【物理】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

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1、电场电场强度引入引入:静电魔力棒视频1问题：两个电荷没有接触，为何它们之间会产生力呢两个电荷没有接触，为何它们之间会产生力呢？AB观点观点1 1：超距作用：超距作用万有引力万有引力既不需要媒介，也不需经历时间，而是超越空间与既不需要媒介，也不需经历时间，而是超越空间与时间直接发生的作用力时间直接发生的作用力AB观点2：“场”法拉第“场”：带电体、磁体等周围空间存在着一种电或磁产生的物质，它无所不在，起到传递电、磁力的媒介作用电荷周围存在一种特殊的物质电场牛顿的困惑：没有其他东西做媒介，一个物体可以超越距离通过真空对另一个物体作用在我看来，这种思想荒唐之极。麦克斯韦与赫兹（电磁波）麦克斯韦法拉第

2、赫兹发展法拉第电场的思想，建立电磁场理论，并预言电磁波的存在实验验证电磁波的存在他们就像伽利略和牛顿一样，相辅相成爱因斯坦近代物理学证实（两种物质存在形态）物质存在形态实物：由分子、原子构成，如水、铁块等场：如电场、磁场、引力场等，是客观存在的另一种物质形态视频2对电场的初步认识问题：B电荷A电荷电场：电荷周围存在的一种看不见摸不着的特殊物质电荷之间的作用力是如何产生的？（场的观点）对电场的初步认识对电场的初步认识问题：问题：如何检验空间存在如何检验空间存在看不见摸不着看不见摸不着的电场？的电场？电场的电场的“力的性质力的性质”：对放入其中的对放入其中的其它电荷要产生电场力的作用其它电荷要产生

3、电场力的作用场源电荷：场源电荷：产生电场的电荷产生电场的电荷+Q+Q由静止电荷所激发的电场由静止电荷所激发的电场静电场（静电场（本章本章）探究电场的探究电场的“力的性质力的性质”+Q+Qq q试探电荷试探电荷理想化模型理想化模型电量充分小电量充分小不至于影响原来要研不至于影响原来要研究的电场究的电场体积充分小体积充分小以便于研究电场中各以便于研究电场中各点的情况点的情况试探电荷试探电荷场源电荷场源电荷问题：问题：探究电场的探究电场的“力的性质力的性质”定性实验定性实验：同一个试探电荷同一个试探电荷在电场中在电场中不同的位置不同的位置比较场源电荷所产生的电场中不同位置电场的强弱？比较场源电荷所产

4、生的电场中不同位置电场的强弱？结论：结论：同一试探电荷同一试探电荷受到的受到的电场力大（小）电场力大（小）说明该位置说明该位置电场强（弱）电场强（弱）视频视频3 3探究电场的探究电场的“力的性质力的性质”定性实验定性实验：不同的试探电荷不同的试探电荷在电场中在电场中不同的位置不同的位置问题：问题：不同的试探电荷不同的试探电荷在电场中的在电场中的不同位置不同位置，还能用电场力的，还能用电场力的大小直接比较电场的强弱吗？大小直接比较电场的强弱吗？例如：试探电荷例如：试探电荷q q1 1在在A A位置受到的电场力为位置受到的电场力为F F1 1，试探电荷，试探电荷q q2 2在在B B位置受到的电场

5、力为位置受到的电场力为F F2 2，怎样比较，怎样比较A A、B B两个位置的电场强弱？两个位置的电场强弱？视频视频4 4问题：问题：探究电场的探究电场的“力的性质力的性质”刘翔与你刘翔与你谁更快谁更快？110110米跨栏米跨栏12.8812.88秒秒110110米跨栏米跨栏25.6725.67秒秒问题问题：米米秒秒探究电场的探究电场的“力的性质力的性质”刘翔与博尔特刘翔与博尔特谁更快谁更快？110110米跨栏米跨栏12.8812.88秒秒200米跑步19.78秒探究电场的“力的性质”结论：同一电荷受到的电场力越大（小），说明该位置电场越强（越弱）例如：试探电荷q1在A位置受到的电场力为F1，

6、试探电荷q2在B位置受到的电场力为F2，怎样比较A、B两个位置的电场强弱？比值F/q统一比较的标准试探电荷量相同比值越大，说明单位电荷量（或相同电荷量）受到的电场力越大，电场越强比值F/q可用于比较电场的强弱F/mg=tanF=mg tanmFmgTdhL同一位置：同一位置：带电小球两次测量位置保持带电小球两次测量位置保持在在同一位置同一位置，都在记号都在记号M M的的正上方正上方M不同的试探电荷：不同的试探电荷：第一次小球带电量为第一次小球带电量为q q，第二，第二次用次用同样的小球接触同样的小球接触，根据电，根据电荷均分，使其带电量为荷均分，使其带电量为q q/2/2定量实验：定量实验：电

7、场中电场中同一位置同一位置放放不同试探电荷不同试探电荷实验关键之一：实验关键之一：同一位置同一位置11.611.6cmcm11.811.8cmcm2.12.1cmcm11.511.5cmcm11.611.6cmcm1.0 1.0 cmcm带电量为带电量为q q带电量为q/2dhLMmgFT实验过程实验过程F F方向水平方向水平dhLMmgFT实验过程11.6cm11.8cm2.1cm11.6cm1.0 cm11.5cm=1.041dhLMmgFT实验过程实验误差允许的范围内F/q=F/q1 1 2 2F/q与所处电场中的位置有关，反映电场本身的属性，与该位置的电场力F和试探电荷q无关。（1）电

8、场中同一位置的比值F/q相同（2）同一个试探电荷在电场中不同的位置，F不同，比值F/q不同；若该处电场越强，F越大，比值F/q越大问题：问题：+q+qF F在一个在一个一般的（非点电荷产生的）静电场一般的（非点电荷产生的）静电场中的中的某一位某一位置置，如果放入一个电荷量为，如果放入一个电荷量为q q的试探电荷，它受到的的试探电荷，它受到的电场力是电场力是F F，那么放入一个电荷量为，那么放入一个电荷量为2 2q q的试探电荷，的试探电荷，它受到的电场力是多大？它受到的电场力是多大？探究电场的探究电场的“力的性质力的性质”等效替代等效替代+2 2q q+q+q+q+qF FF F2 2F F+

9、2 2q q（特殊）（特殊）（一般）（一般）+qF+2q2F+3q3F探究电场的“力的性质”探究电场的探究电场的“力的性质力的性质”建构建构 “电场强度电场强度”概念概念电场强度电场强度定义为定义为（1 1）单位：）单位：（2 2）意义：）意义：（3 3）方法：）方法：（4 4）特点：）特点：（5 5）特例：点电荷的电场强度）特例：点电荷的电场强度E EN/CN/C表示电场的强弱电场的“力的性质”比值定义法比值定义法与与F F、q q无关，决定于电场本身的属性无关，决定于电场本身的属性F Fq q探究电场的“力的性质”+qA+Qr定义式适用于任何电场真空中点电荷真空中点电荷决定式FqE=F=k

10、Qq/r2E=kQ/r2建构建构 “电场强度电场强度”概念概念电场强度电场强度定义为定义为E EF Fq q(6)(6)方向：物理学中规定，电场中某点的电场强度的方向与方向：物理学中规定，电场中某点的电场强度的方向与正电荷正电荷在该在该点所受的点所受的电场力方向相同电场力方向相同，与，与负电荷负电荷在该点所受的在该点所受的电场力方向相反电场力方向相反+Q+qF+qF+qFF+q+Q-qF-qF-Q+qF+qF+qFF+q+Q Q1 1Q Q2 2P PE E1 1E E2 2E Ep p电场强度的叠加电场强度的叠加问题：问题：如果有两个（或多个）场源，电场中某点的电场强度如果有两个（或多个）场

11、源，电场中某点的电场强度怎么处理？怎么处理？“电场强度电场强度”检测仪检测仪南京供电公司研制出变电站南京供电公司研制出变电站 工频电场强度检测仪，在国内属于首创工频电场强度检测仪，在国内属于首创例：关于电场和电场强度，以下说法正确的是（例：关于电场和电场强度，以下说法正确的是（）A.A.在电场某点如果没有试探电荷，则电场强度为零，电场力也为零在电场某点如果没有试探电荷，则电场强度为零，电场力也为零 B.B.由由E E=F F/q q得到电场强度得到电场强度E E跟跟F F成正比，跟成正比，跟q q成反比成反比 C.C.一试探电荷分别放在电场中的一试探电荷分别放在电场中的A A、B B两点，电荷受到的电场力大则该处场两点，电荷受到的电场力大则该处场强大强大 D.D.一试探电荷在以一个点电荷为球心，半径为一试探电荷在以一个点电荷为球心，半径为r r的球面上各点所受电场力的球面上各点所受电场力相同相同C C牛刀小试牛刀小试