人教版高中物理选修3-1课件：1.3《电场强度》.ppt

1、1.3 电场强度 回顾与思考 库仑定律：真空中两个静止点电荷之间相互作用力，与它 们的电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比， 作用力的方向在它们的连线上。 两电荷不直接接触，它们之间的相互作用是怎样产生的？ + + + + + + A B + + + + + + 学习目标 1 知道电荷间的相互作用是通过电场实现的，场是物 质存在的一种形式。 2 体会用比值定义物理量的方法，理解电场强度的定 义公式、单位及方向。 3 能推导点电荷场强公式，知道叠加原理，并进行简 单计算。 4 知道电场线的定义和特点，会用电场线描述电场强 度的大小、方向。 电场 1837年法拉第提出“场”的概念 B电荷

2、A电荷 电荷之间通过电场发生相互作用 1. 电场 概念：在电荷周围存在着的一种特殊物质。 静电场：静止电荷产生的电场。 性质：对放入电场中的电荷有力的作用。 2. 对电场的理解 电场是物质，客观存在。 电场并非有分子、原子构成，是一种特殊物质。 猜想：电场有强弱和方向，但看不见又摸不着， 那么空间是否有电场通过什么来检验？ 空间某点电场的强弱和方向又通过什么来确定？ 电场强度 1、试探电荷与场源电荷 （1）试探（检验）电荷：用来探测电场是否存在或研究电 场的性质的电荷称为检验电荷。 试探电荷所带的电荷量和体积必须尽可能小 （2）场源电荷：激发电场的电荷称为场源电荷。 任何电荷均能激发电场 2.

3、 电场强度 电场强度 概念 放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它 的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度。 定义式 单位 牛/库(N/C) ，伏/米(V/m) 1 V/m=1N/C 方向 规定与正电荷在该点的受力方向相同 F E q 点拨物理量的比值定义法 在物理学中，常常用比值定义一个物理量，用来表示研究 对象的某种性质。 功率：P = W t 速度：v =v = s s t t 电场强度：E = F q 物质的密度：= = m V 它们共同的特点：用比值定义的物理量只与比 值有关，而与比值中的两物理量无关。 思考 1、电场强度的定义为 E=F/q，那么空间某点的电场强度跟 试探电荷受到的静

4、电力成正比、跟它的电荷量成反比？为 什么？ 空间某点的电场强度由电场本身决定，与该处是否有 试探电荷及试探电荷电荷量的大小无关，就好象物质的密 度=m/v是由物质本身决定，跟物体的体积无关一样 点电荷的场强及电场强度的叠加 1. 点电荷的电场 推导：场源电荷 Q 与试探电荷 q 相距为 r，则试探电荷 q 所 处的电场强度为： 2 Q Ek r 2 2 Qq k FkQ r E qqr 点电荷的电场的方向 + - 正点电荷电场方向背离电荷 负点电荷电场方向指向电荷 公式 与 的对比理解 2 Q Ek r F E q 意义意义 适用条件适用条件 Q Q或或q q的意的意 义义 公式中各量公式中各

5、量 的关系的关系 电场强度的 定义式 任何电场 q是试探 电荷 E用F与q的比 值来表示，E 与F、q的大 小无关 点电荷的电 场强度公式 真空中的 点电荷 Q是场源 电荷 E由Q、r决 定，E与Q成 正比 F E q 2 Q Ek r 公式 项目 2. 电场强度的叠加 电场中某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强 的矢量和，这叫做电场的叠加原理。 +Q -Q E1 E2 E +Q +Q E1 E1 E2 E2 E 电场强度是矢量，遵循平行四边形定则 点拨均匀带电球体（或球壳）外某点电场强度的计算 一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在外部产生的 电场与一个位于球心的、电荷量相等的点

6、电荷产生的电场相 同。 Q r q r Q q 2 Q Ek r 思考 1. 一个均匀带电的球或球壳，在其球心的电场强度是多少？ 根据电场强度的叠加原理，其球心处的电场强度为零 。 2. 比较大的带电体的电场强度如何计算？ 求比较大的带电体的电场强度，可把带电体分成若干小 块，每个小块看成点电荷，用点电荷电场强度叠加的方法计 算。 电场线 匀强电场 1. 电场线 （1）电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上 各点的切线方向表示该点电场强度方向。 EA EB EC 2. 电场线的特点 电场线密的地方场强强，电场线疏的地方场强弱 静电场的电场线起于正电荷或无穷远，终止于无穷远或 负电荷 电

7、场线不会相交，也不会相切 电场线是假想的，实际电场中并不存在 电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的运动轨 迹之间没有必然联系 点拨几种常见电场中电场线的比较 （1）点电荷的电场线 离点电荷越近，电场线越密，场强越大。 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，方向不同。 （2）等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布 沿点电荷的连线，场强先变小后变大 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 在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点O等距离各 点场强相等。 （3）等量同种点电荷形成的电场中电场线分布 两点电荷连线中点O

8、处场强为0 两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为0 两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏 2. 匀强电场 （1）定义：如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相 同，这个电场就叫匀强电场 电场强度方向处处相同，电场线是平行线 电场强度大小处处相等，电场线间距相等 思考 1. 电场线与带电粒子的运动轨迹并不一定重合，若要使运动 轨迹和电场线重合，应满足什么条件？ 电场线与带电粒子的运动轨迹重合必须同时满足以下条 件：电场线是直线；带电粒子只受静电力作用或受其他 力，但合力方向沿电场线所在直线；带电粒子初速度为 0 或初速度方向沿电场线所在的直线。 课堂小结 匀强电场 电场 电

9、场的物质性 电场的基本性质 电场强度 定义 点电荷的电场强度 电场强度的叠加 遵循平行四边形定则 电场线 特点 常见电场的电场线 匀强电场 2 Q Ek r F E q 巩固训练 例1关于电场，下列说法正确的是（ ） A. 电场是假想的，并不是客观存在的物质 B. 只要有电荷存在，在其周围就一定存在电场 C. 电场对放人其中的电荷有力的作用 D. 电场对放人其中的电荷没有力的作用 BC 例2. 电场中有一点P，下列哪些说法正确的是（ ） A. 若放在P点的试探电荷的电量减半，则P点的场强减半。 B. 若P点没有试探电荷，则P点的场强为零。 C. P点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大。 D. P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向 C