高中物理必修三 第九章　3　第一課時(shí)　電場(chǎng)強(qiáng)度　電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加同步學(xué)案

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3　電場(chǎng)　電場(chǎng)強(qiáng)度 第1課時(shí)　電場(chǎng)強(qiáng)度　電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加 [學(xué)習(xí)目標(biāo)]　1.知道電場(chǎng)的概念及電場(chǎng)的基本性質(zhì)。2.理解電場(chǎng)強(qiáng)度及其定義式，并能用該公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算(重點(diǎn))。3.掌握點(diǎn)電荷的電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加(難點(diǎn))。 一、電場(chǎng)　電場(chǎng)強(qiáng)度 1．電場(chǎng) 電荷之間通過(guò)________相互作用。電場(chǎng)和磁場(chǎng)像分子、原子等實(shí)物粒子一樣也有能量，因而場(chǎng)也是物質(zhì)存在的一種形式。 靜止電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)叫作________。它的基本性質(zhì)是對(duì)放入電場(chǎng)的電荷有________的作用。 2．電場(chǎng)強(qiáng)度 (1)試探電荷與場(chǎng)源電荷 ①試探電荷：為了便于研究電場(chǎng)各點(diǎn)的性質(zhì)而引入的電荷，是電荷量和體積都________的點(diǎn)電荷。 ②場(chǎng)源電荷：________________的帶電體所帶的電荷，也叫源電荷。 (2)電場(chǎng)強(qiáng)度 ①定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷，所受的________跟它的________之比，叫作該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。 ②定義式：E＝eq \f(F,q)(適用于一切電場(chǎng))。 ③單位：________，符號(hào)是________。 ④方向 規(guī)定：與正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向________；與負(fù)電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向________。 ⑤電場(chǎng)強(qiáng)度反映了電場(chǎng)的力的性質(zhì)，但與試探電荷受到的靜電力大小________(填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)。 ⑥電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E是唯一的，是由電場(chǎng)本身的特性(形成電場(chǎng)的電荷及空間位置)決定的，與是否放入試探電荷________(填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)。 (1)E＝eq \f(F,q)中的q是場(chǎng)源電荷。(　　) (2)若在電場(chǎng)中某點(diǎn)放置負(fù)試探電荷，則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向與放置正試探電荷時(shí)相反。(　　) (3)若在電場(chǎng)中的某點(diǎn)不放試探電荷，則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0。(　　) (4)電場(chǎng)強(qiáng)度公式E＝eq \f(F,q)表明，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與試探電荷的電荷量q成反比，若q減半，則該處的電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍。(　　) 例1　在一帶負(fù)電荷的導(dǎo)體A附近有一點(diǎn)B，如在B處放置一個(gè)q1＝－2.0×10－8 C的電荷，測(cè)出其受到的靜電力F1大小為4.0×10－6 N，方向如圖，則： (1)B處電場(chǎng)強(qiáng)度多大？方向如何？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (2)如果換成一個(gè)q2＝＋4.0×10－7 C 的電荷放在B點(diǎn)，其受力多大？此時(shí)B處電場(chǎng)強(qiáng)度多大？ (3)如果將B處電荷拿走，B處的電場(chǎng)強(qiáng)度是多大？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 二、點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 如圖所示，在電荷量為Q的正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，P點(diǎn)到Q的距離為r，則Q在P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是多大？方向如何？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 1．點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度 (1)表達(dá)式： E ＝ ________。 (2)適用條件：真空、靜止、________。 2．點(diǎn)電荷電場(chǎng)的方向 當(dāng)Q為正電荷時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向沿半徑________(如圖甲); 當(dāng)Q為負(fù)電荷時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向沿半徑________(如圖乙)。 注意：如果以Q為圓心、r為半徑作一個(gè)球面，則球面上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，但方向不同。 (1)根據(jù)公式E＝keq \f(Q,r2)可知，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與場(chǎng)源電荷所帶的電荷量Q成正比，與r2成反比。(　　) (2)由E＝eq \f(kQ,r2)可知，在離點(diǎn)電荷非常近的地方(r→0)，電場(chǎng)強(qiáng)度E可達(dá)無(wú)窮大。(　　) 例2　在真空中O點(diǎn)放一個(gè)電荷量為Q＝＋1.0×10－9 C的點(diǎn)電荷，直線MN通過(guò)O點(diǎn)，O、M間的距離r＝30 cm，M點(diǎn)放一個(gè)電荷量為q＝－1.0×10－10 C的點(diǎn)電荷，如圖所示。已知靜電力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，求： (1)q在M點(diǎn)受到的作用力； (2)M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度； (3)拿走q后M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度； (4)M、N兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度哪點(diǎn)大。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ E＝eq \f(F,q)與E＝keq \f(Q,r2)的比較 三、電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加 1．電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理 在幾個(gè)點(diǎn)電荷共同形成的電場(chǎng)中，電場(chǎng)中任意一點(diǎn)的總電場(chǎng)強(qiáng)度等于各個(gè)點(diǎn)電荷在該點(diǎn)各自產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的________。 2．一個(gè)半徑為R的均勻帶電球體(或球殼)在外部產(chǎn)生的電場(chǎng)，與一個(gè)位于球心的、電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)相同(如圖)。 　 例3　如圖所示，真空中，電荷量分別為＋Q和－Q的點(diǎn)電荷A、B相距r，靜電力常量為k，求： (1)兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向。 (2)在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，距A、B兩點(diǎn)都為r的O′點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 例4　如圖所示，等邊三角形ABC的三個(gè)頂點(diǎn)分別固定三個(gè)點(diǎn)電荷＋q、－q、－q，已知三角形邊長(zhǎng)為eq \r(3)L，靜電力常量為k，則該三角形中心O點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小、方向如何？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 例5　如圖所示，真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷，Q1 ＝ 4.0×10－8 C，Q2＝－1.0×10－8 C，分別固定在x軸的坐標(biāo)為0和6 cm的位置上。 (1)x軸上哪個(gè)位置的電場(chǎng)強(qiáng)度為0? (2)x軸上哪些位置的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是沿x軸的正方向的？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________項(xiàng)目E＝eq \f(F,q)(定義式)E＝keq \f(Q,r2)(決定式)意義及用途給出了一種量度電場(chǎng)強(qiáng)弱的方法指明了點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度大小的決定因素適用范圍一切電場(chǎng)真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)E與各量關(guān)系E的大小與F、q的大小無(wú)關(guān)E∝Q，E∝eq \f(1,r2)Q或q的意義q是試探電荷的電荷量，Q是場(chǎng)源電荷的電荷量