高中物理必修三《电场强度》教学课件.ppt

1、复习提问复习提问:在真空中两静止点电荷的作用力跟它们的电量乘积成正在真空中两静止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的连线上 。带电体间距离远大于物体本身线度带电体间距离远大于物体本身线度电荷均匀分布的球体电荷均匀分布的球体2.2.电荷之间的相互作用有什么规律？电荷之间的相互作用有什么规律？221rqqkF 1.1.什么是点电荷？什么是点电荷？库仑力与平时遇到的弹力、库仑力与平时遇到的弹力、摩擦力有没有区别？与我们摩擦力有没有区别？与我们学过的哪些力有点类似？学过的哪些力有点类似？重力、磁极间

2、的相互作用力重力、磁极间的相互作用力非接触力非接触力问题问题1 1：像这样的力是怎么产生的呢？：像这样的力是怎么产生的呢？18371837年英国物理学家年英国物理学家法拉第提出电荷周围存在法拉第提出电荷周围存在电场，电场的基本性质是：电场，电场的基本性质是：它对放入的电荷产生力的它对放入的电荷产生力的作用。作用。磁场磁场两个磁极之间的相互作用是通过磁场来传递的两个磁极之间的相互作用是通过磁场来传递的电场电场两个电荷之间的相互作用是通过电场来传递的两个电荷之间的相互作用是通过电场来传递的电磁场电磁场AA的电场的电场BB的电场的电场B受到的力是受到的力是A产生产生的电场对的电场对B的作用力的作用力

3、A受到的力是受到的力是B产生产生的电场对的电场对A的作用力的作用力静止电荷所产生的电场静止电荷所产生的电场-静电场静电场1.1.定义：定义：2.2.基本性质：基本性质：电荷周围存在的能对其它电荷产生力作用的一种电荷周围存在的能对其它电荷产生力作用的一种物质物质对放入其中的电荷有力的作用，对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫电场力。这种力叫电场力。一、电场一、电场电场看不见，又摸不着，我们怎样去描述其是电场看不见，又摸不着，我们怎样去描述其是否存在及其强弱呢？否存在及其强弱呢？初中是怎么感受磁场的存在的呢？初中是怎么感受磁场的存在的呢？类比类比 在电场中放入一个带电小球检验电场的存在与强弱，在电

4、场中放入一个带电小球检验电场的存在与强弱，我们把它称为我们把它称为-试探电荷（检验电荷）试探电荷（检验电荷）而产生电场的那个电荷称为而产生电场的那个电荷称为-场源电荷场源电荷 （源电荷）（源电荷）问题问题2 2：怎样去描述其是否存在及其：怎样去描述其是否存在及其强弱强弱呢？呢？+Q QF F猜想：猜想：能否用电场力的大小表示电能否用电场力的大小表示电场的强弱？场的强弱？检验电荷：电量很小（不影响源电荷的电场）；检验电荷：电量很小（不影响源电荷的电场）；体积很小（可以当作质点）的电荷。体积很小（可以当作质点）的电荷。不同的电荷不同的电荷q q在电场的同一点所受在电场的同一点所受的电场力的电场力F

5、 F是否相同？是否相同？显然，不同的电荷在电场中同一点所受的电显然，不同的电荷在电场中同一点所受的电场力不同场力不同,但电场中同一点的电场显然又是一定但电场中同一点的电场显然又是一定的的,因此不能用电场力的大小来表示电场的强弱因此不能用电场力的大小来表示电场的强弱.电荷电荷q q在距在距Q Q较近的较近的A A点，受点，受到的电场力大到的电场力大.电荷电荷q q在距在距Q Q较较远的远的B B点，受到点，受到的电场力小的电场力小.同一试探电荷同一试探电荷q q在电场中的不同点在电场中的不同点受到的电场力的大小是否相同受到的电场力的大小是否相同?结论结论:F/q:F/q能反映电场中某点电场力的性

6、能反映电场中某点电场力的性质质电场的强弱。电场的强弱。2.2.电场中不同的点，同一电荷所受力也不同，电场中不同的点，同一电荷所受力也不同，比值比值F/qF/q一般是不同的。一般是不同的。1.1.电场中的同一点，不同电荷所受力不同，电场中的同一点，不同电荷所受力不同，比值比值F/qF/q是一定的。是一定的。实验发现实验发现：例1.(多选)下列说法正确的是()A 只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B 电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西C 电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用D 电场是人为设想出来的，其实并不存在【答

7、案】ABC二、电场强度二、电场强度 1.定义：定义：2.公式：公式：F电场力电场力 国际单位：牛（国际单位：牛（N）q电量电量 国际单位：库（国际单位：库（C）E电场强度电场强度 国际单位：牛国际单位：牛/库（库（N/C）4.物理意义：物理意义：反应电场本身的性质，体现电场的强弱与方向反应电场本身的性质，体现电场的强弱与方向3.矢量性：矢量性：规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向跟负电荷在该点所受电场力跟负电荷在该点所受电场力 F 的方向相反的方向相反。放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的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

8、电场强度，简称场强。电量的比值叫该点的电场强度，简称场强。E=qFF=EqE的大小与方向与检验电荷有没有关系？的大小与方向与检验电荷有没有关系？+Q+qAFAEA+Q-qAFAEA根据规定：负电荷在电场中某点受到的电场力根据规定：负电荷在电场中某点受到的电场力的方向跟该点的场强方向相反。的方向跟该点的场强方向相反。n物理学中规定：电场中某点的场强方向跟正电荷物理学中规定：电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力方向相同。在该点所受的电场力方向相同。电场强度既有大小又有方向电场强度既有大小又有方向 该点的场强为该点的场强为 利用利用库仑定律库仑定律和和电场强度定义电场强度定义，推导点电荷，

9、推导点电荷周围某点的电场强度周围某点的电场强度Q是场源电荷的电量，是场源电荷的电量，r是场中某点到场源电荷的距离是场中某点到场源电荷的距离.2rqQkF 2rQkqFE2rQkE 问题问题3 3 真空中点电荷的电场强度如何？真空中点电荷的电场强度如何？（1）决定式：）决定式：Q：场源电荷：场源电荷r：电场中点到：电场中点到Q的距离的距离只适用于真空中点电荷只适用于真空中点电荷（3）方向：）方向：正电荷正电荷背离源电荷背离源电荷负电荷负电荷指向源电荷指向源电荷+-三三 、点电荷的电场、点电荷的电场2rQkE（2）适用条件：）适用条件：（4）区别）区别2rQkE E=F/q定义式定义式决定式决定式

10、任何电场任何电场真空中点电荷电场真空中点电荷电场问题问题4 4：如果真空中场源电荷不止一个点：如果真空中场源电荷不止一个点电荷，如何求电场中某点的合场强电荷，如何求电场中某点的合场强将试探电荷放入两个将试探电荷放入两个点电荷产生的场中点电荷产生的场中结论：结论：真空中多个点电荷在某点产生的合场强等于各真空中多个点电荷在某点产生的合场强等于各个点电荷在该点各自产生的场强的矢量和。这就是场个点电荷在该点各自产生的场强的矢量和。这就是场强叠加原理。强叠加原理。+Q1-Q2AE1E2E例1.关于电场强度的定义式 下列说法中正确的是()AE和F成正比，F越大E越大BE和q成反比，q越大E越小CE的大小是

11、由F和q的大小共同决定的DE的方向与+q受力F的方向相同【答案】D例2.关于电场力和电场强度，下列说法正确的是（）A电场强度的方向总是跟电场力的方向一致B电场强度的大小总是与电场力的大小成正比C正电荷受到的电场力的方向跟电场强度的方向一致D电荷在某点受到的电场力越大，该点的电场强度越大【答案】C练习.（多选）一带电量为q的检验电荷在电场中某点受到的电场力大小为F，该点场强大小为E，则下面能正确反映这三者关系的是：A B C D【答案】BCF问题问题5 5：电场是看不见、摸不着的，有没：电场是看不见、摸不着的，有没有形象描述电场的方法呢有形象描述电场的方法呢?类比磁感线是如何表示磁场的呢类比磁感

12、线是如何表示磁场的呢?电场线是画在电场中的一条条有方向的曲电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线。曲线上每点的切线方向表示该点的电场线。曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。曲线的疏密程度表示场的强弱。强度方向。曲线的疏密程度表示场的强弱。四、电场线四、电场线几种特殊电场的电场线分布几种特殊电场的电场线分布（一）点电荷的电场线分布（一）点电荷的电场线分布 电场线起于正电荷止于负电荷，电场线不闭合电场线起于正电荷止于负电荷，电场线不闭合对对于单个点电荷，正电荷于单个点电荷，正电荷,电场线指向无限远电场线指向无限远,负电荷，电负电荷，电场线电场线从无限远指向负电荷场线电场线从无限远指向负电荷

13、.电场线不能相交电场线不能相交（因为在电场中的任一点处只有（因为在电场中的任一点处只有一个电场强度，方向唯一，如相交则该处出现两个场强一个电场强度，方向唯一，如相交则该处出现两个场强方向，所以不能相交）方向，所以不能相交）电场线不能相切电场线不能相切（原因：电场线疏密表示强弱，（原因：电场线疏密表示强弱，如相切则在切点电场线密度无穷大，这种情况不可能，如相切则在切点电场线密度无穷大，这种情况不可能，所以不会相切）所以不会相切）在同一幅图中，在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏场强度较小的地方电场线较疏，因此可以用电场线的疏密，

14、因此可以用电场线的疏密来表示电场强度的相对大小来表示电场强度的相对大小总 结注意：注意：讨论：讨论：电场线上某点的切线方向是那点的电场强度方向吗？电场线上某点的切线方向是那点的电场强度方向吗？是放在那点检验电荷是放在那点检验电荷q q的受力方向吗？是检验电荷的受力方向吗？是检验电荷q q在那里所获得的加速度方向吗？电场线一定是检验电在那里所获得的加速度方向吗？电场线一定是检验电荷的运动轨迹吗？荷的运动轨迹吗？1 1电场线电场线不是电场中实际存在的曲线不是电场中实际存在的曲线，是为了形象，是为了形象地描述电场性质人为引入假想的线地描述电场性质人为引入假想的线2 2我们画的是几种典型电场的电场线平

15、面分布图，实我们画的是几种典型电场的电场线平面分布图，实际上是际上是空间立体分布空间立体分布的的3.3.电场线上某点的切线方向是那点的电场强度方向电场线上某点的切线方向是那点的电场强度方向，是放在那点检验电荷是放在那点检验电荷q q的受力方向的受力方向,也是检验电荷也是检验电荷q q在那里所获得的加速度方向在那里所获得的加速度方向,但电场线但电场线不一定是检验电不一定是检验电荷的运动轨荷的运动轨迹迹!匀强电场1 1电场中各点电场强度的大小相等，方向相电场中各点电场强度的大小相等，方向相 同，同，这个电场叫做匀强电场这个电场叫做匀强电场2 2匀强电场的电场线是间隔相等的平行线匀强电场的电场线是间

16、隔相等的平行线3 3相距很近带有等量异种电荷的一对平行金属板间相距很近带有等量异种电荷的一对平行金属板间的电场的电场(忽略边缘忽略边缘)可以看做匀强电场可以看做匀强电场例3.(多选)19世纪30年代，法拉第提出一种观点，认为在电荷周围存在电场，电荷之间通过电场传递相互作用力如图所示，对于电荷A和电荷B之间的电场，下列说法中的是()A 电荷B受电场力的作用，自身也产生电场B 撤去电荷B，电荷A激发的电场就不存在了C 撤去电菏A，电荷B激发的电场仍然存在D 电场线是法拉第假想的，实际上并不存在【答案】ACD练习.场源电荷Q对电荷A、电荷B的电场力FA、FB如图所示，下列说法正确的是()AFA是电荷

17、A产生的电场施加的BFA是电荷B产生的电场施加的CFB是电荷B产生的电场施加的DFB是电荷Q产生的电场施加的【答案】D例例4.4.电场中有一点电场中有一点P P，下列说法正确的是（，下列说法正确的是（）A.A.若放在若放在P P点的电荷量减半，则点的电荷量减半，则P P点的场强减半。点的场强减半。B.B.若若P P点没有放电荷，则点没有放电荷，则P P点场强为点场强为0 0。C.PC.P点场强越大，则同一电荷在点场强越大，则同一电荷在P P点受到的电场力点受到的电场力越大。越大。D.PD.P点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向。点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向。C C例例5 5、如图，

18、在真空中有两个点电荷、如图，在真空中有两个点电荷Q Q1 1=+3.0=+3.01010-8-8C C和和Q Q2 2=-3.0=-3.01010-8-8C C，它们相距，它们相距0.1m0.1m。求电场中。求电场中A A点的场强。点的场强。A A点与两个点电荷的距离点与两个点电荷的距离r r相等，相等，r=0.1mr=0.1m。Q Q2 2A AQ Q1 1=2E=2E1 1cos60cos60r r2 22kQ2kQ1 1cos60cos60=代入数值得：代入数值得：E=2.7E=2.710104 4 N/CN/C合场强合场强E E的大小为的大小为 E=EE=E1 1cos60cos60+

19、E+E2 2cos60cos60解：点电荷解：点电荷Q Q1 1和和Q Q2 2的电场在的电场在A A点的场点的场强分别为强分别为E E1 1和和E E2 2，它们大小相等，方向如图中所示。合它们大小相等，方向如图中所示。合场强场强E E在在E E1 1和和E E2 2的夹角的平分线上，的夹角的平分线上，此平分线跟此平分线跟Q Q1 1和和Q Q2 2的连线平行。的连线平行。E E1 1E E2 2E E1.电场电场 (1)产生：带电体在其周围空间产生电场产生：带电体在其周围空间产生电场 (2)性质：电场对处在场中的电荷性质：电场对处在场中的电荷有电场力有电场力的作用。的作用。2电场强度：电场

20、强度：(1)定义定义:大小：大小：方向：与正电荷在该点受电场力方向相同方向：与正电荷在该点受电场力方向相同 (2)物理意义：表示电场的强弱。物理意义：表示电场的强弱。(3)注意点：电场中某一点的场强与检验电荷无关。注意点：电场中某一点的场强与检验电荷无关。(4)真空中点电荷的场强公式真空中点电荷的场强公式 3场强的叠加：矢量求和场强的叠加：矢量求和 4.电场线：假想的曲线电场线：假想的曲线 5.匀强电场：电场强度大小相等、方向相同匀强电场：电场强度大小相等、方向相同课堂小结课堂小结E=qF2rQkE 例6.一试探电荷q4109C，在电场中P点受到的静电力F6107 N求：(1)P点的场强大小；

21、(2)将试探电荷移走后，P点的场强大小；(3)放一电荷量为q1.2106C的电荷在P点，受到的静电力F的大小【答案】(1)1.5102N/C(2)1.5102N/C(3)1.8104N练习.P是点电荷Q电场中的一点，P到点电荷Q的距离r0.1 m，将一个电荷量q1.01010C的点电荷放到P点，受到的电场力F9.0105N，已知静电力常量k9.0109Nm2/C2.求：(1)点电荷Q在P处产生的电场强度的大小.(2)点电荷Q的电荷量.【答案】(1)9105N/C(2)1.0106C例.有一水平向右的匀强电场，场强E9.0103N/C，在竖直平面内半径为0.1 m 的圆周上取如图所示最高点C，另

22、在圆心O处放置电荷量为Q1.0108C的带正电的点电荷试求C处的场强103N/C，方向与匀强电场方向成45角斜向上【答案】9练习.在点电荷Q产生的电场中有A、B两点，相距为d，已知a点的场强大小为E，方向与ab连线成30角，b点的场强方向与ab连线成120角，如图所示，则点电荷Q的电性和b点的场强大小为()A 正电、E/3B 负电、E/3C 正电、3E D 负电、3E 【答案】D练习.以下关于电场和电场线的说法中错误的是（）A电场和电场线都是真实存在的B电场是真实存在的，电场线是不存在的C电场线可以描述电场的强弱和方向D电场线在电场中不能相交【答案】A练习.在如图所示的电场中，a、b两点的电场

23、强度相同的是（）A B C D 【答案】C练习.A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在静电力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其vt图象如图所示则此电场的电场线分布可能是()A B C D【答案】A练习.如图所示，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆.带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点.若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc，则（）Aaaabac，vavcvb Baaabac，vbvcvaCabacaa，vbvcva Dabacaa，vavcvb【答案】D练习.（多选）某电场的电场线的分布如图所示一个带电粒子由M点沿图中虚线所示的途径运动通过N点则下列判断正确的是（）A粒子带负电 B电场力对粒子做负功C粒子在N点的加速度大 D粒子在N点的速度大【答案】CD练习.下列各图中，正确描绘两个等量异种点电荷电场线的是（）【答案】D练习.如图所示，在场强为E的匀强电场中有一个质量为m的带正电小球A悬挂在绝缘细线上，当小球静止时，细线与竖直方向成30角，已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带的电量应为()A、B B、C C、D D、【答案】D