【课件】电场强度+课件高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.pptx

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1、第三节第三节 电场强度电场强度2023/9/1一、电场一、电场 1.1.库仑定律如何表示？库仑定律如何表示？库仑定律如何表示？库仑定律如何表示？静止的电荷产生的电场叫静电场静止的电荷产生的电场叫静电场静止的电荷产生的电场叫静电场静止的电荷产生的电场叫静电场.2.2.电荷之间的作用力电荷之间的作用力电荷之间的作用力电荷之间的作用力是通过是通过是通过是通过场场场场来进行的来进行的来进行的来进行的.电场的提出者：英国物理学家于电场的提出者：英国物理学家于电场的提出者：英国物理学家于电场的提出者：英国物理学家于1919世纪世纪世纪世纪3030年年年年代法拉第提出的。代法拉第提出的。代法拉第提出的。代法

2、拉第提出的。3.3.电场的特点：电场的特点：电场的特点：电场的特点：（1 1 1 1）电场是电荷周围存在的一种）电场是电荷周围存在的一种）电场是电荷周围存在的一种）电场是电荷周围存在的一种特殊物质特殊物质特殊物质特殊物质.它和分子、它和分子、它和分子、它和分子、原子组成的实物一样具有能量、质量和动量，因而场原子组成的实物一样具有能量、质量和动量，因而场原子组成的实物一样具有能量、质量和动量，因而场原子组成的实物一样具有能量、质量和动量，因而场与实物是物质存在的两种不同形式。与实物是物质存在的两种不同形式。与实物是物质存在的两种不同形式。与实物是物质存在的两种不同形式。（2 2 2 2）电场的最

3、）电场的最）电场的最）电场的最基本性质基本性质基本性质基本性质是对放入其中的电荷是对放入其中的电荷是对放入其中的电荷是对放入其中的电荷有力的有力的有力的有力的作用作用作用作用。（3 3 3 3）电荷之间的相互作用是）电荷之间的相互作用是）电荷之间的相互作用是）电荷之间的相互作用是通过电场通过电场通过电场通过电场发生的。发生的。发生的。发生的。（4 4 4 4）电场）电场）电场）电场可以叠加可以叠加可以叠加可以叠加。一、电场一、电场二、电场强度二、电场强度 1.1.如何描述电场的强弱？如何描述电场的强弱？如何描述电场的强弱？如何描述电场的强弱？试探电荷的电荷量和尺寸必试探电荷的电荷量和尺寸必试探

4、电荷的电荷量和尺寸必试探电荷的电荷量和尺寸必须充分小，须充分小，须充分小，须充分小，对金属球上的电荷对金属球上的电荷对金属球上的电荷对金属球上的电荷分布不产生明显的影响分布不产生明显的影响分布不产生明显的影响分布不产生明显的影响，从而，从而，从而，从而原来的电场不因为试探电荷的出现原来的电场不因为试探电荷的出现原来的电场不因为试探电荷的出现原来的电场不因为试探电荷的出现而有明显的变化！而有明显的变化！而有明显的变化！而有明显的变化！被检验的电场是电荷被检验的电场是电荷被检验的电场是电荷被检验的电场是电荷QQ所激发的。所以所激发的。所以所激发的。所以所激发的。所以QQ称为称为称为称为场源电荷场源

5、电荷场源电荷场源电荷，或或或或源电荷源电荷源电荷源电荷！2.2.试探电荷试探电荷试探电荷试探电荷或或或或检验电荷检验电荷检验电荷检验电荷 3.3.场源电荷场源电荷场源电荷场源电荷或或或或源电荷源电荷源电荷源电荷 论证论证论证论证1 1：同一电荷，在电场中的不同位置时受力分析：同一电荷，在电场中的不同位置时受力分析：同一电荷，在电场中的不同位置时受力分析：同一电荷，在电场中的不同位置时受力分析：结论一：同一电荷结论一：同一电荷结论一：同一电荷结论一：同一电荷在不同位置，所受电场在不同位置，所受电场在不同位置，所受电场在不同位置，所受电场力不同。力不同。力不同。力不同。F/qF/q也不同。也不同。

6、也不同。也不同。：场源电荷：场源电荷：场源电荷：场源电荷：试探电荷：试探电荷：试探电荷：试探电荷二、电场强度二、电场强度 结论二：不同电荷结论二：不同电荷结论二：不同电荷结论二：不同电荷在同一点受力不同，但在同一点受力不同，但在同一点受力不同，但在同一点受力不同，但F/qF/q相同。相同。相同。相同。论证论证论证论证1 1：不同电荷，在电场中的同一位置时受力分析：不同电荷，在电场中的同一位置时受力分析：不同电荷，在电场中的同一位置时受力分析：不同电荷，在电场中的同一位置时受力分析：场源电荷：场源电荷：场源电荷：场源电荷：试探电荷：试探电荷：试探电荷：试探电荷二、电场强度二、电场强度 结论二：不

7、同电荷在同一点受力不同，但结论二：不同电荷在同一点受力不同，但结论二：不同电荷在同一点受力不同，但结论二：不同电荷在同一点受力不同，但F/qF/q相同。相同。相同。相同。结论一：同一电荷在不同位置，所受电场力不结论一：同一电荷在不同位置，所受电场力不结论一：同一电荷在不同位置，所受电场力不结论一：同一电荷在不同位置，所受电场力不同。同。同。同。F/qF/q也不同。也不同。也不同。也不同。三、电场强度三、电场强度场源电荷场源电荷场源电荷场源电荷位置位置位置位置 5.5.电场强度（电场强度（电场强度（电场强度（E E）（1 1 1 1）定义：放入电场中定义：放入电场中定义：放入电场中定义：放入电场

8、中某一点某一点某一点某一点的电荷所受的电场力的电荷所受的电场力的电荷所受的电场力的电荷所受的电场力F F跟它的电荷量跟它的电荷量跟它的电荷量跟它的电荷量q q的的的的比值比值比值比值，叫做这一点的电场强度。，叫做这一点的电场强度。，叫做这一点的电场强度。，叫做这一点的电场强度。（2 2 2 2）定义式：定义式：定义式：定义式：（3 3 3 3）国际单位：国际单位：国际单位：国际单位：1 1牛牛牛牛/库（库（库（库（N/CN/C）=1 1伏伏伏伏/米（米（米（米（V/mV/m）（4 4 4 4）物理意义：描述电场力的性质的物理量，物理意义：描述电场力的性质的物理量，物理意义：描述电场力的性质的物

9、理量，物理意义：描述电场力的性质的物理量，与是与是与是与是否放入电荷无关，只与场源电荷和位置有关否放入电荷无关，只与场源电荷和位置有关否放入电荷无关，只与场源电荷和位置有关否放入电荷无关，只与场源电荷和位置有关，与试探电荷受到的电场力大小无关！与试探电荷受到的电场力大小无关！与试探电荷受到的电场力大小无关！与试探电荷受到的电场力大小无关！问问问问1 1：能否说：能否说：能否说：能否说E E与与与与F F成正比，与成正比，与成正比，与成正比，与q q成反比？成反比？成反比？成反比？三、电场强度三、电场强度 7.7.电场的特点电场的特点电场的特点电场的特点（1 1 1 1）矢量性矢量性矢量性矢量性

10、 方向：规定方向：规定方向：规定方向：规定正电正电正电正电荷受力方向为该点场荷受力方向为该点场荷受力方向为该点场荷受力方向为该点场强方向。强方向。强方向。强方向。负电荷受力负电荷受力负电荷受力负电荷受力的反方向。的反方向。的反方向。的反方向。（2 2 2 2）叠加性：在同一空间，如果有几个静止电荷在空叠加性：在同一空间，如果有几个静止电荷在空叠加性：在同一空间，如果有几个静止电荷在空叠加性：在同一空间，如果有几个静止电荷在空间同时产生电场，那么间同时产生电场，那么间同时产生电场，那么间同时产生电场，那么空间某点的场强是各场源电荷空间某点的场强是各场源电荷空间某点的场强是各场源电荷空间某点的场强

11、是各场源电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和单独存在时在该点所产生的场强的矢量和单独存在时在该点所产生的场强的矢量和单独存在时在该点所产生的场强的矢量和。（2 2 2 2）惟）惟）惟）惟一性：电场中一性：电场中一性：电场中一性：电场中某一点处的场强某一点处的场强某一点处的场强某一点处的场强E E是惟一的是惟一的是惟一的是惟一的，它，它，它，它的大小和方向与放入该点电荷的电量的大小和方向与放入该点电荷的电量的大小和方向与放入该点电荷的电量的大小和方向与放入该点电荷的电量q q无关，它决定无关，它决定无关，它决定无关，它决定于形成电场的电荷（源电荷）及空间位置，电场中每于形成电场的电荷（源电荷

12、）及空间位置，电场中每于形成电场的电荷（源电荷）及空间位置，电场中每于形成电场的电荷（源电荷）及空间位置，电场中每一点对应着电场强度与放入电荷无关。一点对应着电场强度与放入电荷无关。一点对应着电场强度与放入电荷无关。一点对应着电场强度与放入电荷无关。三、电场强度三、电场强度四、基本题型四、基本题型 1.1.把一个电量把一个电量把一个电量把一个电量q=10q=10-6-6C C的试验电荷，依次放在带正电的的试验电荷，依次放在带正电的的试验电荷，依次放在带正电的的试验电荷，依次放在带正电的点电荷点电荷点电荷点电荷QQ周围的周围的周围的周围的A A、B B两处图，受到的电场力大小分别是两处图，受到的

13、电场力大小分别是两处图，受到的电场力大小分别是两处图，受到的电场力大小分别是F FA A=510510-3-3N N，F FB B=310=310-3-3N N（1 1）画出试验电荷在）画出试验电荷在）画出试验电荷在）画出试验电荷在A A、B B两处的两处的两处的两处的受力方向受力方向受力方向受力方向（2 2）求出）求出）求出）求出A A、B B两处的两处的两处的两处的电场强度电场强度电场强度电场强度（3 3）如在）如在）如在）如在A A、B B两处分别放上另一个电量为两处分别放上另一个电量为两处分别放上另一个电量为两处分别放上另一个电量为q=10q=10-5-5C C的的的的电荷，电荷，电荷

14、，电荷，受到的电场力多大受到的电场力多大受到的电场力多大受到的电场力多大？电场强度变吗？电场强度变吗？电场强度变吗？电场强度变吗？五、电场线五、电场线 1.1.电场的描述？电场的描述？电场的描述？电场的描述？电场线电场线电场线电场线 在电场中画出一系列在电场中画出一系列在电场中画出一系列在电场中画出一系列从正电荷出发从正电荷出发从正电荷出发从正电荷出发到负电荷终到负电荷终到负电荷终到负电荷终止的曲线，使曲线上每一止的曲线，使曲线上每一止的曲线，使曲线上每一止的曲线，使曲线上每一点的点的点的点的切线方向都跟该点的切线方向都跟该点的切线方向都跟该点的切线方向都跟该点的电场方向相同电场方向相同电场方

15、向相同电场方向相同，这些曲线，这些曲线，这些曲线，这些曲线就叫电场线。就叫电场线。就叫电场线。就叫电场线。2.2.典型电荷的电场线：典型电荷的电场线：典型电荷的电场线：典型电荷的电场线：+正电荷的电场线，从正电荷出发正电荷的电场线，从正电荷出发正电荷的电场线，从正电荷出发正电荷的电场线，从正电荷出发到无穷远处到无穷远处到无穷远处到无穷远处负电荷的电场线，从无穷远出出负电荷的电场线，从无穷远出出负电荷的电场线，从无穷远出出负电荷的电场线，从无穷远出出发，终止于负电荷发，终止于负电荷发，终止于负电荷发，终止于负电荷特点：特点：特点：特点：1 1、离点电荷越近，电场线越密，电场强度越大。、离点电荷越

16、近，电场线越密，电场强度越大。、离点电荷越近，电场线越密，电场强度越大。、离点电荷越近，电场线越密，电场强度越大。2 2、在点电荷的电场中，不存在场强相等的点。、在点电荷的电场中，不存在场强相等的点。、在点电荷的电场中，不存在场强相等的点。、在点电荷的电场中，不存在场强相等的点。3 3、以点电荷为球心的球面上各点的场强大小相等，方向不同，、以点电荷为球心的球面上各点的场强大小相等，方向不同，、以点电荷为球心的球面上各点的场强大小相等，方向不同，、以点电荷为球心的球面上各点的场强大小相等，方向不同，电场线总是和球面垂直。电场线总是和球面垂直。电场线总是和球面垂直。电场线总是和球面垂直。五、电场线

17、五、电场线 3.3.典型电荷的电场线：典型电荷的电场线：典型电荷的电场线：典型电荷的电场线：等量同种电荷的电场线，等量同种电荷的电场线，等量同种电荷的电场线，等量同种电荷的电场线，中垂线上的场强有什么特点？中垂线上的场强有什么特点？中垂线上的场强有什么特点？中垂线上的场强有什么特点？特点：特点：特点：特点：1.1.两电荷连线重点两电荷连线重点两电荷连线重点两电荷连线重点OO处的场处的场处的场处的场强大小为零。强大小为零。强大小为零。强大小为零。2.2.电荷连线中点电荷连线中点电荷连线中点电荷连线中点OO附近的电场线附近的电场线附近的电场线附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零。非常稀疏，但场强并

18、不为零。非常稀疏，但场强并不为零。非常稀疏，但场强并不为零。3.3.电荷连线上从一电荷到另一电荷连线上从一电荷到另一电荷连线上从一电荷到另一电荷连线上从一电荷到另一电荷，场强先变小后变大。电荷，场强先变小后变大。电荷，场强先变小后变大。电荷，场强先变小后变大。4.4.电荷连线的中垂面上各点场电荷连线的中垂面上各点场电荷连线的中垂面上各点场电荷连线的中垂面上各点场强方向都和连线垂直。强方向都和连线垂直。强方向都和连线垂直。强方向都和连线垂直。5.5.电荷连线的中垂面上距中点电荷连线的中垂面上距中点电荷连线的中垂面上距中点电荷连线的中垂面上距中点OO等距的点场强大小相等，方向等距的点场强大小相等，

19、方向等距的点场强大小相等，方向等距的点场强大小相等，方向不同。不同。不同。不同。6.6.从电荷连线的中点从电荷连线的中点从电荷连线的中点从电荷连线的中点OO沿中垂面沿中垂面沿中垂面沿中垂面到无穷远，场强先变大后变小。到无穷远，场强先变大后变小。到无穷远，场强先变大后变小。到无穷远，场强先变大后变小。五、电场线五、电场线五、电场线五、电场线 3.3.典型电荷的电场线：典型电荷的电场线：典型电荷的电场线：典型电荷的电场线：等量异种电荷的电场线，等量异种电荷的电场线，等量异种电荷的电场线，等量异种电荷的电场线，中垂线上的场强有什么特点？中垂线上的场强有什么特点？中垂线上的场强有什么特点？中垂线上的场

20、强有什么特点？特点：特点：特点：特点：1.1.电荷连线上从一电荷到另电荷连线上从一电荷到另电荷连线上从一电荷到另电荷连线上从一电荷到另一电荷，场强先变小后变大。一电荷，场强先变小后变大。一电荷，场强先变小后变大。一电荷，场强先变小后变大。2.2.电荷连线的中垂面上各点电场电荷连线的中垂面上各点电场电荷连线的中垂面上各点电场电荷连线的中垂面上各点电场线都和此面垂直。线都和此面垂直。线都和此面垂直。线都和此面垂直。3.3.电荷连线的中垂面上距中点电荷连线的中垂面上距中点电荷连线的中垂面上距中点电荷连线的中垂面上距中点OO等距的点场强相同。等距的点场强相同。等距的点场强相同。等距的点场强相同。4.4

21、.沿中垂面离中点沿中垂面离中点沿中垂面离中点沿中垂面离中点OO越远，场强越远，场强越远，场强越远，场强越小。越小。越小。越小。3.3.典型电荷的电场线：典型电荷的电场线：典型电荷的电场线：典型电荷的电场线：如果如果如果如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同电场中各点电场强度的大小相等、方向相同电场中各点电场强度的大小相等、方向相同电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这个电场叫做匀强电场。由于方向相同，匀强电场的中这个电场叫做匀强电场。由于方向相同，匀强电场的中这个电场叫做匀强电场。由于方向相同，匀强电场的中这个电场叫做匀强电场。由于方向相同，匀强电场的中的电场线应该是平行的，又由于电场

22、强度的大小相同，的电场线应该是平行的，又由于电场强度的大小相同，的电场线应该是平行的，又由于电场强度的大小相同，的电场线应该是平行的，又由于电场强度的大小相同，电场线的密度应该是均匀的电场线的密度应该是均匀的电场线的密度应该是均匀的电场线的密度应该是均匀的。内部的，间隔相等的平行线内部的，间隔相等的平行线内部的，间隔相等的平行线内部的，间隔相等的平行线五、电场线五、电场线五、电场线五、电场线五、电场线五、电场线 4.4.电场线的特点电场线的特点电场线的特点电场线的特点 （1 1 1 1）电场线）电场线）电场线）电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；从正电荷或无限远出发，终止于无限远

23、或负电荷；从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；（2 2 2 2）电场线在电场中）电场线在电场中）电场线在电场中）电场线在电场中不相交不相交不相交不相交，这是因为在电场中任意一，这是因为在电场中任意一，这是因为在电场中任意一，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；点的电场强度不可能有两个方向；点的电场强度不可能有两个方向；点的电场强度不可能有两个方向；（3 3 3 3）在同一幅图中在同一幅图中在同一幅图中在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较大的地方电场线

24、较密，电场强度较小的地方电场强线较疏，因此可以用电场线的电场强度较小的地方电场强线较疏，因此可以用电场线的电场强度较小的地方电场强线较疏，因此可以用电场线的电场强度较小的地方电场强线较疏，因此可以用电场线的疏密来表示电场强度疏密来表示电场强度疏密来表示电场强度疏密来表示电场强度的相对大小。的相对大小。的相对大小。的相对大小。（4 4 4 4）实际中并不存在电场线，电场线是人为画出的，它）实际中并不存在电场线，电场线是人为画出的，它）实际中并不存在电场线，电场线是人为画出的，它）实际中并不存在电场线，电场线是人为画出的，它不是电荷不是电荷不是电荷不是电荷运动的轨迹运动的轨迹运动的轨迹运动的轨迹。

25、（5 5 5 5）电场线上某点的切线方向表示该点）电场线上某点的切线方向表示该点）电场线上某点的切线方向表示该点）电场线上某点的切线方向表示该点场强的方向场强的方向场强的方向场强的方向。（6 6 6 6）电场线是整个空间）电场线是整个空间）电场线是整个空间）电场线是整个空间立体分布立体分布立体分布立体分布的，的，的，的，而不只是个平面内！而不只是个平面内！而不只是个平面内！而不只是个平面内！六、电场练习六、电场练习 1.1.电场线的特点电场线的特点电场线的特点电场线的特点（1 1 1 1）如图所示，是某电场区如图所示，是某电场区如图所示，是某电场区如图所示，是某电场区域的电场线分布，域的电场线

26、分布，域的电场线分布，域的电场线分布，A A、B B是电是电是电是电场中的两个点，问：场中的两个点，问：场中的两个点，问：场中的两个点，问：A A、B B两个点，哪点的场强大两个点，哪点的场强大两个点，哪点的场强大两个点，哪点的场强大.画画画画出出出出A A点的场强方向点的场强方向点的场强方向点的场强方向.画画画画出负出负出负出负电荷在电荷在电荷在电荷在B B点点点点的受力方向的受力方向的受力方向的受力方向.场强大小看疏密场强大小看疏密场强大小看疏密场强大小看疏密（2 2）图中实线是匀强电场的电场线，虚线是某一带电粒图中实线是匀强电场的电场线，虚线是某一带电粒图中实线是匀强电场的电场线，虚线是

27、某一带电粒图中实线是匀强电场的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，子通过该电场区域时的运动轨迹，子通过该电场区域时的运动轨迹，子通过该电场区域时的运动轨迹，a a a a、b b b b是轨迹上的两点，是轨迹上的两点，是轨迹上的两点，是轨迹上的两点，若带电粒子在运动中若带电粒子在运动中若带电粒子在运动中若带电粒子在运动中只受电场力只受电场力只受电场力只受电场力作用，则由此图可作出作用，则由此图可作出作用，则由此图可作出作用，则由此图可作出正确的判断是（正确的判断是（正确的判断是（正确的判断是（）A A A A、带电粒子带负电荷、带电粒子带负电荷、带电粒子带负电荷、带电粒子带负

28、电荷 B B B B、带电粒子带正电荷、带电粒子带正电荷、带电粒子带正电荷、带电粒子带正电荷 C C C C、带电粒子所受电场力的方向、带电粒子所受电场力的方向、带电粒子所受电场力的方向、带电粒子所受电场力的方向 D D D D、带电粒子做匀变速运动、带电粒子做匀变速运动、带电粒子做匀变速运动、带电粒子做匀变速运动六、电场练习六、电场练习 2.2.电场力的平衡问题电场力的平衡问题电场力的平衡问题电场力的平衡问题（1 1 1 1）用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球的质量用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球的质量用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球的质量用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球的质量为为为为0.01kg0.01kg，所带电量为，所带电量为，所带电量为，所带电量为+210+2108 8C C。现加一个。现加一个。现加一个。现加一个水平方向水平方向水平方向水平方向的匀强电场的匀强电场的匀强电场的匀强电场，平衡时绝缘绳与铅垂线成，平衡时绝缘绳与铅垂线成，平衡时绝缘绳与铅垂线成，平衡时绝缘绳与铅垂线成4545o o角，求这个角，求这个角，求这个角，求这个匀强电场的电场强度。匀强电场的电场强度。匀强电场的电场强度。匀强电场的电场强度。