【正文】 學(xué)案 1 探究電場的力的性質(zhì) [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 ] ，并會進行有關(guān)的計算 .場，并熟記幾種常見電場的電場線分布特征 .． 一、電場 19 世紀(jì) 30 年代，法拉第在大量實驗的基礎(chǔ)上認(rèn)為電荷周圍存在著由它產(chǎn)生的電場，其基本性質(zhì)是能夠?qū)Ψ湃肫渲械碾姾捎辛Φ淖饔?，這個力叫做電場力． 二、怎樣描述電場 1．電場中某點的電荷所受到的電場力 F 跟它的電荷量 q的比值叫做電場在該點的電場強度，簡稱 場強，用 E 表示，即 E＝ Fq. 2．真空中點電荷周圍形成的電場的電場強度公式為： E＝ kQr2，其中 k 是靜電力常量， Q 是場源電荷的電荷量， r 是場點離開場源電荷 Q 的距離． 3．電場線是在電場中畫出的一些有方向的曲線，曲線上每一點的切線方向都表示該點的電場強度方向，電場線的疏密程度表示空間各點場強的大?。畱?yīng)該注意，電場線不是 (填 “是 ”或 “不是 ”)實際存在的線，而是形象地描述電場的假想的線． 4．電場的疊加原理：許多點電荷在某點的合場強，等于各點電荷的電場在該點場強的矢量和． 一、電場 電場強度 [問題設(shè)計 ] 1．在空間中有一電場，把一帶電荷量為 q的試探電荷放在電場中的 A點，該電荷受到的靜電力為 2q 的點電荷放在 A點，則它受到的靜電力為多少？若把帶電荷量為 nq 的點電荷放在該點，它受到的靜電力為多少？ 答案 2F nF 2．結(jié)合問題設(shè)計 1思考電荷在電場中某點受到的靜電力 F與電荷所帶電荷量 q 有何關(guān)系？ 答案 F 與 q 成正比，即 F 與 q 的比值為定值． [要點提煉 ] 電場強度的定義式是 E＝ F/q，它是表示電場的強 弱和方向的物理量． 1．電場強度的唯一性：決定于電場本身，與是否放入試探電荷、放入電荷的電性、電荷量的多少均無關(guān) (填 “有關(guān) ”或 “無關(guān) ”)． 2．電場強度的矢量性：電場強度的方向與在該點的正電荷所受靜電力的方向相同，與負(fù)電荷的受力方向相反．所以比較電場強度是否相同時，一定要考慮大小和方向兩個因素． [延伸思考 ] 電場強度是比值法定義的物理量．比值法定義的特點是什么？請結(jié)合密度 ρ＝mV、電阻 R＝UI的公式加以說明． 答案 比值法定義的特點是被定義的物理量與作比值的兩個量無 關(guān)，只取決于物質(zhì)、電阻、電場本身的性質(zhì)． 二、點電荷的電場 電場強度的疊加 [問題設(shè)計 ] 1所示，在正點電荷 Q 的電場中有一試探電荷 q，已知 q 到 Q 的距離為 r， Q 對 q 的作用力是多大？ Q 在 q 所在位置產(chǎn)生的電場的電場強度是多大？方向如何？ 圖 1 答案 根據(jù)庫侖定律有 F＝ kQqr2 ，所以 Q 在 q 所在位置產(chǎn)生的電場的電場強度為 E＝ Fq＝ kQr2，方向沿 Qq 的連線由 Q 指向 q. 2．如果再有一正點電荷 Q′＝ Q，放在如圖 2 所示的位置， q 所在位置的電場的電場強度多大？ 圖 2 答案 如圖所示， Q、 Q′分別對 q有力的作用， q 所受的靜電力為兩個力的合力 F＝ F21＋ F2＝ 2kQqr2 . 所以 q 所在位置的電場的電場強度為 E＝ Fq＝ 2kQr2. [要點提煉 ] 1．點電荷電場的場強： (1)公式 E＝ kQr2，適用條件：真空中的點電荷． (2)方向：沿某點和 Q的連線， Q 為正電荷時，沿連線向外， Q 為負(fù)電荷時，沿連線向里．如果以 Q為中心， r 為半徑作一球面，則球面上各點的電場強度大小相等．當(dāng) Q 為正電荷時， E 的方向沿半徑向外；當(dāng) Q 為負(fù)電荷時， E 的方向沿半徑向里． 2．場強是矢量，當(dāng)空間存在多個點電荷產(chǎn)生的電場時，電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和． 三、電場線 勻強電場 [問題設(shè)計 ] 1．電場線是如何表示電場方向和強弱的？ 答案 在電場中，某點電場線的切線方向表示該點場強方向；電場線的疏密表 示電場強度的相對大小，電場強度較大的地方電場線較密，反之較疏． 2．電場線是真實存在的嗎？能不能相交？ 答案 不是．如果相交，則在同一點的切線方向有兩個，電場強度的方向也有兩個，這與電場強度的方向只有一個相矛盾，所以不可能． [要點提煉 ] 1．電場線的特點有： (1)起始于無限遠或正電荷，終止于負(fù)電荷或無限遠． (2)任意兩條電場線不相交． (3)在同一幅圖中，電場線的疏密表示場強