【课件】电场电场强度+课件高二上学期物理人教版（2019）必修第三册+.pptx

第九章 静电场及其应用电场电场强度新课引入情景思考q1q2+P1C+问题：如图所示的两个带电的物体，它们并没有直接接触，它们的相互作用（排斥或吸引）是通过什么来实现的？法拉第法拉第提出电荷周围存在提出电荷周围存在电电场场，处在电场中的其它电荷受到，处在电场中的其它电荷受到的作用力就是这个电场给予的。的作用力就是这个电场给予的。电荷电荷A A电场电场电荷电荷B B一、电场1、电场是存在于电荷周围的一种特殊物质。2、静电场：静止电荷产生的电场。一、电场（2）电荷之间的相互作用就是通过电场来传递的。4、电场力：电场对电荷有力的作用叫电场力。3、电场的基本性质：（1）电场对放入其中的电荷有力的作用；场源电荷场源电荷试探电荷试探电荷场源电荷场源电荷（静止）（静止）静电场静电场激发试探电荷试探电荷感受q2q3qF2F3F+场源电荷场源电荷试探电荷试探电荷(检验电荷检验电荷)同一位置放置不同的试探电荷：同一位置放置不同的试探电荷：+思考：能否用F来描述电场的强弱？F二、电场强度AQqqB研究方法：在点电荷Q产生的电场中A、B两点分别放入电荷q1、q2、q3，则它们分别受电场力为：物理量电荷量FAFBq1q2q3得出：F与q的比值与试探电荷无关，与场源电荷以及位置有关。比值定义法1.定义：定义：2.公式：公式：E=F/q3.单位：单位：牛每库（牛每库（N/C）；伏每米（）；伏每米（V/m）；）；1V/m=1N/C放入电场中某点的试探电荷所受的力放入电场中某点的试探电荷所受的力F F与它的电荷量与它的电荷量q q的比值，叫做这点的电场强度。的比值，叫做这点的电场强度。4.方向：电场强度是矢量。其方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同；跟负电荷在该点所受的静电力的方向相反。二、电场强度+Q+qFE+Q-qFE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。-Q+qFE-Q-qEF1.在一带负电荷的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q12.0108 C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0106 N，方向如图，则：(1)B处电场强度多大？方向如何？因为B处是负电荷，所以B处电场强度方向与F1方向相反。当堂训练(2)如果换成一个q24.0107 C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处电场强度多大？答案8.0105 N200 N/Cq2在B点所受静电力大小F2q2EB4.0107200 N8.0105 N，方向与电场强度方向相同，也就是与F1方向相反。此时B处电场强度大小仍为200 N/C，方向与F1方向相反。当堂训练(3)如果将B处电荷拿走，B处的电场强度是多大？答案200 N/C某点电场强度大小与有无试探电荷无关，故将B处电荷拿走，B处电场强度大小仍为200 N/C。当堂训练BA场源电荷场源电荷试探电荷试探电荷试探电荷在试探电荷在B位置受位置受到的电场力：到的电场力：点电荷在点电荷在B位置的场位置的场强：强：三、点电荷的电场强度适用范围适用范围电荷的意义电荷的意义公式意义公式意义适用于适用于一一切切电场电场仅仅适用适用点电点电荷荷的电场的电场q q是检验电荷是检验电荷E E与与q q无关无关Q Q是场源电荷是场源电荷E E与与Q Q成正比成正比与与有何区别有何区别？定义式定义式决定式决定式光芒四射光芒四射万箭穿心万箭穿心思考思考如果以Q Q为中心作一个球面，各处的电场强度相同么？+Q1Q2PE1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的矢量和(遵循平行四边形定则)。E1E2+Q1Q2PE+Q1+Q2AE1E2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？EE2E四、电场强度的叠加电场强度的叠加1.电场强度叠加原理在几个点电荷共同形成的电场中，电场中任意一点的总电场强度等于各个点电荷在该点各自产生的电场强度的矢量和.2.注意(1)独立性各个场源电荷产生的电场互不干扰.(2)叠加原理只有同时作用在同一区域内的电场才可以进行叠加.电场强度叠加遵循平行四边形定则.四、电场强度的叠加3.一个半径为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、电荷量相等的点电荷产生的电场相同.rR，Q是整个球体所带的电荷量电场强度的叠加QQrr2 2、如图所示，在正方形四个顶点分别放置一个点电如图所示，在正方形四个顶点分别放置一个点电荷，所带电荷量已在图中标出，则下列四个选项中，荷，所带电荷量已在图中标出，则下列四个选项中，正方形中心处场强最大的是正方形中心处场强最大的是()当堂训练3、关关于场强，下列说法正确的是于场强，下列说法正确的是 A根据电场强度的定义式根据电场强度的定义式E=F/q可知，可知，E与与F成正成正比，与比，与q成反比成反比 B电场中某点的电场强度与正电荷受力方向相同，电场中某点的电场强度与正电荷受力方向相同，当该点放置负电荷时，场强反向当该点放置负电荷时，场强反向 C由由 E=kQ/r2 知，在以知，在以Q为球心、为球心、r为半径的球面为半径的球面上，各处场强相同上，各处场强相同 D若空间只有两个点电荷，则该空间某点的场强若空间只有两个点电荷，则该空间某点的场强等于这两个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量等于这两个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和和当堂训练法拉第法拉第 电场线是画在电场中的一条条有电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的方向的曲线，曲线上每点的切线方向切线方向表示该点的表示该点的电场强度方向电场强度方向,电场线间电场线间的的疏密疏密表示电场的表示电场的强弱强弱。五、电场线电场线的特点(1)电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷。(2)电场线在电场中不相交，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。(3)电场线的疏密可以用来比较各点电场强度的大小。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。电场线特点：特点：以点电荷为球心作以点电荷为球心作个个球面（空间的）球面（空间的），电场线处处与球面电场线处处与球面垂直，在此球面上垂直，在此球面上场强场强大小大小处处相等，处处相等，方向方向不同。不同。（1 1）正、负点电荷的电场线分布）正、负点电荷的电场线分布空间立体空间立体的，不是的，不是平面的平面的离点电荷越近，离点电荷越近，电场线越密，场强越大电场线越密，场强越大电场线电场线不相交，不相切，不闭合不相交，不相切，不闭合电场线电场线起于正电荷或无穷远处，止于无穷远起于正电荷或无穷远处，止于无穷远处或负电荷处或负电荷几种常见电场中电场线的分布情况几种常见电场中电场线的分布情况五、电场线特点：特点：a a、沿点电荷的连线，场强方向相同，大小先变小后变大、沿点电荷的连线，场强方向相同，大小先变小后变大b b、两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相同，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）垂直且总与中垂面（中垂线）垂直（2 2）等量异种点电荷的电场线分布）等量异种点电荷的电场线分布c c、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点0 0等距等距离各点场强相等。离各点场强相等。水平方向水平方向O O点场强最小点场强最小O O点点A A点点竖直方向竖直方向O O点场强最大点场强最大无穷远处场强最小为零无穷远处场强最小为零（3 3）等量同种点电荷的电场线分布）等量同种点电荷的电场线分布特点：特点：a a、两点电荷连线中点、两点电荷连线中点O O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疏，、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为但场强并不为0 0c c、两点电荷连线的中点到无限远电场线、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密先变密后变疏后变疏没有画电场线的地方有电场没有画电场线的地方有电场O O点场强最小，为零点场强最小，为零A A点点B B点点竖直方向场强先变大后竖直方向场强先变大后变小，无穷远处为零变小，无穷远处为零匀强电场的电场线匀强电场的电场线匀强电场是大小和方向都相同的电场，故匀强电场的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电场线是平行等距平行等距的直线的直线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的疏密反映场强大小，电场方向与电场线平行五、电场线4.4.一带电粒子从电场中的一带电粒子从电场中的A A点运动到点运动到B B点，轨迹如图中点，轨迹如图中虚线所示不计粒子所受重力，则（）虚线所示不计粒子所受重力，则（）A A粒子带正电粒子带正电B B粒子加速度逐渐减小粒子加速度逐渐减小C CA A点的速度大于点的速度大于B B点的速度点的速度D D粒子在粒子在A A点的初速度为零点的初速度为零BC当堂训练电场强度电场强度场强叠加场强叠加电场电场电场强度电场强度点电荷的电场强度点电荷的电场强度电场：电荷的周围存在着一种特殊物质电场：电荷的周围存在着一种特殊物质电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用定义式：定义式：E E (适用于一切电场适用于一切电场)负点电荷的电场强度负点电荷的电场强度 E E 的方向沿半径向内。的方向沿半径向内。单位：单位：N/C N/C 或或 V/mV/m正点电荷的电场强度正点电荷的电场强度 E E 的方向沿半径向外。的方向沿半径向外。遵循平行四边形定则遵循平行四边形定则场强叠加场强叠加决定式：决定式：(适用于适用于真空中点电荷的真空中点电荷的电场电场)电场线匀强电场电场线 几种常见的电场线匀强电场定义特点负电荷的电场线等量异种点电荷的电场线正电荷的电场线等量同种点电荷的电场线定义特点感谢聆听感谢聆听