高中物理新课标版人教版选修3-1精品课件:13《电场强度》(PPT课件可编辑).ppt
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1、新课标人教版课件系列高中物理选修选修3-13-11.3电场强度教学目标教学目标v(一)知识与技能(一)知识与技能v1知道电荷间的相互作用是通过电场发生的,知道电场是客观存在的一种特殊物质形态v2理解电场强度的概念及其定义式,会根据电场强度的定义式进行有关的计算,知道电场强度是矢量,知道电场强度的方向是怎样规定的v3能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式,并能用此公式进行有关的计算v4知道电场的叠加原理,并应用这个原理进行简单的计算v(二)过程与方法(二)过程与方法v 通过分析在电场中的不同点,电场力F与电荷电量q的比例关系,使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱,即电场强度的概
2、念;知道电场叠加的一般方法。 v(三)情感态度与价值观(三)情感态度与价值观v 培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。v重点:重点:电场强度的概念及其定义式v难点:难点:对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算一一. .电场:电场:1 1、定义、定义: : 存在于带电体周围的特殊存在于带电体周围的特殊物质物质。2 2、基本性质:、基本性质:对放入其中的电荷有力的作用,这种力对放入其中的电荷有力的作用,这种力叫叫电场力电场力。电场电场电荷电荷A电荷电荷B3、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 1)、检验方法:)、检验方法:把一个带电体放入
3、其中,看是否受到把一个带电体放入其中,看是否受到力的作用。力的作用。二二. .电场强度:电场强度: 1、电场的检验、电场的检验用什么可以检验空间存在看不见又摸用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场?不着的电场?2 2)、检验电荷:)、检验电荷:能否就用检验电荷所受的电场力来描能否就用检验电荷所受的电场力来描述某点电场的强弱?述某点电场的强弱? 用来检验电场的电量很小(不影响用来检验电场的电量很小(不影响原电场);体积很小(可以当作质点)原电场);体积很小(可以当作质点)的电荷,也称点电荷的电荷,也称点电荷。FA BA+q+Q+q 如图,电荷如图,电荷Q Q周围存在电场,把试探电荷周围存在电
4、场,把试探电荷q q放放入电场中入电场中A A、B B两点,电荷两点,电荷q q要受到电场力要受到电场力F FA A、F FB1B1的作用,反映了电场具有力的性质。电荷的作用,反映了电场具有力的性质。电荷q q在在A A、B B两点受到的作用力两点受到的作用力F FA A、F FB1B1大小是否相等?大小是否相等? 在在B点点换上换上+2q的电荷的电荷,所受的所受的作用力作用力F FB2B2大小是否相等?大小是否相等? 解析解析 根据库仑定律根据库仑定律 r rA A r F FB BF = kQ1Q2r2可知,可知,FBF/qF/q这个比值由电荷这个比值由电荷q q在电场中的位置所决定,在电
5、场中的位置所决定,跟电荷跟电荷q q无关,是反映电场性质的物理量。无关,是反映电场性质的物理量。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/qF/q是恒定是恒定的;在电场中的不同点,比值的;在电场中的不同点,比值F/qF/q一般是不同的。一般是不同的。在物理学中,就用比值在物理学中,就用比值F/qF/q来表示电场的强弱。来表示电场的强弱。2.2.电场强度:电场强度: 1 1)、)、 定义:定义:放入电场中某点的电荷受到的放入电场中某点的电荷受到的电场力电场力与与它所带电荷量它所带电荷量的比值,叫做这一点的电的比值,叫做这一点的电场强度,简称场强。场强度,简称场强。 2
6、2)、)、 公式公式:FEq3 3)、)、 单位单位: 牛顿牛顿/ /库仑库仑(N/C)4 4)、)、 方向:方向: 跟正电荷在该点所受电场力跟正电荷在该点所受电场力 F F 的方向的方向相同相同矢量矢量EE+QP-QP 如果如果Q Q是正电荷,是正电荷,E E的方向就是沿着的方向就是沿着PQPQ的连线并背的连线并背离离Q Q;如果;如果Q Q是负电荷,是负电荷,E E的方向就是沿着的方向就是沿着PQPQ的连线并的连线并指向指向Q Q。(。(“离离+Q+Q而去,向而去,向-Q-Q而来而来”) 例例.在电场中在电场中A处放点电荷处放点电荷+q,其受电场,其受电场力为力为F,方向向左,则,方向向左
7、,则A处场强大小处场强大小为为 ,方向为,方向为 ;若将;若将A处放点处放点电荷为电荷为2q,则该处电场强度大小,则该处电场强度大小为为 ,方向为,方向为 。Fq向左向左Fq向左向左5 5)、电场强度的物理意义:)、电场强度的物理意义: 电场强度是电场强度是描述电场描述电场本身的力的性质的物本身的力的性质的物理量,反映电场理量,反映电场中某一点的电场性质,中某一点的电场性质,其大小其大小表示电场的强弱,表示电场的强弱,由产生电场的由产生电场的场源电荷场源电荷和和点点的位置的位置决定,与检验电荷无关。数值上等于决定,与检验电荷无关。数值上等于单单位电荷位电荷在该点所受的电场力。在该点所受的电场力
8、。12345 3 3、电场强度和电场力的对比分析、电场强度和电场力的对比分析 电场强度电场强度E E 电场力电场力F F 仅指电荷在电场中的受力仅指电荷在电场中的受力 是反映电场本身的力的性质的物是反映电场本身的力的性质的物理量,其大小表示电场的强弱理量,其大小表示电场的强弱定义式:定义式:计算式:计算式:E E的大小只决定于电场本身,的大小只决定于电场本身,与电荷与电荷q q无关无关 F F的大小由放在电场中某点的大小由放在电场中某点的电荷的电荷q q和该点的场强和该点的场强E E共共同决定同决定E E是矢量,其方向与正电荷是矢量,其方向与正电荷(+q)(+q)在该点受到的电场力的方在该点受
9、到的电场力的方向相同向相同F F是矢量,其方向对于正电是矢量,其方向对于正电荷荷(+q),F(+q),F与与E E同向;对于负同向;对于负电荷电荷(-q),F(-q),F与与E E反向反向E E的单位:的单位:F F的单位:的单位:E=F/qE=F/q F=qEF=qE牛牛/ /库库 (N/C)(N/C)牛牛 (N)(N)三、点电荷的电场三、点电荷的电场 电场强度的叠加电场强度的叠加点电荷点电荷Q Q在真空中形成的电场中,不同点的场强是在真空中形成的电场中,不同点的场强是不同的,那么场强的大小由什么因素决定?不同的,那么场强的大小由什么因素决定? 解析解析 在点电荷在点电荷Q Q形成的电场中,
10、在距离形成的电场中,在距离Q Q为为r r的的P P点放一试探电荷点放一试探电荷q qF = kQqr2根据库仑定律,根据库仑定律,q q受到的库仑力的大小受到的库仑力的大小: :E =E =F Fq q= kQr2又由电场强度的定义可得出又由电场强度的定义可得出P P点的场强点的场强E E的大小的大小:1、点电荷的电场、点电荷的电场大小:大小:2QEkr适用范围适用范围电荷的意义电荷的意义FEq2QEkr定义式,适定义式,适用于一切电用于一切电场场仅对点电荷仅对点电荷的电场适用的电场适用q是检验电是检验电荷,荷,E与与q无关无关Q是场源电是场源电荷,荷,E与与Q成正比成正比2 2、FEq2Q
11、Ekr和的区别:例例、关于、关于 和和 ,下列说,下列说法中正确的是(法中正确的是( )(1 1)式中,式中,F F是放入电场中的电荷所受的力,是放入电场中的电荷所受的力,q q是是放入电场中电荷的电量放入电场中电荷的电量(2 2)式中,式中,F F是放入电场中的电荷所受的力,是放入电场中的电荷所受的力,q q是是产生电场电荷的电量产生电场电荷的电量(3 3)式中,式中,q q是放入电场中的电荷的电量是放入电场中的电荷的电量(4 4)式中,式中,Q Q是产生电场的电荷的电量是产生电场的电荷的电量A A、(、(1 1)()(3 3)B B、(、(2 2)()(3 3)C C、(、(1 1)()(
12、4 4)D D、(、(2 2)()(4 4)qFE 2rQkE C 如果有几个点电荷同时存在,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,在几个点电荷共同形成的电场中,如何求某点的场强?如何求某点的场强? 3 3、电场的叠加、电场的叠加: : 在几个点电荷共同形成的电场中,在几个点电荷共同形成的电场中,某点的场强等于各个电荷单独存在时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,这叫做在该点产生的场强的矢量和,这叫做电场的叠加原理。电场的叠加原理。+Q1-Q2P 1 1) 如图,如图,P P点的场强,等于点的场强,等于+Q+Q1 1在该点产生在该点产生的场强的场强E E
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