高二物理电场线教学设计

导读：　高二物理电场线教学设计(共5篇)上海高二物理静电场必备教案第二章 静电场第1课时 库仑定律 电场强度基础知识回顾1．电荷、电荷守恒⑴自然界中只存在两种电荷：正电荷、负电荷．使物体带电的方法有摩擦起电、接触起电、感应起电． ⑵静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间的相互吸引或排斥，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离带...

高二物理电场线教学设计(一)
上海高二物理静电场必备教案

第二章 静电场

第1课时 库仑定律 电场强度

基础知识回顾

1．电荷、电荷守恒

⑴自然界中只存在两种电荷：正电荷、负电荷．使物体带电的方法有摩擦起电、接触起电、感应起电． ⑵静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间的相互吸引或排斥，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷．

⑶电荷守恒：电荷即不会创生，也不会消失，它只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷总量保持不变．（一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变）

⑷元电荷：指一个电子或质子所带的电荷量，用ｅ表示．ｅ＝1.6×10-19

2．库仑定律

⑴真空中两个点电荷之间相互作用的电场力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上．即：Fkq1q2 其中k为静电力常量， k=9.0×10 9 Nm2/c2 2r

⑵成立条件

①真空中（空气中也近似成立），②点电荷，即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计．（对带电均匀的球， r为球心间的距离）．

3．电场强度

⑴电场：带电体的周围存在着的一种特殊物质，它的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫电场力．电荷间的相互作用就是通过电场发生作用的．电场还具有能的性质．

⑵电场强度E：反映电场强弱和方向的物理量，是矢量．

①定义：放入电场中某点的试探电荷所受的电场力F跟它的电荷量ｑ的比值，叫该点的电场强度．即：EF

q单位：

②场强的方向：规定正电荷在电场中某点的受力方向为该点的场强方向． （说明：电场中某点的场强与放入场中的试探电荷无关，而是由该点的位置和场源电何来决定．）

⑶点电荷的电场强度：E＝kQ，其中Q为场源电荷，E为场中距Q为r的某点处的场强大小．对于求r2

均匀带电的球体或球壳外某点的场强时，r为该点到球心的距离．

⑷电场强度的叠加：当存在多个场源电荷时，电场中某点的场强为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和．

⑸电场线：为形象描述电场而引入的假想曲线．

①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷．

②电场线不相交，也不相切，更不能认为电场就是电荷在电场中的运动轨迹．

③同一幅图中，场强大的地方电场线较密，场强小的地方电场线较疏．

⑹匀强电场：电场中各点场强大小处处相等，方向相同，匀强电场的电场线是一些平行的等间距的平行线．

重点难点例析

一、电荷守恒、库仑定律的理解

1．两个完全相同的金属球接触后，所带正、负电荷先＂中和＂然后＂平均分配＂于两球．分配前后正、负电荷之和不变．

2．当求两个导体球间的库仑力时，要考虑电荷的重新分布，例：当两球都带正电时，电荷相互非斥而使电．．

荷主要分布于两球的外侧,此时r将大于两球球心间的距离．

3．库仑定律是长程力，当r0时，带电体不能看成质点，库仑定律不再适用．

4.微观粒子间的库仑力远大于它们之间的万有引力，当计算微观粒子间的相互作用时可忽略粒子间的万有引力．

5.计算库仑力时，先将电荷量的绝对值代入进行计算，然后根据电性来判断力的方向．

【例1】 两个半径相同的金属小球，带电量之比为1∶7，相距为r(可视为点电荷)，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的 ( ) A.

43916 B. C. D 7777

二、与电场力相关的力学综合的问题

电场力可以和其它力平衡，也可以和其它力一起产生加速度，因此这类问题实质上仍是力学问题，仍是按力学问题的基本思路来解题，只不过多了一个电场力而已，特别是带电体之间的库仑力由于是一对相互作用力，因而考虑孤立带电体之间相互作用的过程时，一般可考虑用动量守恒；动能与电势能之和守恒来处理．

【例2】 如图6－1－2，在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为+4Q和-Q的点电荷．①将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？②若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？

图6－１－２

【例3】如图6－1－3，在光滑绝缘水平面上有三个质量都是m的相同小球，彼此间的距离都是l，A、B电荷量都是+q．给C一个外力F，使三个小球保持相对静止共同加速运动．求：C球的带电性和电荷量；外力F的大小．

图6－1－3

三、电场与电场线

场强是矢量，叠加遵循平行四边形定则，场强的叠加是高考的热点，是本节的重点，需要重点突破． 电场线是认识和研究电场问题的有利工具，必须掌握典型电场的电场线的分布，知道电场线的切线方向与场强方向一致，其疏密可反映场强大小．清除对电场线的一些错误认识．

【例4】等量异种点电荷的连线和中垂线如图6－1－6示，现将一个带负电的检验电荷先从图中的a点沿直线移动到b点，再从b点沿直线移动到c点，则检验电荷在此全过程中（）

A．所受电场力的方向不变

B．所受电场力的大小恒定

C．b点场强为0，电荷在b点受力也为0

D．在平面内与c点场强相同的点总共有四处 图6－1－6

四、如何运用场强的三个表达式分析问题 F：适用一切电场，E与试探电荷q的电荷量及所受电场力F无关，与试探电荷是否存在无关． q

Q２．决定式Ek2：只适应于真空中的点电荷，E由场源电荷Q及研究点到场源电荷的距离r有关． r

U３．关系式：E；只适应于匀强电场，d是指场中两点沿电场线方向上的距离． d

 易错门诊 定义式E

【例5】如图示6－1－10，带电小球A、B的电荷分别为QA、QB，OA=OB，都用长L的丝

线悬挂在O点．静止时A、B相距为d．为使平衡时AB间距离减为d/2，可采用以下哪些方

法

A．将小球B的质量都增加到原来的2倍

B．将小球B的质量增加到原来的8倍

C．将小球B的电荷量都减小到原来的一半

D．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍 图6－1－10

课堂自主训练

1．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片开.下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（ ）

2．如图6－1－12，带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况．一带电粒子从

A运动到B，在电场中运动的轨迹如图示．若不考虑其他力，则下列判断中正确的是（）

A．若粒子是从A运动到B，则粒子带正电；若粒子是从B运动到A，则粒子带负

电

B．不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电

C．若粒子是从A运动到B，则其加速度变大

图6－1－12

D．若粒子是从B运动到A，则其速度减小

3．如图6－1－13，一电子在某一外力作用下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，则电子所受电场力的大小和方向变化情况是（）

．先变大后变小，方向水平向左

．先变大后变小，方向水平向右

．先变小后变大，方向水平向左

．先变小后变大，方向水平向右

课后创新演练

１．带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动：①在电场线上运动，②在电场中做匀速圆周运动．该电场可能由（）

一个带正电的点电荷形成

一个带负电的点电荷形成

两个分立的带等量负电的点电荷形成

两块平行、带等量异号电荷的无限大平板形成

2．在同一电场中的A、B、C三点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷的电荷量和它所受电场力的函数图象如图6－1－14，则此三点的场强大小EA、EB、EC的关系是（ ）

．EA＞EB＞EC

．EB＞EA＞EC

．EC＞EA＞EB

图6－1－14 ．EA＞EC＞EB【高二物理电场线教学设计】

3.如图6－1－15，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上．a和c带正电，b带负电．a所带电荷量的大小比b的小．已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是（ ）

A. F1

B. F2

C. F3

D. F4

并沿电场线从A运动到B，其速度随时间变化的规律如图6－1－16.则（ ）

A．电场力FA图6－1－

15 ４．A、B是某＂点电荷＂产生的电场中的一条电场线，若在某点释放一初速为零的电子，电子仅受电场力作用，FB

B．电场强度EAEB

图6－1－

16 C．该点电荷可能带负电

D．该点电荷一定在B点的右侧

５．如图6－1－17， A、B为两个带异种电荷的质点，且AB电量之比这１：３，在A附近有一带电质点P，只受电场力作用下从静止开始沿AB连线向右运动，则它的加速度大小 ( )

A．不断增大

B．不断减小

图6－1－

17 C．先减小后增大

D．先增大后减小

６．如图6－1－18在匀强电场中，有一质量为m，电量为q的小球从A点由静止释放，运动轨迹为一直线，该直线与竖直方向的夹角为θ，那么匀强电场的场强大小具有 ( )

mgtan q

mgtan B．最大值， q

mgsinC．最小值， q

mg D．最大值， qA．唯一值，图6－1－18

７．用两根等长的细线各悬一个小球，并挂于同一点，已知两球质量相等，当它们带上同种电荷时，相距L而平衡，如图6－1－19．若使它们的带电量都减少一半，待它们重新平衡后，两球间距离（ ）

A．大于L/2

B．等于L/2

C．小于L/2

D．等于L

图6－1－19

第2课时 电场能的性质

基础知识回顾

１．电势能、电势、电势差、等势面的概念

⑴电势能：与重力势能一样，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫电势能，规定零势点后，电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功．不同的电荷在同一点所具有的电势能不一样：Ep=q．【高二物理电场线教学设计】

⑵电势φ：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值叫该点的电势．电势φ的大小与试探电荷大小无关．

定义式：=EP【高二物理电场线教学设计】

q，单位：伏特１V＝１J/C

意义：电场中某一点的电势在数值等于单位电荷在那一点所具有的电势能． 相对性：某点的电势与零电势点的选取有关．通常取无限远或大地的电势为零．

标量性：电势只有大小，没有方向，但有正、负之分，这里正负只表示比零电势高还是低．电场线也可判定电势高低：沿着电场线方向，电势越来越低．

⑶等势面：即电势相等的点构成的面．电场线与等势面垂直．并由电势 高 的等势面指向电势 低 的等势面．沿等势面移动电荷，电场力不做功．

⑷电势差U：电场中两间电势之差，也叫电压．UAB=AB，UAB=-UBA．

２．电场力做功

①

静电力做功的特点：在电场中确定的两点间移动电荷时，它的电势能的变化量是确定的，移动电荷时

高二物理电场线教学设计(二)
高二物理静电场教案

第六章 静电场

第1课时 库仑定律 电场强度

基础知识回顾

1．电荷、电荷守恒

⑴自然界中只存在两种电荷：正电荷、负电荷．使物体带电的方法有摩擦起电、接触起电、感应起电． ⑵静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间的相互吸引或排斥，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷．

⑶电荷守恒：电荷即不会创生，也不会消失，它只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷总量保持不变．（一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变）

⑷元电荷：指一个电子或质子所带的电荷量，用ｅ表示．ｅ＝1.6×10-19

2．库仑定律

⑴真空中两个点电荷之间相互作用的电场力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上．即：Fkq1q2 其中k为静电力常量， k=9.0×10 9 Nm2/c2 2r

⑵成立条件

①真空中（空气中也近似成立），②点电荷，即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计．（对带电均匀的球， r为球心间的距离）．

3．电场强度

⑴电场：带电体的周围存在着的一种特殊物质，它的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫电场力．电荷间的相互作用就是通过电场发生作用的．电场还具有能的性质．

⑵电场强度E：反映电场强弱和方向的物理量，是矢量．

①定义：放入电场中某点的试探电荷所受的电场力F跟它的电荷量ｑ的比值，叫该点的电场强度．即：EF

q单位：

②场强的方向：规定正电荷在电场中某点的受力方向为该点的场强方向． （说明：电场中某点的场强与放入场中的试探电荷无关，而是由该点的位置和场源电何来决定．）

⑶点电荷的电场强度：E＝kQ，其中Q为场源电荷，E为场中距Q为r的某点处的场强大小．对于求r2

均匀带电的球体或球壳外某点的场强时，r为该点到球心的距离．

⑷电场强度的叠加：当存在多个场源电荷时，电场中某点的场强为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和．

⑸电场线：为形象描述电场而引入的假想曲线．

①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷．

②电场线不相交，也不相切，更不能认为电场就是电荷在电场中的运动轨迹．

③同一幅图中，场强大的地方电场线较密，场强小的地方电场线较疏．

⑹匀强电场：电场中各点场强大小处处相等，方向相同，匀强电场的电场线是一些平行的等间距的平行线．

重点难点例析

一、电荷守恒、库仑定律的理解

1．两个完全相同的金属球接触后，所带正、负电荷先＂中和＂然后＂平均分配＂于两球．分配前后正、负电荷之和不变．

2．当求两个导体球间的库仑力时，要考虑电荷的重新分布，例：当两球都带正电时，电荷相互非斥而使电．．

荷主要分布于两球的外侧,此时r将大于两球球心间的距离．

3．库仑定律是长程力，当r0时，带电体不能看成质点，库仑定律不再适用．

4.微观粒子间的库仑力远大于它们之间的万有引力，当计算微观粒子间的相互作用时可忽略粒子间的万有引力．

5.计算库仑力时，先将电荷量的绝对值代入进行计算，然后根据电性来判断力的方向．

【例1】 两个半径相同的金属小球，带电量之比为1∶7，相距为r(可视为点电荷)，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的 ( ) A.

43916 B. C. D 7777

二、与电场力相关的力学综合的问题

电场力可以和其它力平衡，也可以和其它力一起产生加速度，因此这类问题实质上仍是力学问题，仍是按力学问题的基本思路来解题，只不过多了一个电场力而已，特别是带电体之间的库仑力由于是一对相互作用力，因而考虑孤立带电体之间相互作用的过程时，一般可考虑用动量守恒；动能与电势能之和守恒来处理．

【例2】 如图6－1－2，在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为+4Q和-Q的点电荷．①将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？②若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？

图6－１－２

【例3】如图6－1－3，在光滑绝缘水平面上有三个质量都是m的相同小球，彼此间的距离都是l，A、B电荷量都是+q．给C一个外力F，使三个小球保持相对静止共同加速运动．求：C球的带电性和电荷量；外力F的大小．

三、电场与电场线 图6－1－3

场强是矢量，叠加遵循平行四边形定则，场强的叠加是高考的热点，是本节的重点，需要重点突破． 电场线是认识和研究电场问题的有利工具，必须掌握典型电场的电场线的分布，知道电场线的切线方向与场强方向一致，其疏密可反映场强大小．清除对电场线的一些错误认识．

【例4】等量异种点电荷的连线和中垂线如图6－1－6示，现将一个带负电的检验电荷先从图中的a点沿直线移动到b点，再从b点沿直线移动到c点，则检验电荷在此全过程中（）

A．所受电场力的方向不变

B．所受电场力的大小恒定

C．b点场强为0，电荷在b点受力也为0

D．在平面内与c点场强相同的点总共有四处 图6－1－6

四、如何运用场强的三个表达式分析问题 F：适用一切电场，E与试探电荷q的电荷量及所受电场力F无关，与试探电荷是否存在无关． q

Q２．决定式Ek2：只适应于真空中的点电荷，E由场源电荷Q及研究点到场源电荷的距离r有关． r

U３．关系式：E；只适应于匀强电场，d是指场中两点沿电场线方向上的距离． d

 易错门诊 定义式E

【例5】如图示6－1－10，带电小球A、B的电荷分别为QA、QB，OA=OB，都用长L的丝

线悬挂在O点．静止时A、B相距为d．为使平衡时AB间距离减为d/2，可采用以下哪些方

法

A．将小球B的质量都增加到原来的2倍

B．将小球B的质量增加到原来的8倍

C．将小球B的电荷量都减小到原来的一半

D．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍 图6－1－10

课堂自主训练

1．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片开.下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（ ）

2．如图6－1－12，带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况．一带电粒子从

A运动到B，在电场中运动的轨迹如图示．若不考虑其他力，则下列判断中正确的是（）

A．若粒子是从A运动到B，则粒子带正电；若粒子是从B运动到A，则粒子带负

电

B．不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电

C．若粒子是从A运动到B，则其加速度变大

D．若粒子是从B运动到A，则其速度减小

3．如图6－1－13，一电子在某一外力作用下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，则电子所受电场力的大小和方向变化情况是（）

．先变大后变小，方向水平向左

．先变大后变小，方向水平向右

．先变小后变大，方向水平向左

．先变小后变大，方向水平向右 图6－1－12

课后创新演练

１．带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动：①在电场线上运动，②在电场中做匀速圆周运动．该电场可能由（）

一个带正电的点电荷形成

一个带负电的点电荷形成

两个分立的带等量负电的点电荷形成

两块平行、带等量异号电荷的无限大平板形成

2．在同一电场中的A、B、C三点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷的电荷量和它所受电场力的函数图象如图6－1－14，则此三点的场强大小EA、EB、EC的关系是（ ）

．EA＞EB＞EC

．EB＞EA＞EC

．EC＞EA＞EB

图6－1－14 ．EA＞EC＞EB

3.如图6－1－15，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上．a和c带正电，b带负电．a所带电荷量的大小比b的小．已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是（ ）

A. F1

B. F2

C. F3

D. F4

并沿电场线从A运动到B，其速度随时间变化的规律如图6－1－16.则（ ）

图6－1－

15 ４．A、B是某＂点电荷＂产生的电场中的一条电场线，若在某点释放一初速为零的电子，电子仅受电场力作用，

A．电场力FAFB

EB B．电场强度EA

C．该点电荷可能带负电

D．该点电荷一定在B点的右侧

５．如图6－1－17， A、B为两个带异种电荷的质点，且AB电量之比这１：３，在A附近有一带电质点P，只受电场力作用下从静止开始沿AB连线向右运动，则它的加速度大小 ( )

A．不断增大

B．不断减小

图6－1－17 C．先减小后增大

D．先增大后减小

６．如图6－1－18在匀强电场中，有一质量为m，电量为q的小球从A点由静止释放，运动轨迹为一直线，该直线与竖直方向的夹角为θ，那么匀强电场的场强大小具有 ( )

mgtan q

mgtan B．最大值， q

mgsinC．最小值， q

mg D．最大值， qA．唯一值，图6－1－18

７．用两根等长的细线各悬一个小球，并挂于同一点，已知两球质量相等，当它们带上同种电荷时，相距L而平衡，如图6－1－19．若使它们的带电量都减少一半，待它们重新平衡后，两球间距离（ ）

A．大于L/2

B．等于L/2

C．小于L/2

D．等于L

图6－1－19

第2课时 电场能的性质

基础知识回顾

１．电势能、电势、电势差、等势面的概念

⑴电势能：与重力势能一样，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫电势能，规定零势点后，电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功．不同的电荷在同一点所具有的电势能不一样：Ep=q．

⑵电势φ：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值叫该点的电势．电势φ的大小与试探电荷大小无关．

定义式：=EP

q，单位：伏特１V＝１J/C

意义：电场中某一点的电势在数值等于单位电荷在那一点所具有的电势能．

高二物理电场线教学设计(三)
高二物理教案《电场 电场强度》

高二物理教案《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，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？

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

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q1、q2、q3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。

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

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

（3）一个点电荷电场的场强

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，由电场强度的定义可知，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=+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。

（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。

（7）例题

例1 场电荷Q=2×10－4C，是正点电荷；检验电荷q=2×10－5C，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q＇=4×10－5C的正点电荷，再求q＇受力及B点的场强。 （4）将受力电荷拿去后再求B点场强。

在A与B的连线上，且指向A。

=4.5×105N/C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q＇=1C，它受力情况如图5（c）所示，F为q对q＇的作用力，9F为9q对q＇的作用力，而合力为8F方向指向q，所以

（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对+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

（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：

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。

（北京二中 许靖华）

第二节 电场强度 电场线

一、素质教育目标

（一）知识教学点

1．了解电场的概念，理解电场强度和电场线的概念。 2．掌握电场强度的定义式。

（二）能力训练点

1．用比值定义物理量、类比方法的重要研究方法的介绍，培养学生的科学研究能力。

2．用电场线描述电场的性质，帮助理解电场强度抽象概念，以达到运用形象思维上升到抽象思维的境界。 （三）德育渗透点

使学生初步了解“场”是一种客观存在的物质，培养学生对物质的认识观。 二、重点、难点、疑点及解决办法 1．重点

电场强度、电场线是描述电场性质的物理量。 2．难点

电场强度定义的理解，用比值来定义场强。 3．疑点

（1）场是一种客观存在的物质。

（2）场具有力的性质，而场强用比值F/q来定义 4．解决办法

电场概念抽象——“电场”看不见，摸不着。“电场强度”很难定量测量。“电场线”本身就是假想的模型。针对这些特点，用举例、类比、实验定性演示等手段将抽象的概念形象地显示出来。举例说明场是客观存在着的物质，用类比的方法向学生说明可用比值来定义场强，用模拟方法展示电场线。

三、课时安排

2课时

四、教具准备

验电羽，混有发屑的充满蓖麻油的密封的透明塑料扁盒，幻灯机。 五、学生活动设计

1．启发学生议论如何描述电场的强弱，引导学生从熟悉的速度定义，用类比的方法给出场强的比值定义。 2．通过电场线的模拟演示启发学生观察，帮助学生形象地理解电场强度概念。 3．巩固训练活动。 六、教学步骤 （一）明确目标

本课教学使学生了解电场的概念，理解场强的定义方法，类比法的介绍，培养学生的科学研究能力、实验观察能力。

（二）整体感知

电场强度是电学的最基本概念之一，是掌握静电学许多基本概念的基础。电场强度描述了电场的力的性质。但场强概念抽象，通过本课教学使学生对此有初步的认识，完整而深刻地认识场强概念，需待高三选修本的学习之后。

（三）重点、难点的学习与目标完成过程

第一课时

1．引入新课

手推桌子，有力作用——两物体直接作用，声音通过空气（媒介）传递到耳朵，电荷间的作用力是否通过空气传递力？不对，因真空中两电荷间也有力的作用，那是通过什么物质做媒介的？（讨论）这种物质就是电场。

2．验证电场的存在 让起电机（先隐蔽）暗线与球A相连，开始A不带电，带电小球B不偏离，让A带电，带电小球B偏离，然后向学生介绍起电机，说明使带电小球B偏离的是空间存在电场（验证了电场的存在）。

经学生讨论分析后，教师归纳指出

电荷间作用力是通过一种“场”——电场，电场虽然看不见摸不着，但是一种客观存在着的物质。 从而引出电场的概念——电荷周围存在着电场。 电场有哪些特征？

学生讨论后，教师归纳出

电场对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫电场力。 3．建立电场强度的概念 （1）电场有强弱之分

高二物理电场线教学设计(四)
高二物理静电场复习教案

静电场复习教案

★教学目标：

1．知识目标

加深理解电场强度、电势、电势差、电势能、电容等重点概念。

2．能力目标

在熟练掌握上述概念的基础上，能够分析和解决一些物理问题。

3．物理方法教育目标

通过复习，培养学生归纳知识和进一步运用知识的能力，学习一定的研究问题的科学方法。 ★复习重点：

物理概念的深刻含义、对物理概念的综合性运用

★教学方法：

复习提问，讲练结合，学案导学

★教具

投影片（或小黑板），学案

★教学过程

（一）复习回顾基础知识（投影复习提纲，可以印发提纲，要求学生课下预习完成）

1.电荷 电荷守恒

（1）自然界中只存在两种电荷： 电荷和 电荷。电荷间的作用规律是：同种电荷相互 ，异种电荷相互 。电荷的多少叫 。

（2）静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使 ，这种现象叫静电感应。利用静电感应使物体带电叫 起电。

（3）电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体 到另一物体，或者从物体的一部分 到另一部分。

2.元电荷：e=

3.库仑定律：

（1）定律的内容：真空中两个 之间相互作用的电力，跟它们的 成正比，

跟它们的 成反比，作用力的方向在 。

（2）库仑力的大小F= 。

（3）静电力恒量k= 。

4.电场：电荷的周围存在着电场，电场的基本性质是它对放入其中的电荷，这种力叫 。电荷间的相互作用是通过 发生的。

5.电场强度

（1）定义：放入电场中某点的 ，叫该点的电场强度，简称场强。

（2）定义式：E＝ ，其单位是 。

（3）方向：场强的方向与正电荷 ，与负电荷 。

6.点电荷的场强：E＝

如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就相互叠加形成的合电场。这时某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强 ，叫做电场的叠加。

7.电场线：在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向跟该点的样的曲线叫电场线。

8.电场线的特点：（1）电场线从电荷出发终止于电荷，不形成闭合曲线。

（2）电场线不 、也不 。

（3）电场线的疏密表示场强的 。

9.匀强电场：在电场的某一区域，如果场强的强电场。

10．静电力做功的特点：在电场中移动电荷时，电场力所做的功只与电荷的与电荷 无关，即电场力做功与重力做功有着相同的特点。因此电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做__________。

11．电场力做功与电势能变化的关系：电场力做；电场力

做 时，电荷的电势能 。电场力做功的多少等于 _______ 。写出电荷从电场中的A点移到B点的过程中，静电力所做的功与电荷在两点的电势能变化的关系式___________________。

12．电势能：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移到_________位置时所做得功。

通常把_________的电势能规定为零。

13．电势：电场中某一点，电荷的__________________，叫做这一点的电势。公式：_______。

电场线指向电势_____的方向。

电势是个相对的量，某点的电势与__________的选取有关。因此电势有正、负，表示该点电势比零电势点高还是低。通常把______________的电势规定为零。

14．电势差U：电荷在电场中由一点A移动到另一点B时，与叫做AB两点间的电势差。

公式：UAB。单位：

电势差有正负：UAB= -UBA，一般常取绝对值，写成U。

15．电势与电势差的比较

（1）电势与电势差都是反映电场本身的性质（能的性质）的物理量，与 无关.

（2）电势与电势差都是标量；数值都有正负；单位相同。

（3）UABAB,UBABA

（4）某点的电势与零电势点的选取有关，两点间的电势差与零电势点的选取无关。

16．等势面：电场中

17．等势面的特点：

（1）等势面一定与电场线 ，即跟场强的方向 。

（2）电场线总是由电势 的等势面指向电势 的等势面。

（3）在同一等势面上移动电荷时静电力 功。

18．匀强电场中电势差与电场强度的关系：沿场强方向的两点间的电势差等于U E＝

它表明：在匀强电场中，场强在数值上等于 。

19．电场强度的单位：

20．电容器：两个的导体组成电容器。

21．电容器的充、放电：使电容器叫充电。充电的过程是将电场能器中。使 叫放电。放电的过程储存在电容器中的电场能转化为其他形式的能。电容器的带电量是指 。

22．电容：电容器叫电容。定义公式C

只取决于 。

23．电容的物理意义：是描述电容器

24．电容的单位符号。1 F＝pF。

Q。注意C跟Q、U无关，U

25．平行板电容器的电容：跟成

反比.用公式表示CrS。 4kd

26．常用电容器：从构造上看分为和。

27．电容器的击穿电压和工作电压：击穿电压是指电容器的容器 工作电压。

28．带电粒子的加速

（1）运动状态分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做 运动。（答案：匀加（减）速直线）

（2）用功能观点分析：粒子动能的变化量等于静电力对它所做的功（电场可以是______电场或_______电场）。若粒子的初速度为零，则：_________，v=__________；若粒子的初速度不为零，则：____________，v=______________。

（答案：匀强，非匀强，qU=12112qU2qU2mv，，qU=mv2-mv02，v0） 222mm

29．带电粒子的偏转（限于匀强电场）

（1）运动状态分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向_____的电场力作用而做__________运动。（垂直，匀变速曲线）

（2）粒子偏转问题的分析处理方法类似于_______的分析处理，即应用_______________的方法：

沿初速度方向为______________运动，运动时间t=______________.

沿电场力方向为______________运动，加速度a=______________.

离开电场时的偏移量y=______________

离开电场时的偏转角tan=______________。 （答案：平抛运动，运动的合成和分解的知识，匀速直线，l，初速度为零的匀加速直 v0

vFqEqUqUl12qUl2

线，，at，） 22mmmdv0mdv022mdv0

（二）实例探究

☆点电荷的场强、电场强度的叠加

【例1】图中边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个

点电荷+q、+q、-q，求该三角形中心O点处的场强大小和方向。

解：每个点电荷在O点处的场强大小都是Ekq

a/32由图可得O点处的合场强为

EO6kq，方向由O指向C 。 a2

☆静电力做功、电势、电势能、电势差

【例2】 如图所示，将一个电荷量为q = +3×10-10C的

点电荷从电场中的A点移到B点的过程中，克服电场力做

功6×10-9J。已知A点的电势为A= - 4V，求B点的电势和

电荷在B点的电势能。

解：先由W=qU，得AB间的电压为20V，再由已知分析：向右移动正电荷做负功，说明电场力向左，因此电场线方向向左，得出B点电势高。因此B=16V。

电荷在B点的电势能EPqB4.810J

☆电场线、等势面

【例3】 如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下，通过该区域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点。下列说法中正确的是

A.三个等势面中，等势面a的电势最高

B.带电质点一定是从P点向Q点运动

C.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小

D.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小

解：先画出电场线，再根据速度、合力和轨迹的关系，可以判定：质点在各点受的电场力方向是斜向左下方。由于是正电荷，所以电场线方向也沿电场线向左下方。答案仅有D

☆电容器

【例4】 如图所示，在平行板电容器正中有一个带电微粒。

K闭合时，该微粒恰好能保持静止。在①保持K闭合；②充电后

将K断开；两种情况下，各用什么方法能使该带电微粒向上运动

打到上极板？

9

M N

高二物理电场线教学设计(五)
高中物理 第一章 第三节 电场 电场强度和电场线教案 教科版选修3-1

静电场 第三节 电场 电场强度 电场线教案

教学目标：

1. 知道场、静电场、场源电荷、检验电荷、电场强度、电场线、匀强电场的概念；

2. 对比理解电场强度的定义式与决定式，并会使用公式进行求解；

3. 对电场强度的矢量性的叠加求解；

4. 知道几种特殊的静电场电场线的分布，并学会运用电场线分析电场的特点；

5. 对带电粒子在匀强电场中的运动进行求解与分析

教学重点：

1. 对电场强度概念的理解；

2. 对电场线的分析、理解、应用；

3. 对带电粒子在匀强电场中运动的分析

教学难点：

1. 对电场强度概念的理解；

2. 对带电粒子在电场中的动力学分析

教学方法：

1. 问题启发：比如对电场强度概念的引入

2. 实验分析：比如对电场线概念的引入

3. 数据分析：比如对电场强度定义式的引入

4. 开放性问题探讨：比如对电场线的分析

教学过程：

一、新课导入

a 、 电场

师生回顾：磁体与磁体间的相互作用是如何发生的？

学生猜想：电荷之间的相互作用又是如何发生的呢？

学生阅读10-11页

师生概括：

一 、 电场的相关概念： ○

1、任何带电体的周围都存在电场。

2 、场是客观存在的一种特殊物质可脱离实物而独立存在

3、电场的基本性质；电场对电荷有电场力的作用，这种电荷间作用总是通过电场

进行的。

4、静止电荷周围产生的场为静电场

5 、产生电场的电场的电荷称为场源电荷

b、电场强度

问题提出:

电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。那么，如何描述场自身中各点性质的 强弱呢？

1 、与外界无关；

2 、不同点强弱一般不同；

3 、场本身看不见、摸不着；

学生活动：阅读11-12页并完成11页讨论交流

二、电场强度：

1、定义:放入电场中某一点的检验电荷受到的电场力 F 跟检验电荷的电量 q 的比值，

叫这一点的电场强度E。

2、定义式 FE q

3、单位：F 牛顿（N）； q 库仑（C）；

E 牛顿/库仑（N/C）。

4、电场强度的方向规定：

E的方向跟正电荷在该点所受电场力 F 的方向相同，跟负电荷在该点所受电场力

F 的方向相反。E是矢量。

5、E的物理意义：描述该点的电场强弱和方向， 是描述电场的力的性质的物理量。 注意：（1）E= F/q 为定义式，适用于一切电场。 （2）某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身（即场源电荷及这点的位置），

与检验电荷的正负、电量的大小及受到的电场力无关。

c、 点电荷电场强度

师生推导： FQq因为:E,又FK qr2

Q所以:EK2 r

学生活动：完成书本13页活动

教师点评并总结：

注意:（1）点电荷Q产生的电场中，某一点的场强的大小由点电荷Q及P点到Q的距

离r决定，与检验电荷q无关。

（2）当Q一定时，越靠近Q的点（r越小），场强越大。

学生练习：完成书本15页1、3两题

d、电场强度的矢量叠加（平行四边形定则）

e、电场线

师生回顾：为了形象的描述磁场而引入磁感线，那么，我们又该如何形象的描述抽象

的电场呢？

学生阅读：书本13-15页

在电场中画一些曲线，使曲线上每一点的切线方向与该点的场强方向一致.

电场线的特征

（1）静电场的电场线总是从正电荷（或者从无穷远）出发到负电荷终止（或者延伸到

无穷远）；

（2）电场线越密的地方，场强越大; 电场线越稀的地方，场强越小；

（3）任意两条电场线都不相交,不闭合。

（4）电场线是假想线，不是真实存在的， 电场是真实存在的。

（5）无电场线的地方不表示无电场，电场线不表示物体的运动轨迹。

学生作业：

1.一负电荷由电场中的A点由静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B点,它运动v-t图

象如图甲所示,则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是乙图中的( )

2．开放性思考题

对于下图中的电场线，请分析它的场强大小变化情况

f、匀强电场

（1）电场中 场强处处相同。

（2）大小： E=U/d

板书设计：

1、电场的概念 （1）（2）（3）（4）（5）

2、电场强度（1）定义:

（2）公式:

（3）单位:

（4）电场强度的方向: （5）物理意义:

3、真空中点电荷的电场强度公式:

4、电场强度的叠加

5、几种常见的电场线分布及特点

6、匀强电场的场强: E=U/d

作业布置：

完成学生练习册

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