【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＝。
(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＝qk，
所以电荷 q处的电场强度 E＝＝k。
(1)公式：E＝k。
(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，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＝与 E＝k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
ABC　[电荷周围存在着电场，电场对电荷有力的作用，电荷之间的相互作
用就是通过电场而产生的，A、C正确；电场是一种特殊的物质，在真空中、导
体中都能存在，B正确，D错误。]
3．(多选)真空中距点电荷(电荷量为 Q)为r的A点处，放一个带电荷量为
q(q≪Q)的点电荷，q受到的电场力大小为 F，则 A点的电场强度为(　　)
A．　　　　　　　 B．
C．k D．k
BD　[E＝中 q指的是试探电荷，E＝k中Q指的是场源电荷，故B、D正
确。]
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