2019-2020年人教版高中物理選修3-1 第一章 第3節(jié) 電場(chǎng)強(qiáng)度 教案1.doc

2019-2020年人教版高中物理選修3-1 第一章 第3節(jié) 電場(chǎng)強(qiáng)度 教案1三維目標(biāo)知識(shí)與技能1知道電荷間的相互作用是通過電場(chǎng)發(fā)生的，知道電場(chǎng)是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài)；2理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念、定義式及有關(guān)的計(jì)算，知道電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量及方向是怎樣規(guī)定的；3根據(jù)庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式推導(dǎo)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式并能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算；4知道電場(chǎng)的疊加原理并應(yīng)用這個(gè)原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。5知道什么是電場(chǎng)線，知道用電場(chǎng)線可以形象地表示電場(chǎng)的方向和強(qiáng)弱；6知道一個(gè)點(diǎn)電荷，兩個(gè)等量點(diǎn)電荷、點(diǎn)電荷與帶電平行板間的電場(chǎng)線的分布；7知道什么是勻強(qiáng)電場(chǎng)，以及勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線的分布；8知道兩塊靠近的平行金屬板，大小相等，互相正對(duì)，分別帶有等量的正負(fù)電荷，它們之間的電場(chǎng)（除邊緣附近外）是勻強(qiáng)電場(chǎng)。過程與方法1通過分析電場(chǎng)中不同點(diǎn)的電場(chǎng)力F與電荷電量q的比例關(guān)系，使學(xué)生理解F/q比值反映的是電場(chǎng)的強(qiáng)弱。通過類比方法、比值法定義物理量，提高學(xué)生研究問題的能力；2知道電場(chǎng)疊加的一般方法。3用電場(chǎng)線形象化地描述電場(chǎng)，使學(xué)生達(dá)到運(yùn)用形象思維上升到抽象思維的境界。情感態(tài)度與價(jià)值觀1使學(xué)生學(xué)會(huì)由個(gè)別事物的個(gè)性來認(rèn)識(shí)一般事物的共性的認(rèn)識(shí)事物的一種重要的科學(xué)方法；培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)分析和處理電場(chǎng)問題的一般方法。2通過電場(chǎng)的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)觀。3使學(xué)生從一些特殊事物找出它們的共性而得到一般的規(guī)律；4通過各種電場(chǎng)中電場(chǎng)線的描繪，滲透物理學(xué)中的美學(xué)教育。教學(xué)重點(diǎn)電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)線的概念，電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式。教學(xué)難點(diǎn)1電場(chǎng)概念的理解、應(yīng)用電場(chǎng)的疊加原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。2對(duì)E和E的理解。3對(duì)理解電場(chǎng)線的性質(zhì)。教學(xué)方法歸納推理法、講授法、實(shí)驗(yàn)分析法、歸納總結(jié)法。教具準(zhǔn)備有機(jī)玻璃棒一根、絲綢一塊，絕緣導(dǎo)體球大小各一個(gè)，細(xì)絲線一條，鐵架臺(tái)一個(gè)。感應(yīng)起電機(jī)一臺(tái)，盛有蓖麻油與奎寧的針狀結(jié)晶或頭發(fā)屑混和物的玻璃培養(yǎng)皿一個(gè)，一對(duì)電極球，一對(duì)平行板電極，常見電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布的投影片。課時(shí)安排2課時(shí)教學(xué)過程新課導(dǎo)入問題：庫(kù)侖定律的文字表述、公式、適用條件？文字表述，真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用的電力，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。適用條件：真空(干燥空氣)中，點(diǎn)電荷。公式：F，求解靜電力F時(shí)，利用公式將q1、q2代絕對(duì)值，求得大小，方向依據(jù)同斥異引判定。問題：電荷間相互作用的引力和斥力是如何實(shí)現(xiàn)的？電荷間相互作用不需要直接接觸，它們間的的引力和斥力是通過第三者間接作用而完成的。萬有引力曾被認(rèn)為是一種既不需要媒介，也不需要經(jīng)歷時(shí)間，而是超越空間與時(shí)間直接發(fā)生的作用，并被稱為超距作用。盡管牛頓本人不贊成這種說法，并指出：“沒有其他東西做媒介，一個(gè)物體可以超越距離通過真空對(duì)另一個(gè)物體作用在我看來，這種思想荒唐之極?！比欢茨芙鉀Q這個(gè)問題，因而仍然有人把萬有引力說成是典型的超距作用。庫(kù)侖的平方反比定律似乎表明，靜電力像萬有引力一樣，也是一種超距力，然而，超距作用的觀點(diǎn)不可避免地帶來一些神秘色彩，與人類的理智和科學(xué)追求不符，是1819世紀(jì)的多數(shù)科學(xué)家難于接受的。使人們擺脫這一困境的是英國(guó)人法拉第，一位對(duì)事物本性有深刻洞察力的科學(xué)家。完成電荷間相互作用的東西我們看不見，摸不著，但它確確實(shí)實(shí)存在，是一種客觀存在的特殊的物質(zhì)形態(tài)，把它稱為場(chǎng)。本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)有關(guān)電場(chǎng)的問題。新課教學(xué)一、電場(chǎng)1概念電荷A電荷A的電場(chǎng)電荷B電荷B的電場(chǎng)產(chǎn)生產(chǎn)生施力施力19世紀(jì)30年代，法拉第提出一種觀點(diǎn)，認(rèn)為在電荷的周圍存在著由它產(chǎn)生的電場(chǎng)，處在電場(chǎng)中的其他電荷受到的作用力就是這個(gè)電場(chǎng)給予的。例如，電荷A對(duì)電荷B的作用力，就是電荷A的電場(chǎng)對(duì)電荷B的作用；電荷B對(duì)電荷A的作用力，就是電荷B的電場(chǎng)對(duì)電荷A的作用。存在于電荷周圍，能傳遞電荷間相互作用力的一種特殊物質(zhì)，稱為電場(chǎng)。電荷之間的相互作用是通過電場(chǎng)來發(fā)生的。只要有電荷存在，電荷的周圍就存在著電場(chǎng)。近代物理學(xué)的理論和實(shí)驗(yàn)證實(shí)并且發(fā)展了法拉第的觀點(diǎn)。電場(chǎng)以及磁場(chǎng)已被證明是一種客觀存在，并且是互相聯(lián)系的，統(tǒng)稱為電磁場(chǎng)。變化的電磁場(chǎng)以有限的速度光速，在空間傳播。它和分子、原子組成的實(shí)物一樣具有能量、質(zhì)量和動(dòng)量，因而場(chǎng)與實(shí)物是物質(zhì)存在的兩種不同形式。應(yīng)該指出的是，只有在研究運(yùn)動(dòng)的電荷，特別是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)迅速變化的電荷時(shí)，上述電磁場(chǎng)的實(shí)在性才突顯出來。在本章中，只討論靜止電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，稱為靜電場(chǎng)。這種情況下，可以認(rèn)為電場(chǎng)只是描述電荷相互作用的一種有效而且方便的方法。2電場(chǎng)的基本性質(zhì)（1）對(duì)放入其中的電荷有力的作用放入電場(chǎng)中的任何帶電體都將受到電場(chǎng)力的作用，這種力稱為電場(chǎng)力。且同一點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中不同點(diǎn)處受到的電場(chǎng)力的大小或方向都可能不一樣。（2）電場(chǎng)能使放入電場(chǎng)中的導(dǎo)體產(chǎn)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象（3）電場(chǎng)具有能量當(dāng)帶電體在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力將對(duì)帶電體做功，這表示電場(chǎng)具有能量。電場(chǎng)具有力和能的特征。3電場(chǎng)的屬性（1）特殊性不同于生活中常見的物質(zhì)，看不見、摸不著、無法稱量、可以疊加。（2）物質(zhì)性是客觀存在的，具有物質(zhì)的基本屬性質(zhì)量和能量。二、電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)明顯的特征之一是對(duì)場(chǎng)中其他電荷有力的作用，因此在研究電場(chǎng)的性質(zhì)時(shí)，可以從靜電力入手。1試探電荷與場(chǎng)源電荷（1）試探電荷試探電荷（檢驗(yàn)電荷）為了研究電場(chǎng)的存在及其強(qiáng)弱分布，必須在電場(chǎng)中放入電荷，以測(cè)量電場(chǎng)對(duì)它的作用力，引入的電荷叫做試探電荷。用來檢驗(yàn)電場(chǎng)是否存在及其強(qiáng)弱分布情況的電荷，稱為試探電荷或檢驗(yàn)電荷。試探電荷必須滿足的條件a電量充分小試探電荷的電量應(yīng)當(dāng)充分小，放入至后，不致影響原來要研究的電場(chǎng)。即放入后，對(duì)場(chǎng)源電荷分布的影響要足夠小，從而可以忽略。b體積充分小試探電荷的體積要充分小，相對(duì)于場(chǎng)電荷要能被看作點(diǎn)電荷，這樣便于用來研究電場(chǎng)中各點(diǎn)的情況。（2）場(chǎng)源電荷形成電場(chǎng)的電荷稱為場(chǎng)源電荷。2電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)的力的性質(zhì)用什么物理量來描述呢？ +Q+qAFA+qBFB【演示】將絕緣導(dǎo)體球放在桌面上，用絲線將小球懸于鐵架臺(tái)上，用與絲綢摩擦過的有機(jī)玻璃棒反復(fù)多次使兩球帶電。實(shí)驗(yàn)過程中緩慢移到鐵架臺(tái)到不同位置。現(xiàn)象：小球偏離一定角度。將鐵架臺(tái)緩慢移到不同位置，偏角不同。結(jié)論：小球處于絕緣導(dǎo)體球的電場(chǎng)中的不同位置，所受電場(chǎng)力的大小和方向不同，如圖。這表明電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向是與位置有關(guān)的。問題：不同點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中同一點(diǎn)所受電場(chǎng)力相同嗎？ 【演示】將兩球位置固定，用摩擦起電后的有機(jī)玻璃棒給兩球帶電，細(xì)線偏離一定角度。用不帶電的有機(jī)玻璃棒接觸小球后拿開?，F(xiàn)象：用不帶電的有機(jī)玻璃棒接觸小球后，小球的電量減小了，絲線偏離的角度減小。結(jié)論：說明電場(chǎng)力減小，即不同點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中同一點(diǎn)所受電場(chǎng)力不同。根據(jù)上面的結(jié)論可知，試探電荷在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力與試探電荷有關(guān)，電場(chǎng)中某確定點(diǎn)的電場(chǎng)力的大小和方向具有不確定性，不可以用電場(chǎng)力來描述電場(chǎng)本身的力的性質(zhì)。然而，人們很自然地會(huì)想到，如果把一個(gè)很小的電荷q1用做試探電荷，它在電場(chǎng)中的某個(gè)位置受到的靜電力是F1，另一個(gè)同樣的電荷q1在同一位置受到的靜電力一定也是F1；現(xiàn)在把兩個(gè)這樣的電荷一同放在這里，它們總的電荷量是2q1，它們所受的合力很可能就是2F1。依次類推，三個(gè)這樣的電荷放在這里，電荷量是3q1，受到的靜電力可能是3F1也就是說，試探電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的力F很可能與試探電荷的電荷量q成正比FEq式中E是比例常數(shù)，與試探電荷q無關(guān)。實(shí)驗(yàn)表明，我們的推測(cè)是正確的：試探電荷在電場(chǎng)中某個(gè)位置所受的力，的確與試探電荷的電荷量成正比。實(shí)驗(yàn)還表明，在電場(chǎng)的不同位置，比例常數(shù)E一般是不一樣的，它反映了電場(chǎng)在這點(diǎn)的性質(zhì)。物理學(xué)中引入一個(gè)新的物理量“電場(chǎng)強(qiáng)度”來描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)。（1）定義放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的電場(chǎng)力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng)。（2）公式E（量度式，適用于任何電場(chǎng)）這是利用比值定義法定義電場(chǎng)強(qiáng)度的，是物理學(xué)中定義物理量經(jīng)常采用的方法。在物理學(xué)中，常常用比值定義一個(gè)物理量，用來表示形容對(duì)象的某種性質(zhì)，如密度、速度等。比值定義法，在定義一個(gè)新的物理量的同時(shí)，也確定了這個(gè)新的物理量與原有物理量之間的關(guān)系，這是任何采用比值定義法定義的物理量的共同特點(diǎn)。 （3）場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向電場(chǎng)強(qiáng)度是反映電場(chǎng)本身力的性質(zhì)的物理量，有大小和方向，是矢量。大?。旱扔趩挝浑姾闪康碾姾墒艿降碾妶?chǎng)力的大小。方向：跟正電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向相同。物理學(xué)中規(guī)定，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向跟正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同。按照這個(gè)規(guī)定，負(fù)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受的靜電力的方向跟該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反。（4）場(chǎng)強(qiáng)的單位在國(guó)際單位制中，場(chǎng)強(qiáng)的單位是牛頓每庫(kù)侖，符號(hào)為N/C。如果1C的電荷在電場(chǎng)中的某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力是1N，這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度就是1N/C。電場(chǎng)強(qiáng)度的另一單位是伏特每米，1N/C1V/m。（5）電場(chǎng)強(qiáng)度的物理意義問題：E由F、q決定嗎？ 分析：E表示電場(chǎng)本身的屬性，與F、q無關(guān)，即E跟電場(chǎng)中某點(diǎn)有無試探電荷和試探電荷的電荷量的多少，電性如何、所受電場(chǎng)力均無關(guān)。公式E是量度式，E可用該公式計(jì)算，但不是由它決定的，不能說E與F成正比，與q成反比。電場(chǎng)強(qiáng)度是表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向的物理量，反映了電場(chǎng)本身的力的性質(zhì)，由電場(chǎng)本身決定，與試探電荷無關(guān)，具有唯一性。拓展：那F由E、q決定嗎？ 分析：F由E、q決定，F(xiàn)Eq（決定式），這是計(jì)算電荷在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力的通用計(jì)算公式。三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加1點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量，在靜電場(chǎng)中，它不隨時(shí)間改變。在某一電荷的電場(chǎng)中，不同位置的電場(chǎng)強(qiáng)度一般是不同的。電場(chǎng)強(qiáng)度與產(chǎn)生它的場(chǎng)源電荷有什么關(guān)系呢？電場(chǎng)強(qiáng)度由電場(chǎng)本身決定，由電場(chǎng)本身的哪些因素決定呢？下面以點(diǎn)電荷為例分析。（1）真空中點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式點(diǎn)電荷是最簡(jiǎn)單的場(chǎng)源電荷。設(shè)一個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量為Q，與之相距r的試探電荷的電荷量為q，根據(jù)庫(kù)侖定律，試探電荷所受的力為F依電場(chǎng)強(qiáng)度的定義，E，所以，該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為（決定式）式中k9.0109Nm2/C2。Q為場(chǎng)源電荷的電荷量，r為電場(chǎng)中研究點(diǎn)到Q的距離，均為電場(chǎng)本身的物理量。QPEQPE（2）適用條件真空（干燥空氣）、點(diǎn)電荷。（3）點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)方向如果場(chǎng)電荷Q是正電荷，E的方向就是沿著PQ連線并背離Q；如果場(chǎng)電荷Q是負(fù)電荷，E的方向就是沿著PQ連線并指向Q。由此進(jìn)一步證明：確定電場(chǎng)中的確定點(diǎn)，其場(chǎng)強(qiáng)無論大小，還是方向都是確定的，跟此點(diǎn)有無電荷、電荷的電荷量、電荷的電性、所受電場(chǎng)力等均無關(guān)。但電荷在電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力的大小和方向，除了與場(chǎng)強(qiáng)的大小、方向有關(guān)，還與該點(diǎn)的試探電荷的電荷量、電荷的電性等有關(guān)。問題討論：在以點(diǎn)電荷為球心的球面各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是否相同？場(chǎng)強(qiáng)是矢量，以點(diǎn)電荷為球心的球面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相同，但方向不同，所以場(chǎng)強(qiáng)矢量不同。2電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加（1）電場(chǎng)的疊加原理問題：如果空間中有幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在，此時(shí)各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是怎樣的呢？Q1PE1Q2EE2由于場(chǎng)強(qiáng)是矢量，類似于力，矢量均滿足獨(dú)立性原理和疊加原理，故電場(chǎng)互相疊加，形成合電場(chǎng)，則某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于各個(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和，即利用平行四邊形定則進(jìn)行合成。這說明電場(chǎng)的作用是可以疊加的。例如：圖中P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，等于Q1在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E1和Q2在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E2的矢量和。電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)電荷單獨(dú)存在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。（2）均勻帶電球體的電場(chǎng)一個(gè)比較大的帶電物體不能看做點(diǎn)電荷。在計(jì)算電場(chǎng)時(shí)，可以把它分做若干小塊，只要每個(gè)小塊足夠小，就可以把每小塊所帶的電荷看成點(diǎn)電荷，然后用點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度疊加的方法計(jì)算整個(gè)帶電體的電場(chǎng)?？梢宰C明，一個(gè)半徑為R的均勻帶電球體（或球殼）在球的外部產(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)相同球外各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度也是式中r是球心到該點(diǎn)的距離（rR），Q為整個(gè)球體所帶的電荷量?！纠}】如圖所示，在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q13.0108C和Q23.0108C，它們相距0.1 m。求電場(chǎng)中A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，A點(diǎn)與兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離r相等，r0.1 m。解析：真空中點(diǎn)電荷Q1和Q2的電場(chǎng)在A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)分別為E1和E2，它們大小相等，方向如圖。Q1AE1Q2EE2合場(chǎng)強(qiáng)E、場(chǎng)強(qiáng)E1、場(chǎng)強(qiáng)E2矢量三者構(gòu)成一正三角形，故合場(chǎng)強(qiáng)E的方向與Q1和Q2的連線平行。合場(chǎng)強(qiáng)的大小為EE1cos60E2 cos602E1cos60即EE1E22.7104V/m場(chǎng)強(qiáng)的方向與兩點(diǎn)電荷的連線平行，并指向負(fù)電荷一側(cè)。注意：用求解E時(shí)，同樣應(yīng)注意Q代電荷量的絕對(duì)值，方向根據(jù)場(chǎng)源電荷Q的電性確定。拓展：求Q1和Q2連線中點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)。四、電場(chǎng)線電場(chǎng)強(qiáng)度是很重要的物理量。如果知道了電場(chǎng)中各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E，便可由FqE很方便地求出電荷在電場(chǎng)中任意點(diǎn)所受電場(chǎng)力的情況，即掌握了電場(chǎng)的力的性質(zhì)。在電場(chǎng)中不同點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小、方向一般是不同的，即場(chǎng)強(qiáng)在空間的分布是很復(fù)雜的。怎樣才能方便地了解電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的情況呢？在初中學(xué)習(xí)磁場(chǎng)時(shí)，我們形象地用磁感線來描述磁場(chǎng)。在描述電場(chǎng)時(shí)，最好也用一個(gè)圖象來直觀地表示，英國(guó)物理學(xué)家法拉弟首先采用一個(gè)簡(jiǎn)潔的方法描述電場(chǎng)，那就是畫電場(chǎng)線。1電場(chǎng)線ACB在電場(chǎng)中畫出的一條條有方向的曲線，曲線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向，這樣的曲線就叫做電場(chǎng)線。問題：如電場(chǎng)線是直線，場(chǎng)強(qiáng)E方向如何？ 結(jié)論：場(chǎng)強(qiáng)E的方向與電場(chǎng)線的指向一致。2幾種典型的電場(chǎng)線分布清楚了電場(chǎng)線的概念，接下來熟悉幾種典型的電場(chǎng)線的分布。（1）點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線 電場(chǎng)線的方向（箭頭指向）即場(chǎng)強(qiáng)的方向，故對(duì)正的場(chǎng)源電荷，箭頭向外；對(duì)負(fù)的場(chǎng)源電荷，箭頭向內(nèi)。(由平面內(nèi)的電場(chǎng)線分布建立立體空間內(nèi)的電場(chǎng)線分布)（2）等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線 (由平面內(nèi)的電場(chǎng)線分布建立立體空間內(nèi)的電場(chǎng)線分布。思考：若異種電荷不等量，電場(chǎng)線怎樣？)（3）等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線 (由平面內(nèi)的電場(chǎng)線分布建立立體空間內(nèi)的電場(chǎng)線分布。思考：等量同種負(fù)電荷的電場(chǎng)線怎樣？)（4）點(diǎn)電荷與帶電平板的電場(chǎng)線 (思考：若點(diǎn)電荷與平板的電性互換電場(chǎng)線怎樣？若點(diǎn)電荷與平板帶同種電荷電場(chǎng)線怎樣？)（5）帶等量異種電荷的平行金屬板間的電場(chǎng)線3電場(chǎng)線的實(shí)驗(yàn)?zāi)M【演示】模擬電場(chǎng)線電場(chǎng)線的形狀可以用實(shí)驗(yàn)來模擬。把頭發(fā)屑懸浮在蓖麻油里，加上電場(chǎng)，微屑就按照電場(chǎng)強(qiáng)度的方向排列起來，顯示出電場(chǎng)線的分布情況，如圖所示，是兩種情況下的照片。問題：電場(chǎng)線是否真實(shí)存在？ 結(jié)論：電場(chǎng)線不是真實(shí)存在的線，實(shí)驗(yàn)和舉例中并沒有實(shí)際畫出的電場(chǎng)線，只是奎寧的針狀結(jié)晶或頭發(fā)屑、頭發(fā)排列而成的形狀。電場(chǎng)線不是電場(chǎng)里實(shí)際存在的線，而是形象地描述電場(chǎng)的假想的線。我們無法從電荷周圍的電場(chǎng)中去抓出一把電場(chǎng)線來。如圖，帶電人體的頭發(fā)由于靜電斥力而豎起散開，其形狀也大致顯示出電場(chǎng)線的分布。電場(chǎng)線是為形象描述電場(chǎng)而引入的假想的線，不是電場(chǎng)里實(shí)際存在的線。4電場(chǎng)線的物理意義問題：從典型的電場(chǎng)線分布，歸納出電場(chǎng)線怎樣表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱？ 分析：在離場(chǎng)源電荷越近的地方，場(chǎng)強(qiáng)越強(qiáng)，從上述實(shí)驗(yàn)可看出，在離場(chǎng)源電荷越近的地方，電場(chǎng)線越密，所以可用電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱。（1）電場(chǎng)線中某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向；（2）電場(chǎng)線的疏密程度表示場(chǎng)強(qiáng)的相對(duì)大小。5電場(chǎng)線的特點(diǎn)由以上幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線的分布圖可以歸納出電場(chǎng)線的特點(diǎn)如下： （1）電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，電場(chǎng)線的疏密程度表示場(chǎng)強(qiáng)的相對(duì)大小。（2）電場(chǎng)線不是真實(shí)存在的，是形象地描述電場(chǎng)的假想的線。（3）電場(chǎng)線是不封閉的曲線，從正電荷或無窮遠(yuǎn)處出發(fā)，終止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)處，電場(chǎng)線不會(huì)在沒有電荷的地方中斷。（4）靜電場(chǎng)中任意兩條電場(chǎng)線都不相交。靜電場(chǎng)中任意一點(diǎn)只有惟一確定的場(chǎng)強(qiáng)矢量，若兩條電場(chǎng)線交于一點(diǎn)，則交點(diǎn)處存在兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)方向，這顯然是不可能的，故任兩條電場(chǎng)線不相交。（5）靜電場(chǎng)中任意兩條電場(chǎng)線也不相切。若兩條電場(chǎng)線相切，則表示切點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)趨近于無窮大，這在實(shí)際中是不可能發(fā)生的，故任意兩條電場(chǎng)線都不相切。（6）僅在電場(chǎng)力作用下，電場(chǎng)線一般不是電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡?！締栴}討論】當(dāng)電場(chǎng)線為直線時(shí)當(dāng)電荷僅受電場(chǎng)力，且初速度為零或初速度方向與電場(chǎng)線在同一直線上時(shí)，電場(chǎng)線與電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡重合。當(dāng)電荷僅受電場(chǎng)力，但初速度方向與電場(chǎng)線不在同一直線上時(shí)，電場(chǎng)線與電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡不重合。當(dāng)電場(chǎng)線為曲線時(shí)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，其運(yùn)動(dòng)方向不斷在改變，因此法向力不能為零。當(dāng)電荷僅受電場(chǎng)力時(shí)，沿著曲線的電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)到任一位置，受到的電場(chǎng)力方向一定沿電場(chǎng)線的切線方向，法向力為零，沒有法向力的來源。由此可知，當(dāng)電場(chǎng)線為曲線時(shí)，電荷僅受電場(chǎng)力作用時(shí)一定不會(huì)沿著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，即電場(chǎng)線為曲線時(shí)，電場(chǎng)線與電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡一定不重合。 五、勻強(qiáng)電場(chǎng)1定義電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小相等、方向相同，這個(gè)電場(chǎng)就叫勻強(qiáng)電場(chǎng)。2勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)處處大小和方向都相同。方向相同，電場(chǎng)線應(yīng)彼此平行；大小相同，電場(chǎng)線應(yīng)等間距。勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是間隔相等的平行直線。問題：帶等量異種電荷的平行板間的電場(chǎng)線有何特點(diǎn)？說明什么？ 結(jié)論：除邊緣附近外，電場(chǎng)線是間距相等的平行直線。說明場(chǎng)強(qiáng)的大小、方向都相同。所以，帶等量異種電荷的平行板間的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)。小結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們認(rèn)識(shí)了物質(zhì)存在的一種形式場(chǎng)，并學(xué)會(huì)了用場(chǎng)的性質(zhì)來研究它，要體會(huì)這種研究方法。電場(chǎng)是一種存在于電荷周圍的客觀存在的特殊物質(zhì)形態(tài)，電場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有力的作用。用電場(chǎng)強(qiáng)度來描述電場(chǎng)本身的力的性質(zhì)，E是采用比值定義法定義的，不由F、q（試探電荷）決定，根據(jù)公式（真空中點(diǎn)電荷），E由Q（場(chǎng)源電荷），r（與場(chǎng)源電荷的距離）決定，即場(chǎng)強(qiáng)由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定。如果有幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在，它們的電場(chǎng)就互相疊加，形成合電場(chǎng).這時(shí)某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于各個(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和。我們還學(xué)習(xí)了物理學(xué)中研究問題的一種重要方法用電場(chǎng)線形象地描述抽象的電場(chǎng)。電場(chǎng)線的方向場(chǎng)強(qiáng)的方向，電場(chǎng)線的疏密場(chǎng)強(qiáng)的大小。了解了幾種典型的電場(chǎng)線的分布和電場(chǎng)線的特點(diǎn)。 學(xué)習(xí)了最簡(jiǎn)單的也是中學(xué)階段應(yīng)用最多的勻強(qiáng)電場(chǎng)及其電場(chǎng)線特點(diǎn)。布置作業(yè)教材第4頁“問題與練習(xí)”。