电场

教师：请同学们带着以下问题自学“电场”内容。

（1）电荷间的相互作用是如何发生的？这一观点是谁提出来的？

（2）请用自己的语言描述一下什么是电场？

（3）电场有什么本领？

学生自学，师板书“一、电场”。

学生回答：（1）略；

教师：法拉第同学们曾记否？

学生（集体）回答：电磁感应现象。

教师：法拉第是英国物理学家、化学家，对事物的本质有着非常敏锐的洞察力，在电学上有着突出的贡献。依据法拉第的观点，我们如何描述电荷A、B之间的作用力。

师生共析。

（2）略；

教师启发引导：场是“物质”──它和分子、原子组成的实物一样具有能量、质量和动量，电视机、收音机信号的发射与接受就是电磁场在空间的传播；“特殊”──看不见、摸不着；“存在于电荷周围”并板书。

（电场是）存在于电荷周围的一种特殊的物质。

教师：场与实物是物质存在的两种不同形式。

（3）学生回答：对放入其中的电荷有静电力的作用。

（二）科学探究描述电场强弱的方法

教师：下面我们再来探讨第二个问题。

依次投影问题：①相同的小球在不同的位置所受作用力不一样，其本质原因是什么呢？（对照“探究影响电荷间相互作用力的因素”图片说明）

学生回答：电场强弱不同。

②那么如何来描述电场的强弱呢？

教师启发：像速度、密度等寻找一个物理量来表示。

③如何来研究电场？

（学生思考）

教师启发引导：电场的本领是对场中的其他电荷具有作用力，这也是电场的最明显、最基本的特征之一。因此在研究电场的性质时，我们可以从静电力入手。（板书研究方法）

教师：对于像电场这样，看不见，摸不到，但又客观存在的物质，可以根据它表现出来的`性质来研究它，这是物理学中常用的研究方法。

教师：还需要什么？

学生回答：电场及放入其中的电荷。

多媒体依次展示，教师简述：①“探究影响电荷间相互作用力的因素”中的试探电荷；②场源电荷。

师生共析对试探电荷的要求。

教师：下面请同学们仔细观察模拟实验的动画演示，并描述你看到的现象说明了什么。多媒体动画模拟：①不同位置偏角不同；②增加试探电荷带电量偏角均增加。

学生回答：不同位置受力不同；同一位置试探电荷带电量增加，受力增大，但不同位置受力大小关系不变。

教师：下面我们再通过表格定量地来看一看：

将表格填完整，并分析、比较表格中的数据有什么特点和规律，看你能否得出如何来描述电场的强弱。多媒体展示表格，学生回答后依次填入：①F1、F2、F3及F1＜F2＜F3；②2F1、3F1、4F1、nF1等。

表一：（P1位置）

试探电荷 q 2q 3q 4q nq

静电力 F1 2F1 3F1 4F1 nF1

表二：（P2位置）

试探电荷 q 2q 3q 4q nq

静电力 F2 2F2 3F2 4F2 nF2

表三：（P3位置）

试探电荷 q 2q 3q 4q nq

静电力 F3 2F3 3F3 4F3 nF3

（学生思考并交流讨论）

学生回答：

（1）不同的电荷，即使在电场中的同一点，所受静电力也不同，因而不能直接用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱；

（2）电场中同一点，比值F/q是恒定的，与试探电荷的电荷量无关；（同一张表格）

（3）在电场中不同位置比值F/q不同。（三张表格比较）

师生共同小结：比值由电荷q在电场中的位置决定，与电荷q的电荷量大小无关，它才是反映电场性质的物理量。

教师：在物理学中我们定义放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度。并板书。

（三）电场强度

1．定义：

教师：以前我们还学过哪些物理量是用比值法来定义的？

学生回答：略。

教师：从它的定义，电场强度的单位是什么？

学生回答：N/C

教师介绍另一种单位并板书。

2．单位：N/C或V/m，1N/C＝1V/m

教师结合板画：在电场中不同位置，同种电荷受力方向不同，说明场强是矢量还是标量？

学生（集体）回答：矢量

教师结合板画：电场中同一点放入正电荷和负电荷受力方向不同，如何确定场强的方向呢？

教师：在物理学中作出了这样的规定。（板书）

3．方向：电场中某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受静电力的方向相同。

教师：按照这个规定，如果放入电场中的是负电荷呢？

学生回答：与负电荷在电场中某点所受静电力的方向相反。

投影练习：

练习1（加深对场强的理解，探讨点电荷的场强大小与方向）

点电荷是最简单的场源电荷。设一个点电荷的电荷量为+Q，与之相距为r的A点放一试探电荷，所带电荷量为+q。

（1）试用所学的知识推导A点的场强的大小，并确定场强的方向；

（2）若所放试探电荷为-2q，结果如何？

（3）如果移走所放的试探电荷呢？

（请两位同学板演前两问后，共同完成第三问）

师生共同归纳总结：

1．点电荷电场的场强大小与方向。（多媒体动画演示方向的确定方法）

2．电场强度是描述电场（力的）性质的物理量，在静电场中，它不随时间改变。电场中某点的场强完全由电场本身决定，与是否放入电荷，放入电荷的电荷量、电性无关！

辨析 和 的关系，强调 的适用条件。

练习2（探讨场强的叠加，巩固对场强的理解及公式的灵活运用，加强计算能力培养）

如图所示，真空中有两个点电荷Q1＝+3．0×10-8C和Q2＝－3．0×10-8C，它们相距0．1m，A点与两个点电荷的距离r相等，r＝0．1m。求：

（1）电场中A点的场强；

（2）在A点放入电量q＝－1×10-6C，求它受的电场力。

教师：题中场源电荷不止一个，如何来确定电场中某点的场强？

学生：平行四边形定则

（请两位同学板演）

教师：根据场强的叠加原理对于一个比较大的不能看成点电荷的带电物体产生电场的场强如何确定？

学生思考后回答：无限等分成若干个点电荷。

教师：根据以上方法，同学们设想一下一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）外部产生电场的场强，如何求解？

学生思考后回答：等效成电荷量集中于球心的点电荷。

三、小结（多媒体依次投影，并简述）

通过本节课的学习，我们知道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──电场强度。电场强度是用比值法定义的，它是矢量，有方向。

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。

四、板书设计

一、电场

客观存在的一种特殊的物质形态

二、电场强度

1．定义：E＝F/q

2．单位：

3．方向：跟正电荷在该点所受静电力的方向相同

三、点电荷的电场

1．推导：

2．大小：

3．方向：

四、电场强度的叠加

五、布置作业

教材P16-171、2、7

思考题：

完成课本P173，比较电场强度E＝F/q与重力加速度g＝G/m有什么相同点和不同点

六、教学反思

探究描述电场强弱的物理量是本节课的重难点内容之一，应给学生充分的思考时间，并让学生相互交流讨论，教师还可进行适当启发引导。另外，探究时间很难控制，在内容处理上应做到详略得当，发挥学生的主动性，如对电场及练习题的处理，尽可能由学生完成。

电场强度的教案设计

一、电场：

(1)电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质电场发生的，电荷的周围都存在电场.

(2)基本性质：电场具有力和能的特征。

①引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用，且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样.

②电场能使引入其中的导体产生静电感应现象.

③当带电体在电场中移动时，电场力将对带电体做功，这表示电场具有能量.

二、电场强度(E)：

①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，简称场强.用E表示。

公式：E=F/q(适用于所有电场)

单位：N/C

②方向性：物理学中规定，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.

电场中某一点处的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放入该点电荷q无关，它决定于电场的源电荷及空间位置，电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷无关.

+Q   P    r

三、点电荷周围的电场、电场强度的叠加

(1)点电荷周围的电场

①大小：E=kQ/r2(只适用于真空中点电荷的电场)

②方向：如果是正电荷，E的方向就是沿着QP的连线并背离Q;如果是负电荷：E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q.

(2)电场强度的叠加原理：某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和.

可以证明：在一个半径为R的均匀球体(或球壳)在外部产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同，即：球外各点的电场强度为E=kQ/r2

四、电场线

(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的方向。

(2)电场线的基本性质

①电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向.

②电场线的疏密反映电场强度的大小(疏弱密强).

③静电场中电场线始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远，它不封闭，也不在无电荷处中断。

④任意两条电场线不会在无电荷处相交(包括相切)

各种点电荷电场线的分布情况。

五、匀强电场

(1)定义：电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场.

(2)匀强电场的电场线：是一组疏密程度相同(等间距)的平行直线.例如，两等大、正对且带等量异种电荷的平行金属板间的电场中，除边缘附近外，就是匀强电场.常见电场的电场线

高二物理《电势差与电场强度的关系》教案

【学习目标】

1、理解匀强电场中电势差与电场强度的定性、定量关系.

2、对于公式 要知道推导过程.

3、能够熟练应用 解决有关问题.

【学习重点】 理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。

【学习难点】 掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题

【知识梳理】 1.电场强度和电势差分别从 力 和 能 的角度描述了电场，它们分别与电荷在电场中受的电场力和电荷在电场中的能相联系。

我们已经知道电场力做功WAB=UABq，这个公式适用于一切电场。如果在匀强电场中移动电荷，电场力做功还可以用公式WAB=Fd=Eqd计算。比较上述两式得：UAB=Ed。此式只适用于匀强电场。

上式告诉我们：在匀强电场中，沿 电场线方向 的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。在国际单位制中，场强的单位是 N/C 或 V/m 。

2.由E=U/d可知，在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差。据此，场强的方向就是电场中电势降落最 快 的方向。

3.在非匀强电场中，E=U/d可以理解为E=U/d ，由此可见电场强度就是电势对空间位置的变化率。也就是说电势随空间位置变化越快的地方电场强度越大。这类似于重力场中，地势随位置变化越快的地方越陡峭。

【典型例题】

【例题1】 如图图1-6-3所示，在匀强电场中，同一条电场线上有A、B两点，它们之间的距离为6M，现测得UAB = 150V。

求：⑴电场强度E的大小和方向;

⑵电场中A、C两点相距14M，A、C两点的连线与电强方向成600角，则C、A两点的电势差UCA为多大?

解⑴E=U/d= 150/0.06 = 2.5103 (V/m)

UAB=150V0，则B ，沿电场线方向电势降低，故场强方向向右。

UCA = UCA (AA为等势面)

UAC = Ed= EACcos600 = 2.51030.14 = 1.75102 (V)

所以 UCA = -1.75102 (V)

【反思】

收获疑问

【课堂反馈】

1.下列说法正确的是

A.匀强电场中各处场强相等，电势也相等

B.等势体各点电势相等，场强也相等

C.沿电场线方向电势一定越来越低

D.电势降低的`方向就是电场线的方向

2.下列关于匀强电场中场强和电势差的关系，正确的说法是( )

A.在相同距离上的两点，电势差大的其场强也必定大

B.场强在数值上等于每单位距离上的电势降落

C.沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降落必定相等

D.电势降低的方向必定是电场强度的方向

3.下图中，A、B、C是匀强电场中的三个点，各点电势A=10 V、B=2 V、C=6 V，A、B、C三点在同一平面上，下列各图中电场强度的方向表示正确的是(

4.如图4所示，匀强电场场强E=100 V/m，A、B两点相距10 cm，A、B连线与电场线夹角为60，则UBA之值为()

A.-10 V B.10 V

C.-5 V D.-5 3 V

答案

1.答案 C

2. 答案 C

3. 答案 D

4. 答案 C

教学目标

知识目标

1、知道什么是电场；

2、理解电场强度的概念，掌握电场强度点的定义式、单位和电场强度方向的规定；

能力目标

能够认识电场的物质性，理解物理学上利用比值来定义物理量的方法；

情感目标

电场，虽然看不到、摸不到，但是它实际存在的，可以根据它表现出来的性质研究、认识．这是物理学中常用的研究方法，学习它同时帮助建立科学的方法论．

教学建议

重点难点分析

1、重点是使学生理解电场强度的概念及掌握电场强度的计算方法．

2、电场强度是描述电场性质的物理量之一，是本节难点．初学者要注意不要将电场强度和电场力混淆．

关于电场强度定义的教材分析

电场强度虽然由检验电荷所受到的电场力与电荷量的比值来定义的物理量，但与检验电荷无关，场强与检验电荷所受到的电场力不存在正比关系，与检验电荷的电荷量之间不存在反比关系．也就是说电场中某点的电场强度与放在该点的检验电荷大小、电荷的正负、以及该点是否存在检验电荷无关，电场强度与产生电场的源电荷有关，与这点在电场中的位置有关．

关于讲解电场概念的教法建议

在讲解电场概念时，要注意强调电场的物质性，也就是说电荷之间的相互作用是通过电场这一媒介完成的，由于电场是看不见、摸不到的，但是却客观存在，讲解时可以对比重力场进行讲解，也可以联系现代科技，例如卫星信号的传送是通过电磁场这一媒介完成的。

关于电场强度讲解的教法建议

电场强度是电学知识中最基本的概念之一．它是描述电场的力的属性的物理量，电场强度的学习是本章知识的难点内容．

电场强度是描述电场属性的重要物理量，是教学的重点，教材中以一个点电荷产生的电场来讲解讨论的，同一个检验电荷在电场中的不同位置受到的电场力的大小不同，而电场强度的表述是用检验电荷在电场不同位置所受到的电场力的大小与检验电荷的电荷量的比值来定义的．也说明电场中不同位置上电场对电荷的作用不同．在教学中可以说明：在电场中的同一点上，改变检验电荷的电量，检验电荷所受到的作用力的大小也成比例的变化，检验电荷所受到的电场力与电荷量的比值是一恒量由此引出电场强度的概念．

注意电场强度与电场力的区别与联系

电场  电场强度

一、教学目标

1、了解电场的概念．

2、理解电场强度的概念．

3、掌握电场强度的计算方法．

二、重点、难点分析

1、重点是使学生理解电场强度的概念及掌握电场强度的计算方法．

2、电场强度是描述电场性质的物理量之一，这是难点．初学者容易把电场强度跟电场力混同起来．

三、主要教学过程

1、复习库仑定律

在真空中两个点电荷的作用力跟它们的电量乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，这就是库仑定律．

2、新课引入

任何力的作用都离木开物质，脚踢球，脚对球的力直接作用在球上；狗拉雪橇，狗对雪橇的拉力是通过绳子作用的；地球对地表附近物质的作用力是通过重力场——物质，作用的；地球与月亮间有万有引力作用力也是因有万有引力场——物质；两电荷间相互作用时不直接接触，它们之间的相互作用也是通过别的物质作用的，这就是电场．

3、教学过程设计

（1）电场

a、电荷周围存在一种特殊物质

提问：既然场是物质，为什么我们看不到呢？

答：物质形式

例如可见光波长由 ，但还有很多波长的光线我们看不到，但不等于它们不存在．不能以人类感官为标准判定存在与否．场客观存在的证明是它有力、能的特性．例如重力场对有质量的物体有力的作用，且可对物体做功，说明其能量．电场对放入其中的电荷Q也有力的作用，可对Q做功，说明其有能量．

b、电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用，此力称电场力．

c、静电场：静止电荷的电场．

场有能和力的特性，我们先看电场中力的性质，它是本章的重要内容，先以点电荷为例．

如图1所示，在＋Q电场中A点分别放入电荷 、、则它们分别受电场力为：

看看上式，我们可发现场电荷Q对不同的检验电荷q有不同的电场力，但只要A点位置不变，F与q的比值就不变．

若换到B点，则

从上面分析看出：Q固定则电场的空间分布固定，对于场中某固定点， 值仅与Q、r有关，与检验电荷无关，它反映的是电场的性质，反映的是电场的强弱，称场强．

（2）电场强度

a、定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫该点的电场强度，简称场强．

b、定义式：

F——电场力国际单位：牛（N）

q——电量国际单位：库（C）

E——电场强度国际单位：牛／库（N／C）

c、物理意义；

电场中某点的电场强度数值上等于单位正电荷在那里所受的电场力．

d、电场强度是矢量，规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向．电场中同一点，＋q、－q受力方向不同，场强只能有一个方向，规定以＋q的受力方向为正．

例  在图2中标出A、B、C、D四点的电场强度的方向．

正点电荷电场中某点电场强度方向沿连线背离＋Q；负点电荷电场中某点电场强度方向

沿连线指向－Q．

e、单位：牛／库  N／C

借助于点电荷场强推出，可适用于任意电场．

（3）一个点电荷电场的场强

a、真空中： （与检验电荷q无关，仅与场电荷Q及r有关）

b、方向：正电荷在该点受电场力方向（以后还会遇到各点场强大小，方向均相同的匀强电场）

（4）两个点电荷产生的电场的叠加原理

如图3所示，在正点电荷 与负点电荷 产生的电场中有一点A，求A点的电场强度 ，由电场强度的定义可知， 在数值上为＋1C点电荷在A点所受的电场力．今在A点放 C，q将同时受到 和 的作用，每个作用力都能单独用库仑定律求出，就像另一个电荷不存在一样，而q受的合力为各分力的矢量和，又因q是1C正电荷，所以它受的电场力在数值上等于场强，也就是说A点的合场强为 与 单独在A点产生的场强的矢量和，这就是电场强度的叠加原理．

用电场强度的叠加原理可以求得任意多个点电荷产生的电场强度，任何一个带电体不管

其电荷分布多么复杂，都可以视为由许多点电荷组成，因而可以用场强叠加原理求出它的场

强．可以看出，真空中任意多个点电荷产生的电场强度，仅由场电荷、电场中的位置两个因

素决定，而与检验电荷无关．

（5）比较： 和

a、是场强的定义式，适用于任何电场．

b、是点电荷电场中场强的计算式．

（6）电场强度小结

a、电场中某点场强大小和方向，均与该点放不放检验电荷、放哪种电荷、放多大检验电荷无关，是电场自身的性质，与外界因素无关．对确定的电场来说，在某点放单位正电荷时，它受电场力的大小和方向是确定的．

b、场强

（7）例题

例1  场电荷 C，是正点电荷；检验电荷 C，是负电荷，它们相距 m而静止且都在真空中，如图4所示．求：

（1）q受的电场力．

（2）q所在的B点的场强 ．

（3）只将q换为 C的正点电荷，再求 受力及B点的场强．

（4）将受力电荷拿去后再求B点场强．

解  （1）库仑定律： N  方向在A与B的连线上，且指向A．

（2）由电场强度的定义：   所以  N／C  方向由A指向B．

（3）由库仑定律： N  方向由A指向B． N／C  方向由 A指向 B．

（4）因E与q无关，自然 也不会影响E的大小与方向，所以拿走q后场强不变．

例2  如图 5（a）所示，点电荷q与 9q静止于真空中，相距r，它们均为正电荷，求：

（1）连线中点A的场强；

（2）求场强为0的点位置．

解（l）在A点放 C，它受力情况如图5（c）所示，F为q对 的作用力，9F为

9q对 的作用力，而合力为8F方向指向q，所以

（2）先分析 的点可能的位置范围，因在该点放＋1C时，它受力为零，所以q与9q对＋1C作用力一定等大反向，因而两力共线，由此可以断定 的点在q与9q的连线上，当＋1C放于q以左及9q以右的连线上时，它受的两个力都同向，因而不可能抵消，所以 的点一定在两点电荷中间的连线上．

令 的点O距q为 ，如图（b）所示，＋1C电荷在O点受力为零，所以有

（无意义，舍去）

答：（1） 方向指向q．

（2） 的点在q与9q之间，距q为r／4．

四、说明

1、对于电场强度概念的理解注意：

（1）定义电场强度

无论放正、负检验电荷，E的方向定义为＋q受力方向，类似于电流方向定义为正电荷移动方向，无论是谁移动形成电流．

（2）电场强度为自身性质，与检验电荷无关．

2、我们研究的电荷均处于真空中，如处于空气中也可近似认为是在真空中．

一、教学目标 <?xml:namespace prefix =o ns =“urn:schemas-microsoft-com:office:office” />

1.     了解电场的概念

2.     理解的概念

3.     掌握的计算方法

二、重点、难点分析

1.     重点是使学生理解的概念及掌握的计算方法。

2.     是描述电场性质的物理量之一，这是难点。初学者容易把跟电场力混同起来。

三、主要教学过程 

1.     复习库仑定律

在真空中两点电荷的作用力跟它们的电量乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，这就是库仑定律。

2.新课引入

任何力的作用都离不开物质，脚踢球，脚对球的力直接作用在球上；狗拉雪橇，狗对雪橇的拉力是通过绳子作用的；地球对地表附近物质的作用力是通过重力场——物质；两电荷间相互作用时不直接接触，它们之间的相互作用也是通过别的物质作用的，这就是电场。

3．教学过程 设计

（1）电场

a．电荷周围存在一种特殊物质

提问：既然场是物质，为什么我们看不到呢？

<?xml:namespace prefix =v ns =“urn:schemas-microsoft-com:vml” />答：物质形式    实体（由分子组成）；看的见，摸的着。

场（形式）：看不见，摸不着，不以人的感官意识为转移的客观存在。

例如可见光波长由7000 ~4000 ，但还有很多波长的光线我们看不到，但不等于它们不存在。不能以人灯感官为标准判一存在与否。场客观存在的证明是它有力、能的特性。例如重力场对有质量的物体有力的作用，用可对物体做功，说明其能量。电场对放入其 的电荷Q也有力的作用，可对Q做功，说明其有能量。

b．电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用，此力称电场力。

c.静电场：静止电荷的电场。

场有能和力的特性，我们先看电场中力的性质，它是本章的重要内容，先以点电荷为例。

如图1所示，在+Q电场中A点分别放入电荷q1、q2、q3则它们分别受电场力为：

A:F1=    F2=   ;F3= <?xml:namespace prefix =w ns =“urn:schemas-microsoft-com:office:word” />

看看上式，我们可发现场电荷Q对不同的检验电荷q有不同的电场力，但只要A点位置不变，F与q的比值就不变。

若换到B点，则

从上面分析看出：Q固定则电场的空间分布固定，对于场中某点固定， 值仅与Q、r有关，与检验电荷无关，它反映的是电场的性质，反映的是电场的强弱，称场强。

（2）

a.定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫该点的，简称场强。

b.定义式：

E=

F——电场力  国际单位：牛（N）

q——电量   国际单位：库（C）

E——   国际单位：牛/库（N/C）

c.物理意义：

电场中某点的数值上等于单位正电荷在那里所受的电场力。

d．是矢量，规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向。电场中同一点，+q、-q受力方向不同，场强只能有一个方向，规定以+q的受力方向为正。

例  在图2中标出A、B、C、D四点的的方向。

正点电荷电场中某点方向沿连线背离+Q，负点电荷电场中某点方向沿连线指向-Q。

e.单位：牛/库   N/C

E= 借助于点电荷场强推出，可适用于任意电场。

（3）一个点电荷电场的场强

a.      真空中：E= （与检验电荷q无关，仅与场电荷Q及r有关）

b.     方向：正电荷在该点受电场力方向（以后还会遇到各点场强大小，方向均相同的匀强电场）

（4）两个点电荷产生的电场的叠加原理

如图3所法，在正点电荷Q1与负点电荷Q2产生的电场中有一点A，求A点的EA，由定义可知，EA在数值上为+1C点电荷在A点所受的电场力。今在A点放

q=1+C，q将同时受到Q1和Q2的作用，每个作用力都能单独用库仑定律求出，就像另一个电荷不存在一样，而q受的合力为各分力的矢量和，又因为q是1C正电荷，所以它受的电场力在数值上等于场强，也就是说A点的合场强为Q1与Q2单独在A眯产生的场强的矢量和，这就是的叠加原理。

用的叠加原理可以求和任意多个点电荷产生的，任何一个带电体不管其电荷分布多么复杂，都可以视为由许多点电荷组成，因而可以用场强叠加原理求出它的场强。可以看出，真空中任意多个点电荷产生的，仅由场是荷、电场中的位置两个因素决定，而与检验电荷无关。

（5）比较：E= 和E=

a.      E= 是场强的定义式，适用于任何电场。

b.     E= 是点电荷电场中场强的计算式。

（6）小结

a.       电场中某点场强大小和方向，均与该点放不放检验电荷、放那种电荷、放多大检验电荷无关，是电场自身的性质，与外界因素无关。对确定的电场来说，在某点放单位正电荷时，它受电场力的大小和方向是确定的。

 

 

 

定义式：E= 数值上等于+1C的电荷受到的电场力，对所有电场都成产。

b.场强     方向：正电荷

单位：牛/库（N/C）

决定因素：场电荷、场中位置

叠加原理

（7）例题

例1.场电荷Q=2×10-4C，是正点电荷：检验电荷q=2×10-5，是负电荷，它们相距r=2m而静止且都在真空中，如图4所示。求：

(1)  q受的电场力。

(2)  q所在的B点的场强EB.

(3)  只将q换为 =4 ×10-5C的正点电荷，再求 受力及B点的场强。

(4)  将受力电荷拿去后再求B点场强。

解：（1）库仑定律：F= = =9N 方向在A与B的连线上，且指向A。

（2）由的定义：E= 所以E= =4.5×105N/C   方向由A指向B。

（3）由库仑定律： = =18N 方向由A指向B。

E=   方向由A指向B。

（4）因E与q无关，自然q=0也不会影响E的大小与方向，所以拿走q后场强不变。

例2            如图5（a）所示，点电荷q与9q静止于真空中，相距r，它们均为正电荷，求：

（1） 连线中点A的场强EA；

（2） 求场强为0的点位置。

解（1）在A点放 =1C，它受力情况如图5（c）所示，F为q对 的作用力，9F为9q对 的作用力，而合力为8F方向指向q，所以

EA=8

方向：向左指向q。

(2)先分析E=0的点可能的位置范围，因在该点放+1C时，它受力为零，所以q与9q的连线上，当+1C作用力一定等大反向，因而两力共线，由此可以断定E=0的点在q与9q的连线上，当+1C放于q以左及9q以右的连线上时，它受的两个力都同向，因而不可能抵消，所以E=0的点一定在两点电荷中间的连线上。

令E=0 的点O距q为x,如图（b）所示，+1C电荷在O点受力为零，所以有

答：（1）EA= 方向指向q。

（2）E=0的点在q与9q之间，距q为r/4.

四、说明

1.     对于概念的理解注意：

（1）定义   大小：E=

方向：与正电荷在该点受电场力方向相同

无论放正、负检验电荷，E的方向定义为+q受力方向，类似于电流方向定义为正电荷移动方向，无论是谁移动形成电流。

（2）为自身性质，与检验电荷无关。

2.     我们研究的电荷均处于真空中，如处于空气中可近似认为是在真空中。

教学目标

知识目标

1、知道什么是电场；

2、理解电场强度的概念，掌握电场强度点的定义式、单位和电场强度方向的规定；

能力目标

能够认识电场的物质性，理解物理学上利用比值来定义物理量的方法；

情感目标

电场，虽然看不到、摸不到，但是它实际存在的，可以根据它表现出来的性质研究、认识．这是物理学中常用的研究方法，学习它同时帮助建立科学的方法论．

教学建议

重点难点分析

1、重点是使学生理解电场强度的概念及掌握电场强度的计算方法．

2、电场强度是描述电场性质的物理量之一，是本节难点．初学者要注意不要将电场强度和电场力混淆．

关于电场强度定义的教材分析

电场强度虽然由检验电荷所受到的电场力与电荷量的比值来定义的物理量，但与检验电荷无关，场强与检验电荷所受到的电场力不存在正比关系，与检验电荷的电荷量之间不存在反比关系．也就是说电场中某点的电场强度与放在该点的检验电荷大小、电荷的正负、以及该点是否存在检验电荷无关，电场强度与产生电场的源电荷有关，与这点在电场中的位置有关．

关于讲解电场概念的教法建议

在讲解电场概念时，要注意强调电场的物质性，也就是说电荷之间的相互作用是通过电场这一媒介完成的，由于电场是看不见、摸不到的，但是却客观存在，讲解时可以对比重力场进行讲解，也可以联系现代科技，例如卫星信号的传送是通过电磁场这一媒介完成的。

关于电场强度讲解的教法建议

电场强度是电学知识中最基本的概念之一．它是描述电场的力的属性的物理量，电场强度的学习是本章知识的难点内容．

电场强度是描述电场属性的重要物理量，是教学的'重点，教材中以一个点电荷产生的电场来讲解讨论的，同一个检验电荷在电场中的不同位置受到的电场力的大小不同，而电场强度的表述是用检验电荷在电场不同位置所受到的电场力的大小与检验电荷的电荷量的比值来定义的．也说明电场中不同位置上电场对电荷的作用不同．在教学中可以说明：在电场中的同一点上，改变检验电荷的电量，检验电荷所受到的作用力的大小也成比例的变化，检验电荷所受到的电场力与电荷量的比值是一恒量由此引出电场强度的概念．

注意电场强度与电场力的区别与联系

项目

一、教学目标

1、了解电场的概念．

2、理解电场强度的概念．

3、掌握电场强度的计算方法．

二、重点、难点分析

1、重点是使学生理解电场强度的概念及掌握电场强度的计算方法．

2、电场强度是描述电场性质的物理量之一，这是难点．初学者容易把电场强度跟电场力混同起来．

三、主要教学过程

1、复习库仑定律

在真空中两个点电荷的作用力跟它们的电量乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，这就是库仑定律．

2、新课引入

任何力的作用都离木开物质，脚踢球，脚对球的力直接作用在球上；狗拉雪橇，狗对雪橇的拉力是通过绳子作用的；地球对地表附近物质的作用力是通过重力场――物质，作用的；地球与月亮间有万有引力作用力也是因有万有引力场――物质；两电荷间相互作用时不直接接触，它们之间的相互作用也是通过别的物质作用的，这就是电场．

3、教学过程设计

（1）电场

a、电荷周围存在一种特殊物质

提问：既然场是物质，为什么我们看不到呢？

答：物质形式

例如可见光波长由 ，但还有很多波长的光线我们看不到，但不等于它们不存在．不能以人类感官为标准判定存在与否．场客观存在的证明是它有力、能的特性．例如重力场对有质量的物体有力的作用，且可对物体做功，说明其能量．电场对放入其中的电荷Q也有力的作用，可对Q做功，说明其有能量．

b、电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用，此力称电场力．

c、静电场：静止电荷的电场．

场有能和力的特性，我们先看电场中力的性质，它是本章的重要内容，先以点电荷为例．

如图1所示，在＋Q电场中A点分别放入电荷 、、则它们分别受电场力为：

看看上式，我们可发现场电荷Q对不同的检验电荷q有不同的电场力，但只要A点位置不变，F与q的比值就不变．

若换到B点，则

从上面分析看出：Q固定则电场的空间分布固定，对于场中某固定点， 值仅与Q、r有关，与检验电荷无关，它反映的是电场的性质，反映的是电场的强弱，称场强．

（2）电场强度

a、定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫该点的电场强度，简称场强．

b、定义式：

F――电场力国际单位：牛（N）

q――电量国际单位：库（C）

E――电场强度国际单位：牛／库（N／C）

c、物理意义；

电场中某点的电场强度数值上等于单位正电荷在那里所受的电场力．

d、电场强度是矢量，规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向．电场中同一点，＋q、－q受力方向不同，场强只能有一个方向，规定以＋q的受力方向为正．

例  在图2中标出A、B、C、D四点的电场强度的方向．

正点电荷电场中某点电场强度方向沿连线背离＋Q；负点电荷电场中某点电场强度方向

沿连线指向－Q．

e、单位：牛／库  N／C

借助于点电荷场强推出，可适用于任意电场．

（3）一个点电荷电场的场强

a、真空中： （与检验电荷q无关，仅与场电荷Q及r有关）

b、方向：正电荷在该点受电场力方向（以后还会遇到各点场强大小，方向均相同的匀强电场）

（4）两个点电荷产生的电场的叠加原理

如图3所示，在正点电荷 与负点电荷 产生的电场中有一点A，求A点的电场强度 ，由电场强度的定义可知， 在数值上为＋1C点电荷在A点所受的电场力．今在A点放 C，q将同时受到 和 的作用，每个作用力都能单独用库仑定律求出，就像另一个电荷不存在一样，而q受的合力为各分力的矢量和，又因q是1C正电荷，所以它受的电场力在数值上等于场强，也就是说A点的合场强为 与 单独在A点产生的场强的矢量和，这就是电场强度的叠加原理．

用电场强度的叠加原理可以求得任意多个点电荷产生的电场强度，任何一个带电体不管

其电荷分布多么复杂，都可以视为由许多点电荷组成，因而可以用场强叠加原理求出它的场

强．可以看出，真空中任意多个点电荷产生的电场强度，仅由场电荷、电场中的位置两个因

素决定，而与检验电荷无关．

（5）比较： 和

a、是场强的定义式，适用于任何电场．

b、是点电荷电场中场强的计算式．

（6）电场强度小结

a、电场中某点场强大小和方向，均与该点放不放检验电荷、放哪种电荷、放多大检验电荷无关，是电场自身的性质，与外界因素无关．对确定的电场来说，在某点放单位正电荷时，它受电场力的大小和方向是确定的．

b、场强

（7）例题

例1  场电荷 C，是正点电荷；检验电荷 C，是负电荷，它们相距 m而静止且都在真空中，如图4所示．求：

（1）q受的电场力．

（2）q所在的B点的场强 ．

（3）只将q换为 C的正点电荷，再求 受力及B点的场强．

（4）将受力电荷拿去后再求B点场强．

解  （1）库仑定律： N  方向在A与B的连线上，且指向A．

（2）由电场强度的定义：   所以  N／C  方向由A指向B．

（3）由库仑定律： N  方向由A指向B． N／C  方向由 A指向 B．

（4）因E与q无关，自然 也不会影响E的大小与方向，所以拿走q后场强不变．

例2  如图 5（a）所示，点电荷q与 9q静止于真空中，相距 r，它们均为正电荷，求：

（1）连线中点A的场强；

（2）求场强为0的点位置．

解（l）在A点放 C，它受力情况如图5（c）所示，F为q对 的作用力，9F为

9q对 的作用力，而合力为8F方向指向q，所以

（2）先分析 的点可能的位置范围，因在该点放＋1C时，它受力为零，所以q与9q对＋1C作用力一定等大反向，因而两力共线，由此可以断定 的点在q与9q的连线上，当＋1C放于q以左及9q以右的连线上时，它受的两个力都同向，因而不可能抵消，所以 的点一定在两点电荷中间的连线上．

令 的点O距q为 ，如图（b）所示，＋1C电荷在O点受力为零，所以有

（无意义，舍去）

答：（1） 方向指向q．

（2） 的点在q与9q之间，距q为 r／4．

四、说明

1、对于电场强度概念的理解注意：

（1）定义电场强度

无论放正、负检验电荷，E的方向定义为＋q受力方向，类似于电流方向定义为正电荷移动方向，无论是谁移动形成电流．

（2）电场强度为自身性质，与检验电荷无关．

2、我们研究的电荷均处于真空中，如处于空气中也可近似认为是在真空中．

电场力F

区别

物理意义

反应电场本身的力的性质．

指电荷在电场中所受的力．

决定因素

在电场中某一点，E是一个恒量．用E=F/q来量度，它决定于电场本身，而与检验电荷的存在与否无关．

力的大小决定于放在电场力的电荷的电量q，以及电场中这一点的电场强度E的大小，即F＝qE．

矢量的方向

场强方向与正电荷放在电场里所受电场力的方向相同．

正电荷受电场力方向与场强的方向相同，负电荷受电场力方向与场强方向相反．

单位

牛/库 或者 伏/米

牛

联系

F  = Eq

电场强度

一、教学目标

1.     了解电场的概念

2.     理解电场强度的概念

3.     掌握电场强度的计算方法

二、重点、难点分析

1.     重点是使学生理解电场强度的概念及掌握电场强度的计算方法。

2.     电场强度是描述电场性质的物理量之一，这是难点。初学者容易把电场强度跟电场力混同起来。

三、主要教学过程

1.     复习库仑定律

在真空中两点电荷的作用力跟它们的电量乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，这就是库仑定律。

2.新课引入

任何力的作用都离不开物质，脚踢球，脚对球的力直接作用在球上；狗拉雪橇，狗对雪橇的拉力是通过绳子作用的；地球对地表附近物质的作用力是通过重力场――物质；两电荷间相互作用时不直接接触，它们之间的相互作用也是通过别的物质作用的，这就是电场。

3．教学过程 设计

（1）电场

a．电荷周围存在一种特殊物质

提问：既然场是物质，为什么我们看不到呢？

答：物质形式    实体（由分子组成）；看的见，摸的着。

场（形式）：看不见，摸不着，不以人的感官意识为转移的客观存在。

例如可见光波长由7000 ~4000 ，但还有很多波长的光线我们看不到，但不等于它们不存在。不能以人灯感官为标准判一存在与否。场客观存在的证明是它有力、能的特性。例如重力场对有质量的物体有力的作用，用可对物体做功，说明其能量。电场对放入其 的电荷Q也有力的作用，可对Q做功，说明其有能量。

b．电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用，此力称电场力。

c.静电场：静止电荷的电场。

场有能和力的特性，我们先看电场中力的性质，它是本章的重要内容，先以点电荷为例。

如图1所示，在+Q电场中A点分别放入电荷q1、q2、q3则它们分别受电场力为：

A:F1=    F2=   ;F3=

看看上式，我们可发现场电荷Q对不同的检验电荷q有不同的电场力，但只要A点位置不变，F与q的比值就不变。

若换到B点，则

从上面分析看出：Q固定则电场的空间分布固定，对于场中某点固定， 值仅与Q、r有关，与检验电荷无关，它反映的是电场的性质，反映的是电场的强弱，称场强。

（2）电场强度

a.定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫该点的电场强度，简称场强。

b.定义式：

E=

F――电场力  国际单位：牛（N）

q――电量   国际单位：库（C）

E――电场强度   国际单位：牛/库（N/C）

c.物理意义：

电场中某点的电场强度数值上等于单位正电荷在那里所受的电场力。

d．电场强度是矢量，规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向。电场中同一点，+q、-q受力方向不同，场强只能有一个方向，规定以+q的受力方向为正。

例  在图2中标出A、B、C、D四点的电场强度的方向。

正点电荷电场中某点电场强度方向沿连线背离+Q，负点电荷电场中某点电场强度方向沿连线指向-Q。

e.单位：牛/库   N/C

E= 借助于点电荷场强推出，可适用于任意电场。

（3）一个点电荷电场的场强

a.      真空中：E= （与检验电荷q无关，仅与场电荷Q及r有关）

b.     方向：正电荷在该点受电场力方向（以后还会遇到各点场强大小，方向均相同的匀强电场）

（4）两个点电荷产生的电场的`叠加原理

如图3所法，在正点电荷Q1与负点电荷Q2产生的电场中有一点A，求A点的电场强度EA，由电场强度定义可知，EA在数值上为+1C点电荷在A点所受的电场力。今在A点放

q=1+C，q将同时受到Q1和Q2的作用，每个作用力都能单独用库仑定律求出，就像另一个电荷不存在一样，而q受的合力为各分力的矢量和，又因为q是1C正电荷，所以它受的电场力在数值上等于场强，也就是说A点的合场强为Q1与Q2单独在A眯产生的场强的矢量和，这就是电场强度的叠加原理。

用电场强度的叠加原理可以求和任意多个点电荷产生的电场强度，任何一个带电体不管其电荷分布多么复杂，都可以视为由许多点电荷组成，因而可以用场强叠加原理求出它的场强。可以看出，真空中任意多个点电荷产生的电场强度，仅由场是荷、电场中的位置两个因素决定，而与检验电荷无关。

（5）比较：E= 和E=

a.      E= 是场强的定义式，适用于任何电场。

b.     E= 是点电荷电场中场强的计算式。

（6）电场强度小结

a.       电场中某点场强大小和方向，均与该点放不放检验电荷、放那种电荷、放多大检验电荷无关，是电场自身的性质，与外界因素无关。对确定的电场来说，在某点放单位正电荷时，它受电场力的大小和方向是确定的。

定义式：E= 数值上等于+1C的电荷受到的电场力，对所有电场都成产。

b.场强     方向：正电荷

单位：牛/库（N/C）

决定因素：场电荷、场中位置

叠加原理

（7）例题

例1.场电荷Q=2×10-4C，是正点电荷：检验电荷q=2×10-5，是负电荷，它们相距r=2m而静止且都在真空中，如图4所示。求：

(1)  q受的电场力。

(2)  q所在的B点的场强EB.

(3)  只将q换为 =4 ×10-5C的正点电荷，再求 受力及B点的场强。

(4)  将受力电荷拿去后再求B点场强。

解：（1）库仑定律：F= = =9N 方向在A与B的连线上，且指向A。

（2）由电场强度的定义：E= 所以E= =4.5×105N/C   方向由A指向B。

（3

电场强度公式及推导式

1.E=F/q，电场强度定义式，电场强度的定义：放入电场中某点的电荷所受静电力F跟它的电荷量比值，其大小用E表示，E=F/q。

2.E=kQ/r^2,点电荷的电场强度，只适用于点电荷场强的计算。k为静电力常量，Q为场源电荷电荷量，r是离场源电荷的距离。点电荷在某点产生的场强与场源电荷成正比，与离场源电荷的距离的平方成反比。

3.E=U/d，匀强电场的电场强度与电压的关系。U为匀强电场中两点间的电势差，d为这两点间沿场强方向的距离。此公式也可以用于非匀强电场中某些量的定性判断。

4.电场强度是矢量，以上三个公式一般都只是用来计算场强的大小，场强的`方向需要另外判断。

试探点电荷应该满足的条件

（1）它的线度必须小到可以被看作点电荷，以便确定场中每点的性质；

（2）它的电量要足够小，使得由于它的置入不引起原有电场的重新分布或对有源电场的影响可忽略不计。

电场强度的单位V/m伏特/米或N/C牛顿/库仑（这两个单位实际上相等）。常用的单位还有V/cm伏特/厘米。

电场强度公式及推导式：

1、E=F/q，电场强度定义式，电场强度的定义：放入电场中某点的电荷所受静电力F跟它的电荷量比值，其大小用E表示，E=F/q。

2、E=kQ/r^2,点电荷的电场强度，只适用于点电荷场强的计算。k为静电力常量，Q为场源电荷电荷量，r是离场源电荷的距离。点电荷在某点产生的场强与场源电荷成正比，与离场源电荷的距离的平方成反比。

3、E=U/d，匀强电场的电场强度与电压的关系。U为匀强电场中两点间的'电势差，d为这两点间沿场强方向的距离。此公式也可以用于非匀强电场中某些量的定性判断。

4、电场强度是矢量，以上三个公式一般都只是用来计算场强的大小，场强的方向需要另外判断。

电场强度课件

电场强度是用来表示电场的强弱和方向的物理量。实验表明，在电场中某一点，试探点电荷（正电荷）在该点所受电场力与其所带电荷的比值是一个与试探点电荷无关的量。

一、教材分析及学情分析

【教材分析】

本章具有概念多，综合知识性强，概念比较抽象等特点。电场强度是“静电场”这一章中的重要概念概念之一，在高中物理中也占有十分重要的地位，是本节教学的重点也是难点。电场强度的概念比较抽象是学生较难理解的概念之一。电场强度的概念与后面将要学习的“电势能”、“电功”、“电势”、“电势差”等概念联系密切。比值定义法的思想对后面的“电势”、“电势差”等概念的学习都有及大的帮助。

电场强度的概念点、电荷的电场及场强叠加原理，这几个重要的知识点都可充分调动学生科学的探究的积极性，探究寻找描述电场的物理量，探讨点电荷的电场。要让学生亲历科学探究的过程，体会探究成功的乐趣。同时要让学生弄清建立概念的背景，把抽象的概念形象化便于学生理解。

根据课程标准的要求，本章以研究电场为核心内容。在认识和使用示波器的过程中，创设学习电场的情景，激发学生探究电场的兴趣，引导学生从力的角度探究电场的性质，更好的认识电场，为后面的学习做好知识准备。

物理知识的学习，是在已有的基础知识不断加深、不断扩展的学习过程，本节教材通过观察电子束在偏转电极间发生偏转的现象，初步对电荷在电场中受力产生直接认识，库仑定律很自然的应用对认识电场力的性质提供理论帮助。

教材中对电场这一种特殊物质做出定量描述，引入试探电荷这一理想化模型对研究电场性质和规律提供了帮助。

目前学生分析和探究问题的意识不是很强，尤其理论层面的分析，观察（或分析）现象、指出问题和指明方法需要合作才能得以实现。电场的性质的认识反映在场源电荷Q，试探电荷q，空间位置r上，多个变量的讨论在研究物理规律中比较多，也比较典型。给予学生必要、恰当的引导，恰到好处的指明讨论的方向，是本节课的关键。学生的认识要不断加深，有关规律的描述，条理要清，关系要明。这既是一种方法，也是一种态度。

【学情分析】

本章概念抽象性比较强，前后联系密切，学生通过一次学习理解透彻较难。本节课可让学生初步认识到电场强度是描述电场的物理量，是反映电场本质属性的物理量。体会探究过程。通过一段时间的学习逐步深化对电场强度概念的理解。

学生在新课程学习中，已初步领会探究的主要环节和方法，也已形成合作、交流的良好习惯。在教学中适时的引导和帮助对学生建立信心很有必要，体会合作学习带来的快乐，要让学生的成就感在学习过程中体现出来。

二、设计思路

教材通过与学生一起重视物理规律发现和物理概念形成的过程，以体验科学研究方法，开拓学生视野，提高学生素养，并分享科学探究的艰辛与快乐；具体的处理方式是，定性分析实验得出影响电场力大小的因素，再半定量地给出电场强度的比值定义式。对于看不见摸不着的电场来说，我们并没有直接研究电场强度，而是通过电场的基本性质――对放入其中的电荷产生力的作用，半定量研究不同位置的电场力的大小，这是一种研究的转换思想。这个半定量的研究方法是什么？如何操作才能半定量得出？教材并没有具体给出演示实验或相关说明。根据新课程改革的精神，结合学校仪器设备的实际情况，我们设想和学生一起完成一个较为完整的探究实验过程：先用实验定性探讨影响电场力大小的因素，以此为基础确定影响电场力大小的相关物理量，并猜想电场力与相关量的具体数学关系．

新课程改革要求改变以往过于注重知识传授的状况，改变学生知识的获得全部通过教师的一言堂的灌输，而要注重课堂的互动，注重学生获得知识的过程，使学生获得基础知识与基本技能的过程中，也成为学会学习和形成正确价值观的过程，成为培养学生创新精神和实践能力的过程，实现学生的终身发展．新课程改革要求健全学生人格，帮助学生树立终身学习的愿望并具备一定的学习能力，就必须努力使课堂学习成为全面培养学生素质的过程．对于本节课希望能在新课标的指导下作出一些有效的尝试．

本节以“电荷间相互作用如何发生”为探究的开始，以“如何描述电场的强弱”为主要探究问题，以“点电荷的电场及场强叠加原理”为具体应用，具体操作思路是：

1．教师指导学生阅读“法拉第和场的概念”，培养学生阅读、汲取信息的能力；初步了解场的概念。

2．通过实验模拟和定量分析的方法探究描述电场强弱的物理量。

3．通过练习巩固加深对电场强度概念的理解，探讨点电荷的电场及场强叠加原理。

三、、教学目标

1．知识与技能

（1）知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是一种特殊的物质形态；

（2）理解和掌握电场力与电场强度和试探电荷的电荷量的关系；

（3）处理多个变量时，初步掌握控制变量法的技能；

（4）体会比值定义法的物理量的含义；

（5）推导并掌握点电荷的场强公式，知道电场的叠加原理，会进行简单计算．

2．过程与方法

（1）通过设置问题启发学生思考，使学生初步掌握研究抽象物理量的思维方法；

（2）通过组织探究和验证实验过程，训练学生观察与总结的能力，运用数学的控制变量法和比值定义法处理物理问题的方法；

（3）在电场强弱的描述中体会探究过程，体会“比值定义”的方法，体会“求异法”的思想，了解借助一些媒介物（试探电荷），把不能直接把握的现象（电场强弱）暴露出来的研究方法．

（4）让学生亲身经历科学规律探究过程，认识探究意义、尝试探究方法、培养探究能力和创新精神；

3．情感、态度与价值观

（1）通过对场的概念学习，知道自然界有两种物质－－实物粒子和场，提高对客观世界的认识层次；

（2）通过探究和验证等活动，培养学生与人交流的合作精神，以及关注社会、积极参与的意识；

（3）通过领略自然界的奇妙与和谐，增强学生对科学的好奇心与求知欲，使学生乐于探究自然界的奥秘，初步体会物理学中的和谐美与统一美；

（4）通过看不见、摸不着的特殊物质存在所体现出的特点，将抽象的问题变成直观可以研究的问题；

（5）通过探究培养学生实事求是、精益求精、锲而不舍的探索精神．

四、教学重点和难点

【教学重点】

1．探究思想、探究过程、探究方法的渗透；

2．电场强度的定义式的获得过程；

3．矢量叠加原理的进一步深化．

【教学难点】

1．将学生的学习方式由被动接受转变味主动而有方向和目的的探究；

2．半定量研究与验证电场强度的大小时的思想；

3．将抽象的概念和公式通过比值定义法、试探法、控制变连法研究的思路．

五、教学方法和教学用具

【教学方法】

采用探究式教学，通过定性与半定量的研究科学规律的发现过程，观察并概括实验现象提出假说和猜想，涉及半定量实验以验证假说和猜想，辅助计算机多媒体教学动画课件将实验进一步具体和清晰化，初步发现物理规律．

【教学用具】

PowerPoint课件，直尺，感应起电机，金属箔小球

六、教学过程设计

（一）引入新课

问题引入：电荷间的相互作用力是怎样产生的？

上一堂课我们学习了库仑定律，下面请一个同学简单描述一下这个定律的内容。

学生描述:(……)

【问题】下列的几种力，哪些力需要接触才能发生，哪些力不需要接触就能发生？

A、弹力 B、磁力 C、摩擦力 D、万有引力 E、静电力

学生结论:弹力、摩擦力是接触力，其余的是非接触力。

（二）新课教学

第3节 电场 电场强度

1、电场：

启发学生从哲学角度认识电场，理解电场的客观存在性，不以人的意识为转移，但能为人的意识所认识的物质属性．

利用课本图说明：电荷A和B是怎样通过电场与其他电荷发生作用．电荷A对电荷B的作用，实际上是电荷A的电场对电荷B的作用；电荷B对电荷A的作用，实际上是电荷B的电场对电荷A的作用．

（1）电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质——电场发生的，电荷的周围都存在电场.

特殊性：不同于生活中常见的物质，看不见，摸不着，无法称量，可以叠加.

物质性：是客观存在的，具有物质的基本属性——质量和能量.

（2）基本性质：主要表现在以下几方面

①引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用，且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样.

②电场能使引入其中的导体产生静电感应现象.

③当带电体在电场中移动时，电场力将对带电体做功，这表示电场具有能量.

可见，电场具有力和能的特征

提出问题：同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小一般不同，这是什么因素造成的？引出电场强度的概念：因为电场具有方向性以及各点强弱不同，所以靠成同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小不同，我们用电场强度来表示电场的强弱和方向．

2、电场强度(E)：

可知带电金属球周围存在电场。且从小球受力情况可知，电场的强弱与小球带电和位置有关。

（1）关于试探电荷和场源电荷

注意：检验电荷是一种理想化模型，它是电量很小的点电荷，将其放入电场后对原电场强度无影响

指出：虽然可用同一电荷q在电场中各点所受电场力F的大小来比较各点的电场强弱，但是电场力F的大小还和电荷q的电量有关，所以不能直接用电场力的大小表示电场的强弱．实验表明：在电场中的同一点，电场力F与电荷电量q成正比，比值F/q由电荷q在电场中的位置所决定，跟电荷电量无关，是反映电场性质的物理量，所以我们用这个比值F/q来表示电场的强弱．

（2）电场强度

①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，简称场强．用E表示。

公式（大小）：E=F/q （适用于所有电场）

单位：N/C 意义P11

提出问题：电场强度是矢量，怎样表示电场的方向呢？

②方向性：物理学中规定，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．

指出：负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点的场强方向相反．

带领学生讨论真空中点电荷周围的电场，说明研究方法：将检验电荷放入点电荷周围的电场中某点，判断其所受的电场力的大小和方向，从而得出该点场强．．

唯一性和固定性

电场中某一点处的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放入该点电荷q无关，它决定于电场的源电荷及空间位置，电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷无关.

带领学生总结出真空中点电荷周围电场的大小和方向．在此过程中注意引导学生总结公式E=F/q和E=kQ/r2的区别及联系．

3、（真空中）点电荷周围的`电场、电场强度的叠加

（1）点电荷周围的电场

①大小：E=kQ/r2（只适用于点电荷的电场）

②方向：如果是正电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q；如果是负电荷：E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q．

说明：公式E=kQ/r2中的Q是场源电荷的电量，r是场中某点到场源电荷的距离．从而使学生理解：空间某点的场强是由产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离决定的，与检验电荷无关．

提出问题：如果空间中有几个点电荷同时存在，此时各点的场强是怎样的呢？带领学生由检验电荷所受电场力具有的叠加性，分析出电场的叠加原理．

（2）电场强度的叠加原理：某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和．

先分析方法后举例：先在同一直线再不在同一直线。

例如：课本图中P点的场强，等于＋Q1在该点产生的场强E1和Q2在该点产生的场强E2的矢量和．从而使学生进一步理解到，任何带电体都可以看做是有许多点电荷组成的．利用点电荷场强的计算公式及叠加原理就可以计算出其周围各点场强．

【例题】在真空中有两个点电荷Q1=＋3.0×10-8C和Q2=－3.0×10-8C，它们相距0.1m，求电场中A点的场强．A点与两个点电荷的距离相等，r=0.1m

分析：点电荷Q1和Q2的电场在A点的场强分别为E1和E2，它们大小相等，方向如图所示，合场强E在E1和E2的夹角的平分线上，此平分线跟Q1和Q2的连线平行．

解：E=E1cos60°＋E2cos60°=2E1cos60°=2kQ1cos60°/r2代入数值得 E=2.7×104N/C

可以证明：一个半径为R的均匀球体（或球壳）在外部产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同，球外各点和电场强度一样，即：E=kQ/r2

4、电场线

（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的方向。

（2）电场线的基本性质

①电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向.

②电场线的疏密反映电场强度的大小(疏弱密强).

③静电场中电场线始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远.它不封闭，也不在无电荷处中断.

④任意两条电场线不会在无电荷处相交(包括相切)

⑤沿着电场线电势逐渐降低

【演示】模拟电场线，介绍各种点电荷电场线的分布情况。

指出：电场线是为了形象描述电场而引入的，电场线不是实际存在的线。

5、匀强电场

(1)定义：电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场.

(2)匀强电场的电场线：是一组疏密程度相同(等间距)的平行直线.例如，两等大、正对且带等量异种电荷的平行金属板间的电场中，除边缘附近外，就是匀强电场.

◎巩固练习

1．下列说法中正确的是：[ABC ]

A．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场

B．电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西

C．电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用

2．下列说法中正确的是：[BC ]

A．电场强度反映了电场的力的性质，因此场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比

B．电场中某点的场强等于F/q，但与检验电荷的受力大小及带电量无关

C．电场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向

D．公式E=F/q和E=kQ/r2对于任何静电场都是适用的

3．下列说法中正确的是：[ACD ]

A．场强的定义式E=F/q中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中的电荷的电量

B．场强的定义式E=F/q中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电量

C．在库仑定律的表达式F=kq1q2/r2中kq2/r2是电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，此场对q1作用的电场力F=q1×kq2/r2，同样kq1/r2是电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强的大小，此场对q2作用的电场力F=q2×kq1/r2

D．无论定义式E=F/q中的q值(不为零)如何变化，在电场中的同一点，F与q的比值始终不变

4．讨论电场力与电场强度的区别于联系

（四）课堂小结

1．对比法推知电场的存在，比值法定义电场的强度。

2．电荷间相互作用形式与本质之区别

（l）形式上：电荷对电荷的作用——非接触力。

（2）本质上：电场对电荷的作用——接触力。（受电场力作用的电荷肯定处于电场中）

引申：学习物理要透过现象看本质。

3．场强几种表达式的对比

（l）E=F/q——定义式，适用于任意电场。

（2） ——决定式，适用于真空中点电荷形成的电场。

（五）作业布置

1、复习本节课文

2、课本“问题与练习”第(2)、(5)、(6)、(7)题．

参考题

1、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．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

B．只有在该点放入电荷时，该点才有场强

C．该点的场强方向一定向右

D．以上说法均不正确

2、真空中，两个等量异种点电荷电量数值均为q，相距r．两点电荷连线中点处

的电场强度的大小为：[ ]

A．B．2kq/r2 C．4k/r2 D．8kq/r2

3．真空中，A，B两点上分别设置异种点电荷Q1、Q2，已知两点电荷间引力为10N，Q1=1.0×10-2C，Q2=2.0×10-2C．则Q2在A处产生的场强大小是________N/C，方向是________；若移开Q2，则Q1在B处产生的场强的大小是________N/C，方向是________．

七、设计说明

电场是一种客观存在的物质，但它又是看不见、摸不着的，描述它的电场强度的概念又较为陌生和抽象，很难被学生接受，如果借助于类比的方法，可以将陌生的对象与熟悉的对象相比较，寻找不同事物变化中所具有的共性，给这些陌生的、抽象的、不易理解的事物（概念、规律）赋予间接的、形象的、通俗易懂的形象，有利于启发学生思路，化难为易，使学生顺利而全面地认识物理现象和物理规律，达到知识的正迁移，形成物理概念和掌握物理知识。

作为知识与技能的要求，“电场”的概念是本节内容的重点，但我认为，新课程的理念就是要改变旧的、只关注基础知识和基本技能学习的观念，而注重提升全体学生的科学素养，在知识与技能、过程和方法、情感态度与价值观三个维度培养学生，为学生的终身发展，从容应对社会挑战奠定基础。基础知识、基本技能固然重要，可经历科学探究过程，领略科学思想方法将使人受益终身。因此我决定把本节课的重心放在建立电场概念的基本思想方法“类比”上，说明“类比”是将知识从一场景有效的迁移到另一场景并建立新知识的良好方法。使学生在学习知识中领略思想，在体验方法中掌握知识

1．电场强度是表示电场强弱的物理量，因而在引入电场强度的概念时，应该使学生了解什么是电场的强弱，同一个电荷在电场中的不同点受到的电场力的大小是不同的，所受电场力大的点，电场强．

2．应当使学生理解为什么可以用比值F/q来表示电场强度，知道这个比值与电荷q无关，是反映电场性质的物理量．

用比值定义一个新的物理量是物理学中常用的方法，应结合学生前面学过的类似的定义方法，让学生领会电场强度的定义．

3．应当要求学生确切地理解E=F/q和E=kQ/r2这两个公式的含义，以及它们的区别和联系．

4．应用电场的叠加原理进行计算时不应过于复杂，一般只限于两个电场叠加的情形．通过这种计算，使学生理解场强的矢量性

5．电场线是为了形象描述电场而引入的，电场线不是实际存在的线。

八、教后反思

1.在教学过程中，教师通过举例让学生进行分辨、对比，教师通过提示、启发、总结，使学生牢固掌握知识，理解和掌握类比这一研究方法，并能应用到其他知识的学习上，从而提高了学生解决实际问题的能力。

2.在教学过程中发现学生对电场的叠加还是不太清楚。

3.对于两个公式的理解以及电场强度的定义还存在问题，要通过题目去强化。

4.对于几种典型问题，学生死记答案，要让他们养成分析题目的习惯。

电荷受到电场力的方向来判断

根据正电荷受电场力方向和电场强度的'方向相同，负电荷受电场力方向和电场强度的方向相反确定电场方向。物理上规定，在电场中，正电荷所受的电场力方向与该处电场方向相同；负电荷所受的电场力方向与该处电场方向相反。也就是说，电场力方向一定与电场方向在同一直线上，要么同向，要么反向。

等势面

电场强度方向是电场中电势降低最快的方向，画出等势面，电场线和等势面垂直。由电场线和等势面关系可知，电场线与等势面始终垂直，并且沿电场方向，电势在减小。但电势降低的方向并不一定是电场方向，而应表达为电势降低电快（单位距离上电势差最大）的方向才是电场强度的方向。

场源电荷法

在正的场源电荷周围电场中，电场的方向是背离正场源电荷；在负的场源电荷周围电场中，电场的方向是指向负场源电荷。

高二物理电场强度测试题

1．电场中有一点P，下列哪种说法是正确的( )

A．若放在P点电荷的电荷量减半，则P点的场强减半

B．若P点没有试探电荷，则P点场强为零

C．P点场强越大，则同一电荷在P点所受静电力越大

D．P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向

解析：选C.电场中某点的电场强度与试探电荷无关，故A、B错；由于F＝qE知，C对；场强方向与正试探电荷受力方向相同，故D错．

2．(2011年杭州检测)真空中距点电荷(电量为Q)为r的A点处，放一个带电量为q(qQ)的点电荷，q受到的电场力大小为F，则A点的场强为( )

A．F/Q B．F/q

C．kqr2 D． kQr2

答案：BD

3．下列各电场中，A、B两点电场强度相同的是( )

图1－3－12

解析：选C.A图中，A、B两点场强大小相等，方向不同，B图中A、B两点场强的方向相同，但大小不等，C图中是匀强电场，则A、B两点场强大小、方向相同；D图中A、B两点场强大小、方向均不相同．

4．(2011年黄冈高二检测)如图1－3－13所示是静电场的一部分电场线分布，下列说法中正确的是( )

图1－3－13

A．这个电场可能是负点电荷的电场

B．点电荷q在A点处受到的静电力比在B点处受到的静电力大

C．点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速度小(不计重力)

D．负电荷在B点处受到的静电力的方向沿B点切线方向

解析：选B.因为(孤立)负点电荷的电场线是自四周无穷远处从不同方向指向负电荷的球对称分布，而图中的电场线分布不具备这种特点，所以它不可能是负点电荷的电场，选项A错误．

因电场线越密处场强越大，故由图知场强EA>EB.又因点电荷q在电场中所受静电力F＝qE∝E，故静电力FA>FB，选项B正确．

由牛顿第二定律知，加速度a＝F/m∝F，而FA>FB，故aA>aB.选项C错误．

因“B点切线方向”即B点场强方向，而负电荷所受静电力的方向与场强方向相反，故选项D错误．

5．一粒子质量为m，带电荷量为＋q，以初速度v与水平方向成45°射向空间一匀强电场区域，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．

解析：粒子进入电场区域后要受重力和电场力作用而做直线运动，知其合力必与v在一直线上．由图及力的分解可知，最小的电场力qE＝mgcos45°.所以Emin＝mgqcos45°＝2mg2q ，方向垂直于v指向斜上方．

答案：2mg2q 垂直于v指向斜上方

一、选择题

1．关于电场线的叙述，下列说法正确的是( )

A．电场线是直线的地方一定是匀强电场

B．电场线的方向就是带正电的试探电荷的运动方向

C．点电荷只受电场力作用时，加速度的`方向总是与所在处的电场线的切线重合

D．画有电场线的地方有电场，没画电场线的地方就不存在电场

答案：C

2．一个检验电荷在电场中某点受到的电场力为F，这点的电场强度为E，在下图中能正确反映q、E、F三者关系的是( )

图1－3－14

解析：选D.电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定，与放入该点的检验电荷及其所受电场力无关，A、B错误；检验电荷在该点受到的电场力F＝Eq，F正比于q，C错误，D正确．

3．(2011年启东中学高二检测)

图1－3－15

如图1－3－15所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用EA、EB表示A、B两处的场强，则( )

A．A、B两处的场强方向相同

B．因为A、B在一条电场线上，且电场线是直线，所以EA＝EB

C．电场线从A指向B，所以EA>EB

D．不知A、B附近电场线的分布情况，EA、EB的大小不能确定

解析：选AD.电场线的切线方向指场强方向，所以A对；电场线的疏密程度表示场强大小，只有一条电场线的情况下不能判断场强大小，所以B、C错误，D正确．

4.点电荷A和B，分别带正电和负电，电荷量分别为4Q和Q，在A、B连线上，如图1－3－16所示，电场强度为零的地方在( )

图1－3－16

A．A和B之间 B．A的右侧

C．B的左侧 D．A的右侧及B的左侧

解析：选C.因为A带正电，B带负电，所以只有在A右侧和B左侧两者产生的电场强度方向相反，因为QA>QB，所以只有B的左侧，才有可能EA与EB等大反向，因而才可能有EA和EB矢量和为零的情况．故正确答案为C.

5.如图1－3－17所示，实线表示匀强电场中的电场线，一带电粒子(不计重力)经过电场区域后的轨迹如图中虚线所示，a、b是轨迹上的两点，关于粒子的运动情况，下列说法中可能的是( )

图1－3－17

A．该粒子带正电荷，运动方向为由a到b

B．该粒子带负电荷，运动方向为由a至b

C．该粒子带正电荷，运动方向为由b至a

D．该粒子带负电荷，运动方向为由b至a

解析：选BD.由运动轨迹可判定电场力方向向左，则粒子应带负电，故A、C错；运动a→b与b→a均有可能．故B、D对．

6. (2011年苏州高二检测)一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图1－3－18中虚线所示．不计粒子所受重力，则( )

图1－3－18

A．粒子带正电

B．粒子加速度逐渐减小

C．A点的速度大于B点的速度

D．粒子的初速度不为零

解析：选BCD.由运动轨迹可知电场力方向向左，粒子带负电，故A错；A→B电场强度变小，电场力变小，加速度变小，B对；粒子运动过程中，电场力与运动方向的夹角大于90°角，所以速率减小，故C对；若粒子的初速度为0，将沿电场线向左下侧运动，故D对．

7.实线为三条未知方向的电场线，从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如图1－3－19中的虚线所示(a、b只受电场力作用)，则( )

图1－3－19

A．a一定带正电，b一定带负电

B．电场力对a做正功，对b做负功

C．a的速度将减小，b的速度将增大

D．a的加速度将减小，b的加速度将增大

解析：选D.由于电场线方向未知，故无法确定a、b的电性，A错；电场力对a、b均做正功，两带电粒子动能均增大，则速度均增大，B、C均错；a向电场线稀疏处运动，电场强度减小，电场力减小，故加速度减小，b向电场线密集处运动，故加速度增大，D正确．

8．AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O.将电荷量分别为＋q和－q的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径，如图1－3－20所示．要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷Q( )

图1－3－20

A．应放在A点，Q＝2q

B．应放在B点，Q＝－2q

C．应放在C点，Q＝－q

D．应放在D点，Q＝－q

解析：选C.由平行四边形定则得出＋q和－q在O点产生的合场强水平向右，大小等于其中一个点电荷在O点产生的场强的大小．要使圆心处的电场强度为零，则应在C点放一个电荷量Q＝－q的点电荷，故C选项正确．

9．(2011年华南师大附中高二检测)

图1－3－21

如图1－3－21所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速飞过，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况是( )

A．先变大后变小，方向水平向左

B．先变大后变小，方向水平向右

C．先变小后变大，方向水平向左

D．先变小后变大，方向水平向右

解析：选B.等量异种电荷电场线分布如图(a)所示，由图中电场线的分布可以看出，从A点到O点，电场线由疏到密；从O点到B点，电场线由密到疏，所以沿点A、O、B，电场强度应由小变大，再由大变小，方向为水平向右，如图(b)所示．由于电子做匀速直线运动，所受合外力必为零，故另一个力应与电子所受电场力大小相等、方向相反，电子受到电场力方向水平向左，且沿点A、O、B运动的过程中，电场力由小变大，再由大变小，故另一个力的方向应水平向右，其大小应先变大后变小，所以选项B正确．

二、计算题

10.如图1－3－22所示，在边长为l的正方形四个顶点A、B、C、D上依次放置电荷量为＋q、＋q、＋q和－q的点电荷，求正方形中心O点的电场强度．

图1－3－22

解析：由对称性原理可知：若正方形四个顶点处均放置相同电荷量的电荷，则中心O点的场强为零，因此可把D点的电荷－q等效为两部分：＋q和－2q.

＋q和另外三个点电荷在中心O点的合场强为零，－2q在中心O点的场强为E＝2kql2/2＝4kql2

故正方形中心O点的场强大小为E＝4kql2，方向沿OD连线由O指向D.

答案：4kql2，方向沿OD连线由O指向D.

11．如图1－3－23所示，两根长为L的绝缘细线下端各悬挂一质量为m的带电小球A、B，A、B带电荷量分别为＋q和－q，今加上匀强电场(方向水平向左)，场强为E，使联结AB的绝缘细线(长为L)拉直，并使两小球处于静止状态，E的大小应满足什么条件？

图1－3－23

解析：B球受力如图所示．

由于B球静止，有

mg＝Fsin60° ①qE＝Fcos60°＋kq2L2＋FT ②

①②式联立 高中政治，并考虑到FT≥0，

得E≥mg3q＋kqL2.

答案：E≥mg3q＋kqL2

12.竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场．其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，如图1－3－24所示，请问：

图1－3－24

(1)小球带电荷量是多少？

(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？

解析：

(1)由于小球处于平衡状态，对小球受力分析如图所示

F sinθ＝qE①

F cosθ＝mg②

由①②得tanθ＝qEmg，故q＝mg tanθE.

(2)由第(1)问中的方程②知F＝mgcos θ，而剪断丝线后小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线的拉力大小相等，故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于mgcosθ.小球的加速度a＝F合m＝gcosθ，小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属极上时，它经过的位移为s＝bsinθ，又由s＝12at2，t＝2sa＝ 2bcosθgsinθ＝ 2bgcotθ.

答案：(1) mgtanθE (2) 2bg cotθ

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