【课件】电场强度（第1课时） 课件 -2022-2023学年高二上学期物理人教版选修3-1.pptx

第第3节节 电场强度（第电场强度（第1课时）课时）复习复习接触力接触力:弹力和摩擦力等弹力和摩擦力等非接触力非接触力:万有引力（重力）万有引力（重力）,磁力，磁力，库仑力等库仑力等 磁力的传递是通过磁场，万有引力的传磁力的传递是通过磁场，万有引力的传递是通过万有引力场。递是通过万有引力场。问题与思考问题与思考两个电荷之间的相互作用靠什么传递呢？两个电荷之间的相互作用靠什么传递呢？1837年法拉第提年法拉第提出出“场场”的概念的概念 英国物理学家英国物理学家 法拉第法拉第（1791-1867）电荷之间通过电荷之间通过电场电场发生相互作用发生相互作用.电场电场电荷电荷A A电荷电荷B B 用场的观点分析电荷用场的观点分析电荷A和和B间的相互作用：间的相互作用：1、在电荷的周围存在着电场，、在电荷的周围存在着电场，电荷之间通电荷之间通 过电场发生相互作用过电场发生相互作用.2、电场以及磁场已被证明是一种客观存在，、电场以及磁场已被证明是一种客观存在，并且是互相联系的，统称为电磁场。并且是互相联系的，统称为电磁场。3、静止电荷产生的电场称为静电场。、静止电荷产生的电场称为静电场。一、电场一、电场4.基本性质：电场对放入其中的电基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用荷有力的作用-电场力。电场力。电场的强弱与位置有关。电场的强弱与位置有关。产生电场的电荷产生电场的电荷O 称为场源电荷或源电荷。称为场源电荷或源电荷。用来检验电场是否存在及电场强弱分布用来检验电场是否存在及电场强弱分布情况电荷称为试探电荷，或检验电荷检验情况电荷称为试探电荷，或检验电荷检验电荷荷量和尺寸充分小；电荷荷量和尺寸充分小；二二、试探电荷和源电荷试探电荷和源电荷 同一试探电荷在电场的不同点受到的静电力同一试探电荷在电场的不同点受到的静电力 不相同。不相同。怎样来描述电场的强弱呢？怎样来描述电场的强弱呢？能否用试探电荷所受的静电力来表示电场能否用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱？的强弱？F/q这个比值由电荷这个比值由电荷q在电场中的位置所决在电场中的位置所决定，跟电荷定，跟电荷q无关，是反映电场性质的物无关，是反映电场性质的物理量。理量。实验表明，在电场中的同一点，比值实验表明，在电场中的同一点，比值F/q是是恒定的；在电场中的不同点，比值恒定的；在电场中的不同点，比值F/q一般一般是不同的。是不同的。结结论论:F/q能能反反映映电电场场中中某某点点电电场场力力的的性性质质电场的强弱。电场的强弱。不同的试探电荷在电场的同一点受到的静不同的试探电荷在电场的同一点受到的静电力也不相同。电力也不相同。三三.电场强度电场强度(E)1.定义：定义：放入电场中某点的试探电荷放入电场中某点的试探电荷q所受所受的电场力的电场力F跟它的电荷量跟它的电荷量q的比值，叫该点的比值，叫该点的电场强度。简称场强。的电场强度。简称场强。3.单位：牛单位：牛/库库(N/C)或或 伏伏/米（米（V/m)2.定义式：定义式：（比值法比值法定义）定义）负电荷在电场中某点受到的电场力的方向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。跟该点的场强方向相反。+Q+qFE-Q+qFE+Q-qFE-Q-qEF电场中某点的电场强度的方向跟正电荷电场中某点的电场强度的方向跟正电荷 在在 该点所受的静电力的方向相同该点所受的静电力的方向相同4、电场中某点场强方向的规定：、电场中某点场强方向的规定：5.理解理解（1）为定义式为定义式，适用适用于一切电场一切电场。（3）电场强度是反映电场强弱和方向的）电场强度是反映电场强弱和方向的物理量，由电场本身的性质决定，与试探物理量，由电场本身的性质决定，与试探电荷是否存在、电荷的正负、电荷量的大电荷是否存在、电荷的正负、电荷量的大小及受到的电场力都无关。小及受到的电场力都无关。（4）电场力：）电场力：F=qE （2）电场强度在）电场强度在数值上等于单位电荷数值上等于单位电荷 在该点所受的电场力。在该点所受的电场力。利用电场强度定义和库仑定律，推利用电场强度定义和库仑定律，推导真空中点电荷周围某点的电场强度导真空中点电荷周围某点的电场强度四、点电荷的场强的大小四、点电荷的场强的大小EPP+QEPPQ注意注意：Q是是场源电荷，场源电荷，r是是到场源电荷的距离到场源电荷的距离四、点电荷的场强的大小四、点电荷的场强的大小rAA+QEArBBEBCrcE C+q+q+q 不相同不相同如果以如果以Q为中心作一个球面，则球面上各为中心作一个球面，则球面上各点的电场强度是否相同？点的电场强度是否相同？五五.点电荷的场强方向：点电荷的场强方向：2、负点电荷电场方向指向电荷中心。、负点电荷电场方向指向电荷中心。1、正点电荷电场方向背离电荷；、正点电荷电场方向背离电荷；适用范围适用范围电荷意义电荷意义定义式，适定义式，适用一切电场用一切电场仅对点电荷仅对点电荷的电场适用的电场适用q是检验电荷，是检验电荷，E与与q无关无关Q是场源电荷，是场源电荷，E与与Q成正比成正比和和的区别的区别：六六.电场的叠加原理电场的叠加原理独立性：各个场源产生电场互不干扰独立性：各个场源产生电场互不干扰。叠加原理：叠加原理：电场中某点的电场强度为各电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。量和。电场叠加实例电场叠加实例 +Q+Q -Q-QE E1 1E E2 2E E +Q+Q +Q+QE E1 1E E1 1E E2 2E E2 2E E1：下列哪些下列哪些说法正确的是说法正确的是（）A 若放在电场中若放在电场中P点的检验电荷的电量减点的检验电荷的电量减半半，则则P点的场强减半点的场强减半。B 若若P点没有检验电荷点没有检验电荷，则则P点的场强为零点的场强为零。C P点的场强越大点的场强越大，则同一电荷在则同一电荷在P点受点受 到的电场力越大到的电场力越大。D P点的场强方向为检验电荷在该点的点的场强方向为检验电荷在该点的 受力方向受力方向。例题分析例题分析C2 2、下列说法正确的是、下列说法正确的是()()A A、电荷在某点受到的电场力越大，该点的、电荷在某点受到的电场力越大，该点的电场强度就越大电场强度就越大B B、电场强度的方向总是跟电场力方向一致、电场强度的方向总是跟电场力方向一致C C、负电荷受到的电场力的方向跟电场强度、负电荷受到的电场力的方向跟电场强度 的方向相反的方向相反D D、点电荷、点电荷Q Q建立的电场匀强电场建立的电场匀强电场 C3、如图所示，三个完全相同的的金属小球、如图所示，三个完全相同的的金属小球 a、b、c位于等边三角形的三个顶点上，位于等边三角形的三个顶点上，a和和c带带正电，正电，a所带电量的大小比所带电量的大小比b小。已知小。已知c受到受到a和和b的静电力的合力可用图中四条有向线段的的静电力的合力可用图中四条有向线段的一条来表示，它应是一条来表示，它应是()A.F1 B.F2 C.F3 D.F4cabF4F3F2F1D D4、如图所示，、如图所示，A为一带为一带+Q的竖直放置的金的竖直放置的金属板，沿金属板的垂直平分线，在距板属板，沿金属板的垂直平分线，在距板r处处有质量为有质量为m，电量为，电量为q的带电小球被悬挂在的带电小球被悬挂在绝缘细线上，细线偏离竖直方向绝缘细线上，细线偏离竖直方向角而处于角而处于静止状态。求小球所在处的电场强度。静止状态。求小球所在处的电场强度。能用公式能用公式E=kQ/r2来求解吗？来求解吗？1（多选）下列（多选）下列哪些说法正确的是哪些说法正确的是（）A 电场强度电场强度E与与F成正比成正比，跟跟q成反比成反比。B 无论检验电荷的无论检验电荷的q值（不为零）值（不为零）如何变化如何变化，F与与q的比值始终不变的比值始终不变。C 电场中某一点的场强为零电场中某一点的场强为零，则则处在该点的电荷受到的电场力一定为零处在该点的电荷受到的电场力一定为零。D场强方向与检验电荷的极性有关场强方向与检验电荷的极性有关BC课堂练习课堂练习2、下列关于场强的说法正确的是、下列关于场强的说法正确的是()A、公式、公式E=F/q不只适用于真空中的电场不只适用于真空中的电场B、公式、公式E=kQ/r2中的中的Q是放入电场中的试探电是放入电场中的试探电荷的电量荷的电量C、在一个以点电荷、在一个以点电荷Q为中心，为中心，r为半径的球面为半径的球面上，各处的场强都相同上，各处的场强都相同D、空间某点的电场强度、空间某点的电场强度E与放在该处的试探与放在该处的试探 电电 荷所受的电场力荷所受的电场力F成正比，与试探电荷成正比，与试探电荷 的电荷量的电荷量q成反比成反比3、如图，在真空中有两个点电荷如图，在真空中有两个点电荷Q1=+3.010-8C和和Q2=-3.010-8C，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点与两个点电点与两个点电荷的距离荷的距离r相等，相等，r=0.1m。Q2A AQ1解：点电荷解：点电荷Q1和和Q2的电场在的电场在A点的场强分别为点的场强分别为E1和和E2，它们大小相等，方向它们大小相等，方向如图中所示。合场强如图中所示。合场强E在在E1和和E2的夹角的的夹角的平分线上，此平分线跟平分线上，此平分线跟Q1和和Q2的连线平行。的连线平行。Q2AQ1=2E1cos60r22kQ1cos60=代入数值得：代入数值得：E=2.7104 N/C 合场强合场强E的大小为的大小为 E=E1cos60+E2cos60E1E2E