人教版高二物理选修31第一章13电场强度(共37张)课件.pptx

1、上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录1 1、两点电荷间的力（静电力、库伦力）、两点电荷间的力（静电力、库伦力）2 2、库仑定律适用条件？、库仑定律适用条件？复习复习回顾回顾思考思考1.电荷间没有直接接触，相互作用力如何产生？电荷间没有直接接触，相互作用力如何产生？类似：磁力、万有引力（重力）类似：磁力、万有引力（重力）观点：超距（不需媒介、不需时间、超越空间）观点：超距（不需媒介、不需时间、超越空间）有点悬有点悬法拉第法拉第电场电场221rqkqF 真空中静止点电荷真空中静止点电荷上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录 1.电场电场 电荷周围空间里存在的一种特殊形态的电荷周围

2、空间里存在的一种特殊形态的物质称为电场物质称为电场 一、电一、电 场场物质物质一类是一类是实物物质实物物质，即由分子、原子等，即由分子、原子等微粒构成的物质，如水、铁块等微粒构成的物质，如水、铁块等一类是一类是场场：如电场、磁场、引力场等：如电场、磁场、引力场等,场是客观存在的一种场是客观存在的一种特殊物质形态特殊物质形态。上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录 1.电场电场 电荷周围空间里存在的一种特殊形态的物质称为电场电荷周围空间里存在的一种特殊形态的物质称为电场 2.静电场静电场 存在于静止电荷周围的电场称为静电场存在于静止电荷周围的电场称为静电场 3.电场力电场力 电荷间的相互

3、作用力称为电场力。电荷间的相互作用力称为电场力。4.静电力静电力 静电场中电荷受到的力静电场中电荷受到的力5.电场的基本性质电场的基本性质：对放入其中的电荷具有力的作用（电荷和电荷间的作用对放入其中的电荷具有力的作用（电荷和电荷间的作用 力是通过电场来实现的）力是通过电场来实现的）电电 场场电荷电荷 1电荷电荷 2产生产生作用于作用于产生产生作用于作用于 一、电一、电 场场+1Q2QF1F2上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录 用什么可以检验空间存在用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场？看不见又摸不着的电场？电场的基本性质：电场的基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。对放入其中

4、的电荷有力的作用。上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录二、电场的研究二、电场的研究:如图所示，在电荷如图所示，在电荷Q的电场中，的电场中，放入试探电荷放入试探电荷q q检验电荷（试探电荷）检验电荷（试探电荷）：用来检验电场的电量很小（不用来检验电场的电量很小（不影响原电场）；体积很小（可以影响原电场）；体积很小（可以当作质点）的电荷。当作质点）的电荷。场源电荷：场源电荷：产生电场的电荷产生电场的电荷qq上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录 如图所示，在场电荷如图所示，在场电荷Q 形成的电场中形成的电场中A 点，分别放一点，分别放一检验电荷检验电荷+q,+2q,+3q，分别计

5、算检验电荷所受的电场力分别计算检验电荷所受的电场力大小和大小和F/q 的比值的比值。3q2qq F/q电场力电场力 F检验电荷检验电荷的电荷量的电荷量q QqA+FrkQr22kQ qr2kQr23kQ qr2kQr2kQ qr2电场中的电场中的同同一点，不同电荷所受力不同，比一点，不同电荷所受力不同，比值值F/qF/q是是一定一定的的。现象：现象：上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录 分析：分析：对电场中某点来说，电场的强弱是一定的，但对电场中某点来说，电场的强弱是一定的，但把不同的检验电荷放在电场中同一点时，所受的电场力是把不同的检验电荷放在电场中同一点时，所受的电场力是不同的。

6、这说明了电场力并不能反映电场中某点的电场的不同的。这说明了电场力并不能反映电场中某点的电场的强弱。实验表明，在电场中同一点，强弱。实验表明，在电场中同一点，F/q 这一比值是不变这一比值是不变的。比值的大小，反映了这一点电场的强弱，而跟检验电的。比值的大小，反映了这一点电场的强弱，而跟检验电荷无关荷无关,这个比值我们称之为这个比值我们称之为电场强度。电场强度。放入电场中某一点的电荷所受的电场力放入电场中某一点的电荷所受的电场力F 跟跟它的电荷量它的电荷量q 的比值叫做的比值叫做电场强度电场强度。1.定义定义 2.定义式定义式 三、电场强度三、电场强度+FqQqFE q表示表示检验电荷检验电荷的

7、电量的电量上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录 规定电场中某点的电场强度方向跟正电荷规定电场中某点的电场强度方向跟正电荷在该点所受电场力的方向相同。在该点所受电场力的方向相同。3.方向方向F+qQ 当当 q 为正电荷时为正电荷时，F 与与 E 同向同向；当当 q 为负电荷时，为负电荷时，F 与与 E 反向反向。Q+qEF+qQE QqFEFE）（以水平向右为正方向求：该点处的电场强度到的电场力为的点电荷，在电场中受带电量为,-21NFCqCNCNqFE/212-上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录 4.单位单位N/C（牛牛/库库）5.说明说明电场中任一点电场强度电场中任一点

8、电场强度E 的大小都是由电场的大小都是由电场本身的性质来决定的，与该点本身的性质来决定的，与该点有无检验电荷有无检验电荷或者或者放入的检放入的检验电荷验电荷q 的大小的大小无关。无关。6.物理意义物理意义:描述电荷在电场中所受的电场力的性质描述电荷在电场中所受的电场力的性质上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录 放入电场中某一点的电荷所受的电场力放入电场中某一点的电荷所受的电场力F 跟跟它的电荷量它的电荷量q 的比值叫做的比值叫做电场强度电场强度。1.定义定义 2.定义式定义式 三、电场强度三、电场强度+FqQqFE q表示表示检验电荷检验电荷的电量的电量 规定电场中某点的电场强度方向

9、跟正电荷规定电场中某点的电场强度方向跟正电荷在该点所受电场力的方向相同。在该点所受电场力的方向相同。3.方向方向 4.单位单位N/C（牛牛/库库）V/m（伏每米）（伏每米）5.说明说明电场中任一点电场强度电场中任一点电场强度E 的大小都是由电场的大小都是由电场本身的性质来决定的，与该点本身的性质来决定的，与该点有无检验电荷有无检验电荷或者或者放入的检放入的检验电荷验电荷q 的大小的大小无关。无关。6.物理意义物理意义:描述电荷在电场中所受的电场力的性质描述电荷在电场中所受的电场力的性质上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录练习：练习：在电场中在电场中A A处放点电荷处放点电荷+q+q，

10、其受电场力为，其受电场力为F F，方向向左，则，方向向左，则A A处场强大小处场强大小 ，方向，方向为为 ；若将若将A A处放点电荷为处放点电荷为2q2q，则该处电场强，则该处电场强度大小为度大小为 ，方向为，方向为 。Fq向左向左Fq向左向左课堂训练课堂训练上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录1 1、电场中有一点、电场中有一点P P，下列哪些说法正确的是（，下列哪些说法正确的是（）A A 若放在若放在P P点的试探电荷的电量减半，则点的试探电荷的电量减半，则P P点点的场强减半。的场强减半。B B 若若P P点没有点没有试探试探电荷，则电荷，则P P点的场强为零。点的场强为零。C

11、PC P点的场强越大，则同一电荷在点的场强越大，则同一电荷在P P点受到的点受到的电场力越大。电场力越大。D PD P点的场强方向为点的场强方向为试探试探电荷在该点的受力方向电荷在该点的受力方向C课堂训练课堂训练上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录2 2、真空中有一电场，在电场中的、真空中有一电场，在电场中的P P点放一电点放一电量为量为4 41010-9-9C C的的试探试探电荷，它受到的电场力电荷，它受到的电场力 2 21010-5-5NN，则，则P P点的场强度点的场强度 N/CN/C；把；把试试探探电荷的电量减少为电荷的电量减少为2 21010-9-9C C，则检验电荷所，则

12、检验电荷所受的电场力为受的电场力为 NN。如果把这个如果把这个试探试探电荷电荷取走，则取走，则P P点的电场强度为点的电场强度为 N/CN/C。5103110-55103课堂训练课堂训练上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录 点电荷在点电荷在 r 处的电场强度大小为处的电场强度大小为 四、点电荷的电场强度四、点电荷的电场强度FE2rqQkF 2rQkqFE 2rQkE r+qQP 在点电荷在点电荷Q 形成的电场中，距形成的电场中，距Q 为为 r 的的P 点，检验电荷点，检验电荷受到的电场力为受到的电场力为 根据电场强度的定义，可知根据电场强度的定义，可知P 点的电场强度大小为点的电场强

13、度大小为(Q表示表示场源电荷场源电荷的电量的电量)上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录真空中点电荷的场强真空中点电荷的场强2QEkr+-由库仑定律和场强的定义式推导由库仑定律和场强的定义式推导1 1、大小、大小2.2.场强方向：场强方向：正正点电荷电场方向点电荷电场方向背离背离电荷电荷 负负点电荷电场方向点电荷电场方向指向指向电荷电荷上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录QrPrQP2QEkr一个半径为一个半径为R R的的均匀均匀带电球体（或球壳）在带电球体（或球壳）在外部产生的电场与一个位于球心的、电荷外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同量相等的

14、点电荷产生的电场相同上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录适用范围适用范围电荷的意义电荷的意义FEq2QEkr定义式，适定义式，适用于一切电用于一切电场场仅对点电荷仅对点电荷的电场适用的电场适用q q是检验电是检验电荷，但荷，但E E与与q q无关无关QQ是场源电是场源电荷，荷，E E与与QQ成正比成正比FEq2QEkr和和的区别的区别：上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录+1Q2QP 如果有几个点电荷同时存在，在几个点电荷共同形成的如果有几个点电荷同时存在，在几个点电荷共同形成的电场中，如何求某点的电场强度呢？电场中，如何求某点的电场强度呢？1E2E 因为电场强度是矢量，若

15、几个点电荷同时存在，这时某因为电场强度是矢量，若几个点电荷同时存在，这时某点的电场强度，等于各个点电荷在该点单独产生的电场强度点的电场强度，等于各个点电荷在该点单独产生的电场强度的矢量和。的矢量和。1E2E+1Q2QPEE 四、电场的叠加四、电场的叠加上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录电场的叠加电场的叠加矢量运算法则矢量运算法则平行四边形法则平行四边形法则上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录练习练习 真空中，两个等量异种电荷电量真空中，两个等量异种电荷电量数值均为数值均为q，相距，相距r 。两点电荷连线中。两点电荷连线中点处的电场强度的大小为点处的电场强度的大小为 A、0

16、 B、2kqr2 C、4kqr2 D、8kqr2 答案答案 D上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录练习练习 如图所示，在真空中有两个点电荷如图所示，在真空中有两个点电荷Q13.0108C和和Q23.0108C，它们相距它们相距0.1m。求电场中。求电场中A点的场强。点的场强。A点点与两个点电荷的距离与两个点电荷的距离r相等，相等，r0.1m。EE1cos600E2cos600 2 E1cos600 2kQ1cos600r2 2.7104 Vm Q1Q2AE1E2E合合E合合229/100.9CmNk上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录 我们可以在电场中画出一系列带箭头的曲线

17、，使这些我们可以在电场中画出一系列带箭头的曲线，使这些曲线上每一点的切线方向曲线上每一点的切线方向,都和该点的电场强度方向相同。都和该点的电场强度方向相同。这些曲线叫做这些曲线叫做电场线电场线。1.电场线电场线 五、电场线五、电场线电场线并不真实存在，只是为了方便描述电场线并不真实存在，只是为了方便描述电场，引入的一种描述手段。电场，引入的一种描述手段。上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录+2.几种典型的电场线几种典型的电场线正点电荷形成的电场线正点电荷形成的电场线负点电荷形成的电场线负点电荷形成的电场线等量异种电荷形成的电场线等量异种电荷形成的电场线等量同种电荷形成的电场线等量同种

18、电荷形成的电场线上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录 4.电场线的特点电场线的特点 （3）电场强度大的地方电场线密；电场强度小的地方电电场强度大的地方电场线密；电场强度小的地方电场线疏。场线疏。（1）电场线不是实际存在的线，是理想化模型。电场线不是实际存在的线，是理想化模型。（2）电场线始于正电荷（或无限远处），终止于负电）电场线始于正电荷（或无限远处），终止于负电荷（或无限远处），不闭合，不相交荷（或无限远处），不闭合，不相交；上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录特点：特点：a a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大、离点电荷越近，电场线越密，场强越大b b、以点电荷为球

19、心作个球面，电场线处处、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。方向不同。几种常见电场中电场线的分布及特点几种常见电场中电场线的分布及特点1 1、正、负点电荷的电场中电场线的分布、正、负点电荷的电场中电场线的分布上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录特点：特点：a a、沿点电荷的连线，场强先变小后变大、沿点电荷的连线，场强先变小后变大b b、两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强、两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且总与中垂面（中垂线）垂直方向均相同，且总与中垂面（中垂线）垂直2 2、等量异

20、种点电荷形成的电场中的电场线分布、等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录3 3、等量同种点电荷形成的电场中电场线分布、等量同种点电荷形成的电场中电场线分布特点：特点：a a、两点电荷连线中点、两点电荷连线中点OO处场强为处场强为0 0b b、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀 疏，但场强并不为疏，但场强并不为0 0c c、两点电荷连线的中点到无限远电场线先、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏变密后变疏上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录4 4、匀强电场、匀强电场特点：特点：a a、匀强电场是大

21、小和方向都相同的电场，故、匀强电场是大小和方向都相同的电场，故匀强电场的电场线是匀强电场的电场线是平行等距平行等距的直线的直线b b、电场线的疏密反映场强大小，电场方向与、电场线的疏密反映场强大小，电场方向与电场线平行电场线平行上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录点电荷与带电平板的电场中电场线的分布点电荷与带电平板的电场中电场线的分布 特点：特点：a a、以点电荷向平板作垂线为轴电场线左右对称、以点电荷向平板作垂线为轴电场线左右对称b b、电场线的分布情况类似于等量异种电荷的电、电场线的分布情况类似于等量异种电荷的电场线分布，而带电平板恰为两电荷连线的垂直平场线分布，而带电平板恰为两

22、电荷连线的垂直平分线分线c c、在带电平板表面场强与平板垂直、在带电平板表面场强与平板垂直上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录练习练习 1、根据场强的定义式、根据场强的定义式EFq可以知道可以知道A、电场中某点的场强跟放入该点的电荷所受的、电场中某点的场强跟放入该点的电荷所受的 电场力成正比，跟放入该点的电荷的电荷量电场力成正比，跟放入该点的电荷的电荷量 成反比成反比B、电场中的某一点，如果不放入检验电荷，则、电场中的某一点，如果不放入检验电荷，则 该点的场强为零该点的场强为零C、电场中的某一点，如果不放入检验电荷，则、电场中的某一点，如果不放入检验电荷，则 该点的场强为无穷大该点的

23、场强为无穷大D、电场中的某一点，不管放不放入检验电荷，、电场中的某一点，不管放不放入检验电荷，也不管检验电荷的电荷量是多少，该点的场也不管检验电荷的电荷量是多少，该点的场 强都是一定的强都是一定的答案答案 D上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录 解解:（1）P 点的电场强度大小为点的电场强度大小为F QqP 电场强度方向与放在电场强度方向与放在 P 点的负点电荷所受电场力的方点的负点电荷所受电场力的方向相反。向相反。EN/C100.4100.295 qFEN/C100.53 2、在与场源电荷在与场源电荷Q 相距相距 r=30 cm 的的P 点，点，q=4.010-9 C 的负点电荷受

24、到的电场力的负点电荷受到的电场力F=2.010-5 N，方方向指向向指向Q,如图所示。如图所示。（1）求求P 点电场强度的大小和方向点电场强度的大小和方向;（2）Q 为何种电荷，其电荷量是多少？为何种电荷，其电荷量是多少？上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录 （2）因为场源电荷因为场源电荷 Q 对负点电荷对负点电荷q 产生的是吸引力，产生的是吸引力，因此，因此，Q 应该是正电荷应该是正电荷。krEQ2 C100.930.0100.5=923 根据点电荷的电场强度公式根据点电荷的电场强度公式 ，正电荷的电荷，正电荷的电荷量为量为2rQkE F QqP+EC100.5=8-上一页上一页下

25、一页下一页退退 出出节目录节目录3、源关于电场，下列叙述正确的是源关于电场，下列叙述正确的是()A.以点电荷为圆心，以点电荷为圆心，r为半径的球面上，各点为半径的球面上，各点的场强都相同的场强都相同B.正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强度大场强度大C.在电场中某点放入检验电荷在电场中某点放入检验电荷q，该点的场强，该点的场强为为EF/q，取走，取走q后，该点场强不为零后，该点场强不为零D.电荷在电场中某点所受电场力很大，则该电荷在电场中某点所受电场力很大，则该点电场一定很大点电场一定很大 C上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录4、场电荷、场电

26、荷Q=210-4C，是正点电荷：检验，是正点电荷：检验电荷电荷q=210-5，是负电荷，它们相距，是负电荷，它们相距r=2m且都在真空中，如图所示。求：且都在真空中，如图所示。求：(1)q受的电场力。受的电场力。(2)q所在的所在的B点的场强点的场强EB.(3)只将只将q换为换为=410-5C的正点电荷，再求受的正点电荷，再求受力及力及B点的场强。点的场强。(4)将受力电荷拿去后再求将受力电荷拿去后再求B点场强。点场强。QqABr上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录 5.氢原子中，电子和质子的平均距离是氢原子中，电子和质子的平均距离是5.3 10 m，问质子在这个距离处产生的电场强度

27、是多大？电子受到的问质子在这个距离处产生的电场强度是多大？电子受到的电场力是多大？电场力是多大？+FE 分析：分析：质子在电子处产生的电场强度方向和电子受到质子在电子处产生的电场强度方向和电子受到电场力的方向如图所示。电场力的方向如图所示。11 上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录 解：解：质子产生的电场强度大小为质子产生的电场强度大小为 电子受到的电场力大小为电子受到的电场力大小为2rQkE N/C)103.5(106.1100.9211199 N/C101.511 N101.5106.11119 EqFN102.88 上一页上一页下一页下一页退退 出出节目录节目录作业：作业：P14-15 T2、6、7