电场电场强度课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.pptx

1.知道电荷间的相互作用是通过电场实现的。知道场是物质存在的形式之一。2.理解电场强度的定义式、单位和方向。3.能推导点电荷的电场强度公式，并进行有关计算。一、电场法拉第法拉第 19 世纪世纪 30 年代，英国科学家法拉第年代，英国科学家法拉第提出一种观点，认为在电荷的周围存在提出一种观点，认为在电荷的周围存在着由它产生的着由它产生的电场。电荷之间通过电场电场。电荷之间通过电场相互作用相互作用。1.电场电场在电荷的周围存在着一种在电荷的周围存在着一种特殊物质特殊物质，这种物质，这种物质看不见、摸不着看不见、摸不着，我们把，我们把这种这种物质叫作电场物质叫作电场。注意：电场以及磁场已被证明是一种注意：电场以及磁场已被证明是一种客观存在的物质客观存在的物质，场像分子、原子，场像分子、原子等实物粒子一样具有能量，因而等实物粒子一样具有能量，因而场场也是也是物质存在的一种形式物质存在的一种形式。不过只有。不过只有在研究运动的电荷，特别是运动状态迅速变化的电荷时，上述场的物质在研究运动的电荷，特别是运动状态迅速变化的电荷时，上述场的物质性才突显出来。本章只讨论静止电荷产生的电场。性才突显出来。本章只讨论静止电荷产生的电场。电荷之间通过电场相互作用电荷之间通过电场相互作用电荷电场电荷AB2.电场的基本性质电场的基本性质电场电场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，电荷之间的相互作用就是通过，电荷之间的相互作用就是通过电场来实现的。电场来实现的。3.电场力电场力电场对电荷有力的作用叫电场力。电场对电荷有力的作用叫电场力。电场的检验电场的检验思考思考1：在空间中放一：在空间中放一个点电荷个点电荷+Q，它周围有电场吗？，它周围有电场吗？+q是用来检验电场的电荷是用来检验电场的电荷检验电荷或试探电荷检验电荷或试探电荷对检验电荷的要求：对检验电荷的要求：电量足够小电量足够小：对场源电荷的分布不产生明显影响，不改变原电场：对场源电荷的分布不产生明显影响，不改变原电场体积足够小体积足够小：可以精确检测电场各位置：可以精确检测电场各位置Q是被检验的电荷是被检验的电荷场源电荷或源电荷场源电荷或源电荷+q电场看不见摸不着，你怎样检验电场是否存在？电场看不见摸不着，你怎样检验电场是否存在？+思思考考2：把同一试探电荷放在不同的位置，悬线的倾角不同，说明什么：把同一试探电荷放在不同的位置，悬线的倾角不同，说明什么？说明：试探电荷受到的静电力的大小、方向跟位置有关。说明：试探电荷受到的静电力的大小、方向跟位置有关。同一试探电荷，受力大的位置电场强，受力小的位置电场弱。故同一试探电荷，受力大的位置电场强，受力小的位置电场弱。故电场的强弱电场的强弱跟位置有关。跟位置有关。思思考考3：电场有强弱，电场的强弱能否用静电力来表示？：电场有强弱，电场的强弱能否用静电力来表示？不能，原因：同一位置，电场的强弱应该是不变的，而不能，原因：同一位置，电场的强弱应该是不变的，而F随试探电荷的改变而改变随试探电荷的改变而改变,所所以静电力不能表示电场的强弱。以静电力不能表示电场的强弱。观察一下，下图中什么量不随试探电荷的改变而改变？观察一下，下图中什么量不随试探电荷的改变而改变？不随试探电荷的改变而改变。不随试探电荷的改变而改变。数值上等于单位电荷量受到的库仑力数值上等于单位电荷量受到的库仑力能表示电场的强弱能表示电场的强弱二、电场强度1.定义：放入电场中某点的试探电荷q,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。简称场强。2.定义式：(适用于一切电场)3.单位：牛每库(N/C)或 伏/米(V/m).4.物理意义：描述电场强弱和方向的物理量。某点的电场强度数值上等于单位正电荷所受的电场力。+Q+qF5.电场强度的矢量性规定：跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同；+Q+q-Q+qF+Q-qFEE-Q-qFEE拓展：跟负电荷在该点所受的静电力的方向相反.F6.注意(1)区分：试探电荷(检验电荷)与场源电荷(源电荷)。试探电荷要求：电荷量和尺寸必须充分小，可以看成点电荷。(2)场强相同的条件：大小相等，方向相同。(3)由电场强度 ，可得电场力 F=qE。1.中的q是场源电荷还是试探电荷？2.由公式 得“E与F成正比，与q成反比”正确吗？q是试探电荷。不正确，是比值定义法，E的大小与F、q无关。一个带正电的点电荷的电荷量为一个带正电的点电荷的电荷量为Q，在距此点电荷，在距此点电荷r处的处的A点的电场强度点的电场强度是多少？方向如何？是多少？方向如何？+A设想在设想在A点放一个电荷量为点放一个电荷量为+q的试探电荷，的试探电荷，方向：沿二者连线向外方向：沿二者连线向外则它所受到的电场力为：则它所受到的电场力为：+Q在该点产生的场强为：在该点产生的场强为：三、点电荷的电场方向：沿二者连线向外方向：沿二者连线向外（1）Q是是场源电荷的电量场源电荷的电量，r是到场源电荷的距离是到场源电荷的距离思考思考4：若以：若以Q为中心作球面，则球面上各点的电场强度的大小方向有什么特点？为中心作球面，则球面上各点的电场强度的大小方向有什么特点？（2）适用条件：）适用条件：真空中静止的点电荷真空中静止的点电荷（3）E的决定因素：跟场源电荷和位置有关，与试探电荷无关的决定因素：跟场源电荷和位置有关，与试探电荷无关1.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？答案200 N/C方向与F1方向相反因为B处是负电荷，所以B处电场强度方向与F1方向相反。(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。(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。2.在真空中O点放一个电荷量为Q1.0109 C的点电荷，直线MN通过O点，O、M间的距离r30 cm，M点放一个电荷量为q1.01010 C的点电荷，如图所示。已知静电力常量k9.0109 Nm2/C2，求：(1)q在M点受到的静电力；因为Q为正电荷，q为负电荷，所以力的方向沿MO连线指向O。(2)M点的电场强度；(3)拿走q后M点的电场强度；拿走电荷q，M点的电场强度仍为100 N/C，方向沿OM连线背离O。(4)M、N两点的电场强度哪点大。项目E (定义式)E (决定式)意义及用途适用范围E与各量关系Q或q的意义给出了一种量度电场强弱的方法指明了点电荷电场强度大小的决定因素一切电场真空中点电荷的电场E的大小与F、q的大小无关EQ，E q是试探电荷的电荷量，Q是场源电荷的电荷量