电场电场强度导学案高二上学期物理人教版

3.9.3电场电场强度【内容出处】人教版必修三第九章第3节【课标要求】1、3.1.2知道电场是一种物质。了解电场强度，体会用物理量之比定义新物理量的方法。会用电场线描述电场。例5用电场线描绘两个等量异种电荷周围的电场。【学习目标】通过阅读教材P11电场部分，提炼主要内容，说出电场的本质和基本特征。通过分析试探电荷在场源电荷激发电场中的受力特点，即F/q是一个定值，并运用库仑定律验证，得出电场强度的定义、定义式、单位、方向，体会用物理量之比定义新的物理量的方法。通过分析并画出静止的孤立正负、等量同种、等量异种点电荷的电场强度，体会电场强度的矢量性，学会用电场线描述电场强度分布。【评价任务】1、完成任务一，达成目标1——生成性评价、过程性评价。2、完成任务二，达成目标2——生成性评价、过程性评价。3、完成任务三、四，达成目标3——生成性评价、过程性评价。【学习过程】课前准备学习资料：课本、笔记本、铅笔、直尺、圆规、橡皮、学历案。自主预习，通读课本，做好标记。课中学习任务一、电场阅读课本，回答以下问题：①电场提出者是谁？观点是什么？②什么是静电场？任务二、怎样描述电场——电场强度试探电荷与场源电荷①试探电荷（检验电荷）：②场源电荷（源电荷）：2、分析与论证——定量研究电场的力的性质。假如我们研究的电场是由点电荷Q产生的。①将电量为+q的试探电荷分别放在电场中的A、B、C各处（设rA=3rc，rB=2rc），计算电场对+q的电场力FA、FB、FC，并写出你的发现。②把电量分别为+q、+2q、+3q的试探电荷依次放在电场中的同一点O点，计算电场对它们的电场力Fq、F2q、F3q，并写出你的发现。③我们应该用什么物理量来反映电场的强弱即电场力的性质？尝试给给出定义、定义式、单位。④电场强度是矢量还是标量？电场强度的方向是如何规定的？【练习1】把试探电荷q放在电场中的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？【练习2】(多选)如图是电场中某点的电场强度E及所受静电力F与放在该点处的试探电荷所带电荷量q之间的函数关系图像，其中正确的是()【思维发散】【练习3】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。【思维发散】【练习4】甲、乙两颗卫星绕地球的运动均可看作匀速圆周运动。已知甲、乙卫星的轨道半径分别为r1、r2，且r1<r2。卫星受到地球的引力，是因为它们处在地球周围的引力场中。就像用电场强度来描述电场的强弱那样，也可以用引力场强度来描述引力场的强弱。仿照电场强度的定义式E＝eq\f(F,q)，可以得到引力场强度的表达式。甲、乙卫星的轨道所在处的引力场强度大小之比为()A.eq\f(r1,r2)B．eq\f(r\o\al(2,1),r\o\al(2,2))C．eq\f(r2,r1) D．eq\f(r\o\al(2,2),r\o\al(2,1))任务三、点电荷的电场电场强度的叠加①点电荷是最简单的场源电荷，利用电场强度推导电荷量为+Q、Q的点电荷，在与之相距r处的电场强度公式，并讨论其电场强度的分布特点，画出与点电荷相距r的球面上各点的电场强度（尺规作图）。分布特点：作图区：②电场强度的叠加原理：如果场源是多个点电荷，则电场中某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。△ABC是等边三角形，边长为a，两电荷分别位于B、C两点，O点是BC的中点，D点在BC的四等分处，请你根据点电荷的场强公式计算出A、D、O点的场强。（尺规作图）【随堂练习】【练习1】真空中，A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r，则A、B两点的电场强度大小之比为()A．3∶1B．1∶3C．9∶1 D．1∶9【练习2】如图所示，A、B是以O点为圆心的一条直径的两个端点，将＋Q的点电荷放置于O点时，B点的电场强度大小为E，若再将－2Q的点电荷放置于A点，则B点处的电场强度()A．大小为E，方向沿OB方向B．大小为E，方向沿BO方向C．大小为eq\f(E,2)，方向沿BO方向D．大小为eq\f(E,2)，方向沿OB方向【练习3】如图，在(a,0)位置放置电荷量为q的正点电荷，在(0，a)位置放置电荷量为q的负点电荷，在距P(a，a)为eq\r(2)a的某点处放置正点电荷Q，使得P点的电场强度为零。则Q的位置及电荷量分别为()A．(0,2a)，eq\r(2)q B．(0,2a)，2eq\r(2)qC．(2a,0)，eq\r(2)q D．(2a,0)，2eq\r(2)q【思维发散】【练习4】如图所示，一边长为L的立方体金属板上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于板且过立方体中心O的轴线上有a、b、c三个点，a和b、b和O、O和c间的距离均为L，在a点处固定一电荷量大小为q的负点电荷。已知b点处的场强为零，且不考虑负点电荷q对金属板的影响，则c点处场强的大小为(k为静电力常量)()A．keq\f(10q,9L2)B．keq\f(8q,9L2)C．keq\f(q,L2) D．keq\f(Q,L2)任务四、电场线概念：特征：①②③画出孤立的正、负电荷、等量同种电荷、等量异种电荷的电场线，并分析其在空间中的分布特点。特点：特点：特点：特点：4.匀强电场：【练习1】如图所示是点电荷Q周围的电场线，以下判断正确的是()A．Q是正电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度B．Q是正电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度C．Q是负电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度D．Q是负电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度【练习2】(多选)如图中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两点的场强大小，则()A．A、B两点的场强方向相同B．电场线从A指向B，所以EA＞EBC．A、B在同一条电场线上，且电场线是直线，所以EA＝EBD．不知A、B附近的电场线分布状况，EA、EB的大小关系不能确定【练习3】(多选)如图所示，在等量负点电荷连线的中垂线上取A、B、C、D四点，B、D关于O点对称，关于这几点的场强大小关系，正确的是()A．EA>EB，EB＝EDB．EA<EB，EB<EDC．可能有EA<EB<ECD．可能有EA＝EC<EB【练习4】如图所示，一电子沿等量异种点电荷的中垂线由A→O→B匀速飞过，电子重力不计，则电子除受静电力外，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，方向水平向右三．课后检测A组（知识巩固作业）关于电场强度，小明有以下认识：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＝kQE=FqD.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。你认为他的看法正确吗？请简述你的理由。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）哪一点的电场强度最强？哪一点的电场强度最弱？（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。B组（思维提升作业）3.有同学说，电场线一定是带电粒子在电场中运动的轨迹。这种说法对吗？试举例说明。4.如图，A、B、C、D是正方形的四个顶点，在A点和C点放有电荷量都为q的正电荷，在B点放了某个未知电荷q′后，恰好D点的电场强度等于0。求放在B点的电荷电性和电荷量。5.如图，真空中有两个点电荷，Q1为4.0×108C、Q2为－1.0×108C，分别固定在x轴的坐标为0和6cm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？6.在一个点电荷Q的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，坐标