【物理】2023-2024学年人教版必修第三册 电场电场强度 课件.pptx

电场 电场强度高中物理/人教版（2019）/必修三/第九章目 录：2 201学习目标学习目标02新课导入新课导入03新课探究新课探究场是特殊物质场是特殊物质场强的定义、单位、矢量性场强的定义、单位、矢量性及叠加性及叠加性 场强的定义式及决定式场强的定义式及决定式电场线电场线 04课堂联系课堂联系05小结导图小结导图06课后作业课后作业学习目标30104020603理解电场强度的定义、单位、矢量性及叠加性知道电场是电荷产生的特殊物质，具有力和能的性质掌握场强定义式及决定式，并会使用理解电场线的概念、特点。掌握常见电场线的分布知道等量同号（异号）点电荷电场场强特点；会利用割补法求场强 05掌握电荷正负、电场力方向、电场强度方向、电场线方向及粒子运动轨迹，几者之间的关系 新课导入4 4通过上节课的学习。我们知道：两电荷之间有库仑力的作用。和我们学过的重力（万有引力）一样，同属于非接触力。那么它们的相互作用力通过什么产生的呢？隔空。力通过什么产生？新知探究电场电场静止的电荷产生的电场是静电场。电荷电场电荷电场：电场：电荷周围存在的一种特殊物质。基本性质：基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。因此电荷之间的相互作用是相互作用是通过电通过电场发生的场发生的。56电场电场看不见，摸不着，但客观客观存在存在，是一种特殊物质。并非由分子、原子组成。且和一般的物质一样，也具有有力和能量的性质力和能量的性质。新知探究1（电场）（多选）关于电场，下列说法正确的是（）A电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用B电场是电荷周围空间实际存在的物质C电场只是一个理想模型，实际上并不存在D电荷间的相互作用不是通过电场产生的课堂练习7【解析】电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用，正是这一作用使电场成为传递电场力的媒介，故A正确，D错误；电场是电荷周围空间实际存在的物质，故B正确，C错误。AB电场电场根据库仑定律可知，将电荷B移动至B，所受库仑力将增大，而这个力通过电场产生，可以推出，电场各处的强度是不同的。因电荷B同样会产生电场，为了区分，我们将A定义为场源电荷：场源电荷：激发或产生我们正在研究的电场的电荷，是电场的来源。8新知探究电场电场将B定义为试探电荷试探电荷(检验电荷检验电荷)：是用来检验电场是否存在，及电场强弱分布情况的电荷（q），是研究电场的工具。检验电荷作为工具，为了减少其对我们所研究的场的影响，且能看成点电荷，要求检验电荷电量少，体积小。检验电荷电量少，体积小。9新知探究电场电场电场强度的比值法定义式电场强度的比值法定义式电场中某一点的电场强度(E)，等于试探电荷受到的静电力()跟它的电荷量(q)的比值。设场源电荷A与检验电荷B的电荷量分别为Q、q定义式：单位：N/C10新知探究电场电场电场强度的决定式电场强度的决定式将定义式中的库仑力F用库仑定律表 示，则有 由上式可见，场强E E与与放入其中的试探电荷（q q）无关）无关。由电场本身决定。由电场本身决定。决定式决定式电场说：检验电荷你来或不来，我一直在那，不增不减。11新知探究公式本质区别定义式决定式适用范围一切电场真空中点电荷的电场Q或q的意义q表示引入电场的(试探检验)电荷的电荷量Q表示产生电场的点电荷(场源电荷)的电荷量关系E用F与q的比值来表示，但E的大小与F、q的大小无关E不仅用Q、r来表示，且EQ，E定义式和决定式的比较定义式和决定式的比较新知探究规定某点电场强度的方向与正电荷与正电荷（指检验电荷q）在该点所受的静电力的方力的方向相同向相同。与负电荷与负电荷在该点所受的静电力的力的方向相反方向相反。电场强度的矢量性电场强度的矢量性画出剩余的库仑力及场强方向关系电场强度的方向与检验电荷无关13新知探究14计算电场中某一点的电场强度大小，判断该点的电场强度方向，都用到了检验电荷。但场强大小、方向均与检验电荷无关场强大小、方向均与检验电荷无关。场源一定的情况下，其电场中某点电场电场强度的大小及方向是有唯一性的。强度的大小及方向是有唯一性的。新知探究2（场强大小、矢量性）当在电场中某点放入电量为q的正试探电荷时，测得该点的场强为E，若在同一点放入q=2q电量的负试探电荷时，测得该点的场强（）A大小为2E，方向与E相同B大小为2E，方向与E相反C大小为E，方向与E相同D大小为E，方向与E相反15【解析】电场强度由电场本身决定，与放入的试探电荷无关，故选CC课堂练习3（定义式、决定式）（多选）式 和式 分别为场强大小的定义式和点电荷场强大小的表达式。说法错误的是（）A式和式都只对点电荷产生的场成立B式中E是某电场的场强大小，q是场源电荷C式中F是放入某电场中的电荷所受的力，q是产生这电场的电荷D式中的E是式中的电荷q所产生的电场的场强，式中的E是式中的电荷q产生的电场的场强16ACD课堂练习17【解析】式对所有电场都成立，故A错误；式中E是某电场的场强大小，q是场源电荷，故B正确；式中F是放入电场的电荷所受的力，q是放入电场的电荷所带的电量，故C错误；式中E是电荷q所在电场的场强大小，E与q无关；式中E是电荷q产生的电场的场强，故D错误。课堂练习18如果场源电荷是多个点电荷，则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量和。电场强度的叠加性电场强度的叠加性新知探究4（叠加性）如图所示，一半径为r的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为r，在a点处有一电荷量为q(q0)的固定点电荷。已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)()A.B.C.D.19B课堂练习20【解析】b点处的场强为零，说明Q与q在b点处产生的场强大小相等、方向相反，则Q、q为等量同号电荷，因此Q在d点产生的场强 。d点处的合电场强度 ，故B正确。课堂练习电场中，不同的点场强的大小方向不同，但依然存有共性。比如到场源电荷距离相等的点，场强大小相等大小相等；检验电荷和场源电荷的连线上的所有点，场强方向相同。电场线电场线根据这些共性，为了形象地描述电场，我们假想出假想出一条条有方向有方向的曲线。即电场线电场线。21新知探究几种常见电场的电场线分布几种常见电场的电场线分布匀强电场匀强电场等量异号点电荷的电场等量异号点电荷的电场独立点电荷的电场独立点电荷的电场等量同号点电荷的电场等量同号点电荷的电场22新知探究23电场线在电场中不相交电场线密集密集（稀疏），电场强度大大（小）。库仑力大大（小），粒子运动的加速度大加速度大（小）1 12 23 34 4电场线特点电场线特点线上每点的切线的方向每点的切线的方向表示表示该点的电场强度的方向电场强度的方向电场线从正电荷或无限远出发，终止于负电荷或无限远新知探究等量同号点电荷的电场特点等量同号点电荷的电场特点 24两电荷连线的中垂线上：中垂线上：从中点向两侧电场强度大小呈对称性先增大后减小，两侧场强方向相反。两电荷连线上连线上:中点（O）场强大小为零，向两侧呈对称性逐渐增大，两侧场强方向相反（指向对方正（负）点电荷）。1 12 2新知探究等量异号点电荷的电场特点等量异号点电荷的电场特点 25两电荷连线的中垂线上：中垂线上：从中点向两侧电场强度大小呈对称性减小，两侧场强方向相同。两电荷连线上：连线上：中点场强最小，向两侧呈对称性逐渐增大，两侧场强方向相同（方向从正点荷指向负点电荷）。1 12 2新知探究5（电场线）（多选）如图是某静电场的一部分电场线分布情况，下列说法中正确的是（）A这个电场可能是负点电荷的电场BA点的电场强度大于B点的电场强度CA、B两点的电场强度方向不相同D负电荷在B点处受到的电场力的方向沿B点切线方向A.26BC课堂练习27【解析】点电荷电场中的电场线是从正点电荷出发指向无穷远的直线，或无穷远指向负点电荷的直线，而该电场是曲线，故不可能是负点电荷形成的电场，A错误；电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，所以A点的电场强度大于B点的电场强度，B正确；电场线的切线方向为该点场强的方向，所以A、B两点的电场强度方向不相同，C正确；电场线的切线方向为该点场强的方向，所以负电荷在B点处受到的电场力的方向沿电场线切线的反方向，D错误。课堂练习电场线上每点的切线的方向表示该点的电场强度的方向场场强强的的方方向向某点电场强度的方向与正（负）电荷（q）在该点所受的静电力的方向相同（相反）电场中某点正（负）点电荷（指q）受力方向与该点电场线切线方向相同（反）。28电场力与电场线电场力与电场线新知探究电荷的正、负；电场强度的方向；库仑力的方向。三者中任意两个已知，可推出另外一个。29在电场线方向未知的情况下，电场力的方向有两种选择，但配合带电粒子运动轨迹，便具有了唯一性力要偏向运动轨迹凹侧新知探究30向向 方力场电负正的荷电方度强场电三者二推一三者二推一可由电场线方向推出可由电场线+轨迹线方向推出新知探究6（电场线与运动轨迹）(多选)如图所示，实线是一簇未标明方向的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用，根据此图可以作出的正确判断是()A带电粒子所带电荷的正、负B带电粒子在a、b两点的受力方向C带电粒子在a、b两点的加速度何处较大D电场强度方向31BC课堂练习32【解析】电荷电性、电场力方向及电场强度方向，三者二推一的关系，同时，场强方向可以根据场线方向判断，电场力的方向可根据电场线和运动轨迹结合判断。根据题中条件，只能判断出电场力方向向左，所以B正确，A、D错误。电场线密集的点，电场强度大，电场力大，加速度大，C正确。课堂练习7（割补法求电场强度）已知均匀带电球体在球的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如图所示，半径为R的球体上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在过球心O的直线上有A、B两个点，O和B、B和A间的距离均为R，现以OB为直径在球内挖一球形空腔，若静电力常量为k，球的体积公式为，则A点处场强的大小为()A B C D33A课堂练习34【解析】由题意知，半径为R的均匀带电体在A点产生场强为：；同理割出小球半径为R/2，因为电荷平均分布，其带电荷 ；则其在A点产生的场强：；所以剩余空腔部分电荷在A点产生的场强课堂练习课堂小结35完成9.3电场 电场强度同步分题型练习题课后作业36