【精准解析】高中物理人教版选修3-1教师用书：第1章3　电场强度含解析

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3　电场强度
[学习目标]　1.[物理观念]知道电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质。
2.[物理观念]理解电场强度的定义及物理意义，知道它的矢量性。(重点)3.[科学方
法]会推导点电荷场强的计算式并能进行有关的计算。4.[科学思维]知道电场强度的
叠加原理，会应用该原理进行简单计算。(难点)5.[物理观念]理解电场线的概念、
特点，了解常见的电场线的分布，知道什么是匀强电场。(重点)
一、电场
1．电场的产生：电荷在其周围产生电场，电场是电荷周围存在的一种特殊物
质。
2．基本性质：电场对放入其中的电荷产生力的作用。
3．电场和磁场统称为电磁场，电磁场是一种客观存在的特殊物质，也有能量、
动量。
二、电场强度
1．试探电荷与场源电荷
(1)试探电荷：如图所示，带电小球 q是用来检验电场是否存在及其强弱分布
情况的，称为试探电荷，或检验电荷。
(2)场源电荷：被检验的电场是电荷 Q所激发的，电荷 Q称为场源电荷，或源
电荷。
2．电场强度
(1)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
作该点的电场强度。
(2)定义式：E＝
F
q
。
(3)单位：牛/库(N/C)，伏/米(V/m)。1 N/C＝1 V/m。
(4)方向：电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所
受的静电力的方向相同。
(5)物理意义：电场强度是描述电场的力的性质的物理量，与试探电荷受到的
静电力大小无关。
三、点电荷的电场　电场强度的叠加
1．点电荷的电场
如图所示，场源电荷 Q与试探电荷 q相距为 r，则它们的库仑力 F＝k
Q
q
r
2
＝qk
Q
r
2
，所以电荷 q处的电场强度 E＝
F
q
＝k
Q
r
2
。
(1)公式：E＝k
Q
r
2
。
(2)方向：若 Q为正电荷，电场强度方向沿 Q和该点的连线背离 Q；若 Q为负
电荷，电场强度方向沿 Q和该点的连线指向 Q。
2．电场强度的叠加
(1)电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
这种关系叫作电场强度的叠加。
例如，图中 P点的电场强度，等于电荷＋Q1在该点产生的电场强度 E1与电荷
－Q2在该点产生的电场强度 E2的矢量和。
(2)如图所示，均匀带电球体(或球壳)外某点的电场强度：E＝k
Q
r
2
，式中 r是球
心到该点的距离(r≫R)，Q为整个球体所带的电荷量。
(3)电场强度是矢量，电场强度的叠加本质是矢量叠加，所以应该用平行四边
形定则。
四、电场线　匀强电场
1．电场线
(1)定义：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方向。
(2)特点：
①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，是不闭合曲线。
②电场线在电场中不相交，因为电场中任意一点的电场强度方向具有唯一性。
③在同一幅图中，电场线的疏密反映了电场强度的相对大小，电场线越密的
地方电场强度越大。
④电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线。
2．匀强电场
(1)定义：电场强度的大小相等、方向相同的电场。
(2)电场线特点：匀强电场的电场线是间隔相等的平行线。
(3)实例：两块等大、靠近、正对的平行金属板，带等量异种电荷时，它们之
间的电场除边缘附近外就是匀强电场。
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)试探电荷不产生电场。 (×)
(2)电场强度的方向与试探电荷所受电场力的方向可能相同，也可能相反。
(√)
(3)以点电荷为球心的球面上各点电场强度处处相同。 (×)
(4)公式 E＝
F
q
与E＝k
Q
r
2
中q与Q含义不同。 (√)
(5)在相邻的两条电场线之间没画电场线的地方有电场。 (√)
2．(多选)关于电场，下列说法中正确的是(　　)
A．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场
B．电场是一种物质，它与其他物质一样，不依赖我们的感觉而客观存在
C．电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的性质是对放在其中的
电荷有力的作用
D．电场只能存在于真空中和空气中，不可能存在于物体中
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