【正文】 電體在電場中移動(dòng)時(shí)，電場力將對帶電體做功，這表示電場具有能量 . 可見，電場具有力和能的特征 提出問題：同一電荷 q在電場中不同點(diǎn)受到的電場力的方向和大小一般不同，這是什么因素造成的？引出電場強(qiáng)度的概念：因?yàn)殡妶鼍哂?方向性以及各點(diǎn)強(qiáng)弱不同，所以靠成同一電荷 q在電場中不同點(diǎn)受到的電場力的方向和大小不同，我們用電場強(qiáng)度來表示電場的強(qiáng)弱和方向． 電場強(qiáng)度 (E)： 由圖 。引出試探電荷和場源電荷 （ 1）關(guān)于試探電荷和場源電荷 （詳見 P12） 注意：檢驗(yàn)電荷是一種理想化模型，它是電量很小的點(diǎn)電荷，將其放入電場后對原電場強(qiáng)度無影響 指出：雖然可用同一電荷 q在電場中各點(diǎn)所受電場力 F的大小來比較各點(diǎn)的電場強(qiáng)弱，但是電場力 F 的大小還和電荷 q 的電量有關(guān)，所以不能直接用電場力的大小表示電場的強(qiáng)弱．實(shí)驗(yàn)表明：在電場中的同一點(diǎn)，電場力 F與電荷電量 q成正比，比值 F/q由電荷 q在電場中的位置所決定，跟電荷電量無關(guān)，是反映電場性質(zhì)的物理量，所以我們用這個(gè)比值 F/q來表示電場的強(qiáng)弱． （ 2） 電場強(qiáng)度 ①定義：電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力 F跟它的電荷量 q的比值，叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度，簡稱場強(qiáng)．用 E表示。 例如：課本圖 中 P 點(diǎn)的場強(qiáng)，等于＋ Q1在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng) E1和 Q2在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng) E2 的矢量和．從而使學(xué)生進(jìn)一步理解到，任何帶電體都可以看做是有許多點(diǎn)電荷組成的．利用點(diǎn)電荷場強(qiáng)的計(jì)算公式及疊加原理就可以計(jì)算出其周圍各點(diǎn)場強(qiáng)． 【例題】（課本 P9例 題演變）在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷 Q1=＋ 108C和 Q2=－ 108C，它們相距 ，求電場中 A點(diǎn)的場強(qiáng)． A點(diǎn)與兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離相等， r= 分析：點(diǎn)電荷 Q1和 Q2的電場在 A點(diǎn)的場強(qiáng)分別為 E1和 E2，它們大小相等，方向如圖所示，合場強(qiáng) E在 E1和 E2的夾角的平分線上，此平分線跟 Q1和 Q2的連線平行． 解： E=E1cos60176。 =2E1cos60176。 /r2代入數(shù)值得 E= 104N/C 可以證明：一個(gè)半徑為 R的均勻球體（或球殼）在外部產(chǎn)生的電場， 與一個(gè)位于球心的、電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場相同，球外各點(diǎn)和電場強(qiáng)度一樣 即： E=kQ/r2 ◎組織學(xué)生討論課本中的【說一說】，由學(xué)生討論后歸納： （ 1）關(guān)于靜電平衡 （ 2）靜電平衡后導(dǎo)體內(nèi)部電場的特點(diǎn)： ①處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零（注意：這時(shí)的場強(qiáng)是合場強(qiáng)，即外電場和感應(yīng)電場的疊加） ②處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上。 （ 2）電場線的基本性質(zhì) ①電場線上 每點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向 . ②電場線的疏密反映電場強(qiáng)度的大小 (疏弱密強(qiáng) ). ③靜電場中電場線始于正電荷或無窮遠(yuǎn)，止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn) .它不封閉，也不在無電荷處中斷 . ④任意兩條電場線不會在無電荷處相交 (包括相切 ) 介紹各種點(diǎn)電荷 電場線的分布情況。 勻強(qiáng)電場 (1)定義：電場中各點(diǎn)場強(qiáng)的大小相等、方向相同的電場就叫勻強(qiáng)電場 . (2)勻強(qiáng)電場的電場線：是一組疏密程度相同 (等間距 )的平行直線 .例如，兩等大、正對且 帶等量異種電荷的平行金屬板間的電場中，除邊緣附近外，就是勻強(qiáng)電場 .如圖 . 常見電場的電場線 電場 電場線圖樣 簡要描述 正點(diǎn)電荷 發(fā)散狀 負(fù)點(diǎn)電荷 會聚狀 等量同號電荷 相斥狀 等量異號電荷 相吸狀 勻強(qiáng)電場 平行的、等間距的、同向的直線 （三）【小結(jié)】對本節(jié)內(nèi)容做簡要的小結(jié) ◎鞏固練習(xí) 1．下列說法中正確的是： [ABC ] A．只要有電荷存在，電荷周圍就一定存在著電場 B．電場是一種物質(zhì)，它與其他物質(zhì)一樣，是不依賴我們的感覺而客觀存在的東西 C．電荷間的相互 作用是通過電場而產(chǎn)生的，電場最基本的性質(zhì)是對處在它里面的電荷有力的作用 2．下列說法中正確的是： [BC ] A．電場強(qiáng)度反映了電場的力的性質(zhì)，因此場中某點(diǎn)的場強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受的電場力成正比 B．電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)等于 F/q，但與檢驗(yàn)電荷的受力大小及帶電量無關(guān) C．電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向即檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)的受力方向 D．公式 E=F/q和 E=kQ/r2對于任何靜電場都是適用的 3．下列說法中正確的是： [ACD ] A．場強(qiáng)的定義式 E=F/q中， F是放入電場中的電荷所受的力， q是放入電場中的電荷的電量 B．場強(qiáng)的 定義式 E=F/q中， F是放入電場中的電荷所受的力， q是產(chǎn)生電場的電荷的電量 C．在庫侖定律的表達(dá)式 F=kq1q2/r2中 kq2/r2是電荷 q2產(chǎn)生的電場在點(diǎn)電荷 q1處的場強(qiáng)大小，此場對 q1作用的電場力 F=q1kq 2/r2，同樣 kq1/r2是電荷 q1產(chǎn)生的電場在點(diǎn)電荷 q2處的場強(qiáng)的大小，此場對 q2作用的電場力 F=q2kq 1/r2 D．無論定義式 E=F/q中的 q值 (不為零 )如何變化，在電場中的同一點(diǎn)， F 與 q 的比值始終不變 4．討論電場力與電場強(qiáng)度的區(qū)別于聯(lián)系 ●作業(yè) 復(fù)習(xí)本節(jié)課文 思考課本 P16問題與練習(xí)第 (1)、 (3)、 (4)、 (5)、 (7)題． 作業(yè)紙． 參考題 在電場中某一點(diǎn)，當(dāng)放入正電荷時(shí)受到的電場力向右，當(dāng)放入負(fù)電荷時(shí)受到電場力向 左，下列說法正確的是： [ ] A．當(dāng)放入正電荷時(shí)，該點(diǎn)的場強(qiáng)向右，當(dāng)放入負(fù)電荷時(shí)，該點(diǎn)的場強(qiáng)向左 B．只有在該點(diǎn)放入電荷時(shí)，該點(diǎn)才有場強(qiáng) 物理量比較內(nèi)容電場力 電場強(qiáng)度物理意義 電荷在電場中所受力 反映電場的力的屬性決定因素 由電場和電荷共同決定 僅由電場自身決定大小 F = qE E = F / q方向正電荷受力與 E 同向負(fù)電荷受力與 E 反向規(guī)定 E 的方向?yàn)檎姾稍谠擖c(diǎn)的受力方向區(qū)別單位 N N / C ( 或 V / m )聯(lián)系 F = qE ( 普遍適用 ) C．該點(diǎn)的場強(qiáng)方向一定向右 D．以上說法均不正確 真空中，兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷電量數(shù)值均為 q，相距 r．兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)處 的電場強(qiáng)度的大小為： [ ] A． B． 2kq/r2 C． 4k/r2 D． 8kq/r2 3．真空中， A， B兩點(diǎn)上分別設(shè)置異種點(diǎn)電荷 Q Q2，已知兩點(diǎn)電荷間引力為 10N， Q1= 102C， Q2= 102C．則 Q2在 A處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小是 ________N/C，方向是 ________；若移開 Q2，則 Q1在 B處產(chǎn)生的場強(qiáng)的大小是 ________N/C，方向是 ________． 說明 1．電場強(qiáng)度是表示電場強(qiáng)弱的物理量，因而在引入電場強(qiáng)度的概念時(shí)，應(yīng)該使學(xué)生了解什么是電場的強(qiáng)弱，同一個(gè)電荷在電場中的不同點(diǎn)受到的電場力的大小是不同的，所受電場力大的點(diǎn)，電場強(qiáng) ． 2．應(yīng)當(dāng)使學(xué)生理解為什么可以用比值 F/q 來表示電場強(qiáng)度，知道這個(gè)比值與電荷 q 無關(guān)，是反映電場性質(zhì)的物理量． 用比值定義一個(gè)新的物理量是物理學(xué)中常用的方法，應(yīng)結(jié)合學(xué)生前面學(xué)過的類似的定義方法，讓學(xué)生領(lǐng)會電場強(qiáng)度的定義． 3．應(yīng)當(dāng)要求學(xué)生確切地理解 E=F/q 和 E=kQ/r2這兩個(gè)公式的含義，以及它們的區(qū)別和聯(lián)系． 4．應(yīng)用電場的疊加原理進(jìn)行計(jì)算時(shí)不應(yīng)過于復(fù)雜，一般只限于兩個(gè)電場疊加的情形．通過這種計(jì)算，使學(xué)生理解場強(qiáng)的矢量性 5． 電場線是為了形象描述電場而引入的，電場線不是實(shí)際存在的線。 對于幾種典型問題，學(xué)生死記答案，要讓他們養(yǎng)成分析題目的習(xí)慣。 專題：靜電平衡 【教學(xué) 三維 目標(biāo)】 1． 知道靜電感應(yīng)產(chǎn)生的原因，理解什么是靜電平衡狀態(tài) 2． 理解靜電平衡時(shí)，凈電荷只分布在導(dǎo)體表面且內(nèi)部場強(qiáng)處處為零 3． 知道靜電屏蔽及其應(yīng)用 【重點(diǎn) 難點(diǎn) 】 靜電平衡狀態(tài) 電場中導(dǎo)體的特點(diǎn) 【教學(xué)方法】 推理歸納法、問題解決法、實(shí)驗(yàn)法 【 教具準(zhǔn)備 】 驗(yàn)電器、法拉第圓筒、有絕緣柄的金屬球一個(gè) 、金屬網(wǎng)罩、收音機(jī)、感應(yīng)起電機(jī)、導(dǎo)線若干 【教學(xué)過程】 (一 )復(fù)習(xí)提問 什么是靜電感應(yīng)現(xiàn)象？ 靜電感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是什么？ 在靜電感應(yīng)時(shí)用手摸一下導(dǎo)體，再移走源電荷，則導(dǎo)體帶什么電？ 若將導(dǎo)體接地則情況如何？左端接地呢？ (二 )新課教學(xué) 一、電場中的導(dǎo)體 金屬導(dǎo)體的特征： 由做熱振動(dòng)的正離子和做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的自由電子組成 靜電感應(yīng)現(xiàn)象 問題：在源電荷的電場中引入金屬導(dǎo)體后會對空間各點(diǎn)的場強(qiáng) 有影響嗎？ 是什么作用使金屬內(nèi)的電子定向移動(dòng)的？此移動(dòng)一直進(jìn)行嗎？ 金屬導(dǎo)體內(nèi)部有電場嗎？ 答：使空間電場重新分布 源電荷的電場使導(dǎo)體內(nèi)部自由電子定向移動(dòng) 靜電平衡狀態(tài)： 導(dǎo)體（包括表面）中沒有電荷定向移動(dòng)時(shí)的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài) 靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn)： ⑴內(nèi)部場強(qiáng)處處為零（不為 0則自由電子將繼續(xù)移動(dòng)直至合場強(qiáng)為 0） ⑵導(dǎo)體中沒有自由電荷定向移動(dòng) + － － ＋ ＋ ＋ － + － － ＋ ＋ ＋ － ⑶凈電荷分布在導(dǎo)體表面 實(shí)驗(yàn)證明： 法拉第圓筒實(shí)驗(yàn) ⑷導(dǎo)體表面附近電場線與表面垂直 理論證明：中性導(dǎo)體帶電后，由于同種電荷相互排斥，凈電荷只能分布在表面 反證法：若內(nèi)部有自由電荷，則內(nèi)部場強(qiáng)不為 0，導(dǎo)體就不是處于靜電平衡狀態(tài) 靜電平衡時(shí)導(dǎo)體周圍電場分布： 上圖空間實(shí)際電場分布，不會出現(xiàn)虛線電場線 二、靜電屏蔽 空腔導(dǎo)體的特點(diǎn)： 凈電荷只分布在外表面，內(nèi)表面不帶電，空腔內(nèi)沒有電場 靜電屏蔽 外 部電場對內(nèi)部儀器沒有影響 若將源電荷置于空腔內(nèi)，則外對內(nèi)沒有影響，但內(nèi)對外有影響 實(shí)驗(yàn)演示：將收音機(jī)置于金屬網(wǎng)罩內(nèi)則聲音大小減小 若將球殼接地，則內(nèi)外各不影響 應(yīng)用 電學(xué)儀器和電子設(shè)備外面套有金屬罩 通信電纜版面包一層鉛皮 高壓帶電作業(yè)人員穿金屬網(wǎng)衣 通訊工具在鋼筋結(jié)構(gòu)房屋中接收信號弱 (三 )鞏固練習(xí) 例 1：如圖所示，在一個(gè)原來不帶電的金屬導(dǎo)體殼的球心處放一正電荷，試分析 A、 B、 C三點(diǎn)的場強(qiáng)： + － － ＋ ＋ ＋ － + ＿ ＿ ＿ ＋ ＋ ＋ + + + + A B C A． EA≠ 0 ， EB=0 ， EC=0 B． EA≠ 0 ， EB≠ 0 ， EC=0 C． EA≠ 0 ， EB≠ 0 ， EC≠ 0 D． EA=0 ， EB≠ 0 ， EC=0 例 2：如圖所示， A、 B是兩個(gè)架在絕緣支座上的金屬球，都不帶電，中間用導(dǎo)線連接，現(xiàn)用一帶正電的小球 C靠近 B，用手摸一下 B球，再撤去導(dǎo)線，然后移走 C球，則 A、 B帶電情況： A． A球帶正電， B球帶負(fù)電 B． A球帶正電， B球不帶電 C． A球不帶電， B球帶負(fù)電 D． 以上說法都不正確 例 3：長為 L的金屬棒原來不帶電，現(xiàn)將一帶電荷量為 q的正電荷放在距棒左端 R處且與棒在一條線上，則棒上感應(yīng)電荷 在棒內(nèi)中點(diǎn) O 處產(chǎn)生的場強(qiáng)的大小 ，方向 。 學(xué)生對電場強(qiáng)度大小，方向的判斷，導(dǎo)體內(nèi)部外部的區(qū)別存在問題，準(zhǔn)備在作業(yè)紙上讓他們逐步解決問題。 理解電勢的概念，知道電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量。了解電勢與電場線的關(guān)系，了解等勢面的意義及與電場線的關(guān)系。 （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀 嘗試運(yùn)用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實(shí)際問題，增強(qiáng)科學(xué)探究的價(jià)值觀。 難點(diǎn)： 掌握電勢能與做功的關(guān)系，并能用此解決相關(guān)問題。 2．復(fù)習(xí)功和能量的關(guān)系。 （二）進(jìn)行新課 1．靜電力做功的特點(diǎn) 結(jié)合課本圖 1。 q沿直線從 A到 B q沿折線從 A到 M、再從 M到 B q沿任意曲線線 A到 B 結(jié)果都一樣即： W=qELAM =qELABcos? 【結(jié)論】：在任何電場中，靜電力移動(dòng)電荷所做的功，只與始末兩點(diǎn)的位置有關(guān)，而與電荷的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)。 靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系： 靜電力做的功等于電勢能的變化量。 ③．在正電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢能都為正，負(fù)電荷在任一點(diǎn)具 有的電勢能都為負(fù)。 ④．求電荷在電場中某點(diǎn)具有的電勢能 電荷在電場中某一點(diǎn) A 具有的電勢能 EP等于將該點(diǎn)電荷由 A 點(diǎn)移到電勢零點(diǎn)電場力所做的功 W的。 ⑥電勢能零點(diǎn)的規(guī)定 若要確定電荷在電場中的電勢能，應(yīng)先規(guī)定電場中電勢能的零位置。如上式若