新教材人教版高中物理必修第三冊(cè) 9.3電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度 教學(xué)課件VIP

1、第九章 靜電場(chǎng)及其應(yīng)用9.3 電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度1.知道電場(chǎng)的概念及電場(chǎng)的基本性質(zhì).2.理解電場(chǎng)強(qiáng)度及其定義式，并能用該公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.3.掌握點(diǎn)電荷的電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加.4.知道電場(chǎng)線的概念，了解幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布特點(diǎn)學(xué)習(xí)目標(biāo)相隔一定距離的電荷間可以發(fā)生力的作用。通過起電機(jī)使人體帶電，人的頭發(fā)會(huì)豎起并散開。 電荷間的相互作用是通過什么發(fā)生的？為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象？新課導(dǎo)入19世紀(jì)30年代，英國(guó)科學(xué)家法拉第提出：在電荷的周圍存在著由它產(chǎn)生的電場(chǎng)（electric field)。一、電場(chǎng) 法拉第BAF處在電場(chǎng)中的其他電荷受到的作用力就是這個(gè)電場(chǎng)給予的。新課講解BAFF產(chǎn)生施力于電場(chǎng)B施力于

2、產(chǎn)生電場(chǎng)A電荷A電荷B電場(chǎng)對(duì)場(chǎng)中的其它電荷產(chǎn)生力的作用一、電場(chǎng)1.定義:電場(chǎng)存在于電荷周圍,是能傳遞電荷間相互作用力的一種特殊物質(zhì)。一、電場(chǎng)2.電場(chǎng)的基本性質(zhì):對(duì)放入其中的電荷有力的作用，即電場(chǎng)力。B電荷A電荷電場(chǎng)3.靜電場(chǎng):靜止電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)。（2）電場(chǎng)以及磁場(chǎng)已被證明是一種客觀存在。場(chǎng)具有能量，也是物質(zhì)存在的一種形式。4.說明：（1）只要是帶電體，周圍都能產(chǎn)生電場(chǎng)。電場(chǎng)對(duì)于電荷的作用實(shí)際是電場(chǎng)與電場(chǎng)的相互作用。一、電場(chǎng)電場(chǎng)對(duì)電荷有力的作用，怎樣描述這種作用呢？二、電場(chǎng)強(qiáng)度+Q場(chǎng)源電荷(源電荷)試探電荷(檢驗(yàn)電荷)q1.試探電荷(1)定義:用來檢驗(yàn)電場(chǎng)是否存在及其強(qiáng)弱分布情況的電荷，叫試探電

3、荷。(2)特點(diǎn):體積足夠小;電荷量足夠小。試探電荷的引入不改變?cè)措姾傻碾妶?chǎng)。2.場(chǎng)源電荷:激發(fā)電場(chǎng)的帶電體所帶的電荷叫場(chǎng)源電荷，或源電荷。觀察下圖，連接小球的細(xì)繩與豎直方向的夾角不同，離電荷Q 越遠(yuǎn)，夾角越小，這說明了什么問題？電場(chǎng)的強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)呢？P1P2P3ABCqqq電 場(chǎng) 中+同一試探電荷在電場(chǎng)中不同位置受力不同電場(chǎng)對(duì)電荷的作用力與電荷的位置有關(guān)二、電場(chǎng)強(qiáng)度+q2q1P1在電場(chǎng)中的同一位置，由于小球所帶電荷量不同，所受的電場(chǎng)力不同。 說明不能用電場(chǎng)力來反映電場(chǎng)的性質(zhì)。 二、電場(chǎng)強(qiáng)度不同試探電荷受到的電場(chǎng)力與試探電荷的電量有關(guān)尋找一個(gè)不變的量進(jìn)一步研究表明：對(duì)于電場(chǎng)中的同一點(diǎn)，試探

4、電荷受到的電場(chǎng)力與其電荷量的比值是一定的。 二、電場(chǎng)強(qiáng)度3.單位：牛每庫(kù)，符號(hào)N/C4.物理意義：反映電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)值上等于單位正電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力。1.定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷所受的電場(chǎng)力F與它的電荷量q的比值。E與F成正比，與q成反比？二、電場(chǎng)強(qiáng)度2.定義式：(比值定義法)5.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向+Q+qFE+Q-qFE 按照這個(gè)規(guī)定：負(fù)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的方向跟該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反。物理學(xué)中規(guī)定，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向跟正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同。二、電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)性質(zhì)1.唯一性：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E是唯一的，是由電場(chǎng)本身的特性(形成電場(chǎng)的電

5、荷及空間位置)決定的，與是否放入試探電荷、放入電荷的電性、電荷量的多少均無關(guān)。電場(chǎng)中不同的地方，電場(chǎng)強(qiáng)度一般是不同的。二、電場(chǎng)強(qiáng)度2.矢量性：電場(chǎng)強(qiáng)度也描述電場(chǎng)的方向，是矢量，其方向與在該點(diǎn)的正電荷所受電場(chǎng)力的方向相同，與在該點(diǎn)的負(fù)電荷所受電場(chǎng)力的方向相反。點(diǎn)電荷是最簡(jiǎn)單的場(chǎng)源電荷，它激發(fā)的電場(chǎng)有什么特點(diǎn)呢？如果以Q為中心作一個(gè)球面，則球面上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等。三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)+-Q ：場(chǎng)源電荷r ：電場(chǎng)中點(diǎn)到Q的距離兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)公式對(duì)比三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加： 電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。如果場(chǎng)源電荷不只是一個(gè)點(diǎn)電荷，那么電場(chǎng)強(qiáng)度又是多少呢？四、

6、電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加+1Q2QP1E2E1E2E+1Q2QPEE獨(dú)立性：同一空間內(nèi)各個(gè)場(chǎng)強(qiáng)對(duì)電荷的作用互不影響。電場(chǎng)強(qiáng)度的運(yùn)算遵循平行四邊形定則 +Q -QE1E2E +Q +QE1E1E2E2E四、電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加 一個(gè)半徑為R的均勻帶電球體（或球殼）在外部產(chǎn)生的電場(chǎng)，與一個(gè)位于球心的、電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)相同。QrPrQP四、電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加 電場(chǎng)看不見,摸不著,除了用公式描述電場(chǎng)以外，形象地了解和描述電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向也很重要。 法拉第采用了一個(gè)簡(jiǎn)潔的方法來描述電場(chǎng)，那就是電場(chǎng)線。 法拉第五、電場(chǎng)線 電場(chǎng)線是畫在電場(chǎng)中的一條條有方向的曲線，曲線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度

7、方向。五、電場(chǎng)線點(diǎn)電荷的電場(chǎng)等量電荷電場(chǎng)五、電場(chǎng)線幾種常見的電場(chǎng)線1.同一幅圖中可以用電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。2.在靜電場(chǎng)中，電場(chǎng)線從正電荷或無限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于負(fù)電荷或無限遠(yuǎn)，是不閉合的曲線。3.同一電場(chǎng)的電場(chǎng)線在電場(chǎng)中不相交。4.電場(chǎng)線不是實(shí)際存在的線，是為了形象地描述電場(chǎng)而假想的線。電場(chǎng)線的特點(diǎn)：五、電場(chǎng)線電場(chǎng)線的模擬 : 把奎寧的針狀結(jié)晶或頭發(fā)屑懸浮在蓖麻油里，再放入電場(chǎng)中，這時(shí)可以發(fā)現(xiàn)碎屑按場(chǎng)強(qiáng)的方向排列起來。五、電場(chǎng)線2.兩點(diǎn)電荷連線的中垂面(中垂線)上，場(chǎng)強(qiáng)方向均相同，且總與中垂面(線)垂直。在中垂線上到O點(diǎn)等距離處各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等，中點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大。O1.兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)，電

8、場(chǎng)線方向從正電荷指向負(fù)電荷。連線上，中點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最??；3.在中垂面(線)上的電荷受到的電場(chǎng)力的方向總與中垂面(線)垂直，因此，在中垂面(線)上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功。拓展1：等量異種電荷的電場(chǎng)特點(diǎn)2.中點(diǎn)O附近的電場(chǎng)線非常稀疏，但場(chǎng)強(qiáng)并不為零。O1.兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處場(chǎng)強(qiáng)為零，此處無電場(chǎng)線。4.在中垂面(線)上從O點(diǎn)到無窮遠(yuǎn)，電場(chǎng)線先變密后變疏，即場(chǎng)強(qiáng)先變強(qiáng)后變?nèi)跬卣?：等量同種電荷的電場(chǎng)特點(diǎn)3.兩點(diǎn)電荷連線中垂面(中垂線上)，場(chǎng)強(qiáng)方向總沿面(線)遠(yuǎn)離O(等量正電荷)不等量電荷點(diǎn)電荷與導(dǎo)體五、電場(chǎng)線拓展3：其他電場(chǎng)線1.定義：各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小相等、方向相同的電場(chǎng)。2.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線：間隔相等

9、的平行直線。實(shí)例：相距很近帶有等量異種電荷的一對(duì)平行金屬板間的電場(chǎng)(忽略邊緣)可以看做勻強(qiáng)電場(chǎng)。六、勻強(qiáng)電場(chǎng)單位矢量疊加電場(chǎng)強(qiáng)度定義性質(zhì)電場(chǎng)電荷周圍存在的特殊物質(zhì)。特點(diǎn)電場(chǎng)線為了描述電場(chǎng)而假想的線。課堂小結(jié)1.下列說法正確的是（）A電場(chǎng)和電場(chǎng)線一樣，是人為設(shè)想出來的，其實(shí)并不存在B根據(jù) ，當(dāng)兩點(diǎn)電荷間的距離趨近于零時(shí)，電場(chǎng)力將趨向無窮大C從公式 來看，場(chǎng)強(qiáng)大小E與F成正比，與q成反比D當(dāng)兩個(gè)帶電體的大小及形狀對(duì)它們之間的相互作用力的影響可以忽略時(shí)，這兩個(gè)帶電體才可以看成點(diǎn)電荷【正確答案】D當(dāng)堂小練2.（2020淮安市淮安區(qū)教師發(fā)展中心學(xué)科研訓(xùn)處高二期中）靜止的帶電粒子A、B在電場(chǎng)中的受力方向如

10、圖所示，則它們的帶電情況是（）AA、B均帶正電荷 BA、B均帶負(fù)電荷CA帶正電荷，B帶負(fù)電荷DA帶負(fù)電荷，B帶正電荷【正確答案】D3.（2020三門峽市外國(guó)語(yǔ)高級(jí)中學(xué)高二期中）如圖所示，甲、乙兩個(gè)帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛在天花板上，兩個(gè)小球均處在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中保持靜止。懸掛甲球的細(xì)線處于豎直狀態(tài)，而懸掛乙球的細(xì)線則向遠(yuǎn)離甲球的方向傾斜。兩小球可視為點(diǎn)電荷且其連線水平，則下列判斷正確的是（）A甲、乙兩小球一定帶同種電荷B甲、乙兩小球一定帶異種電荷C乙球一定帶負(fù)電D乙球帶電量一定大于甲球的帶電量【正確答案】C4.（2020河北祖沖之中學(xué)高二期中）真空中Ox坐標(biāo)軸上的某點(diǎn)有一個(gè)點(diǎn)電荷Q，坐標(biāo)軸上

11、A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為0.2m和0.7m。在A點(diǎn)放一個(gè)帶正電的試探電荷，在B點(diǎn)放一個(gè)帶負(fù)電的試探電荷，A、B兩點(diǎn)的試探電荷受到電場(chǎng)力的方向都跟x軸正方向相同，電場(chǎng)力的大小F跟試探電荷電量q的關(guān)系分別如圖中直線a、b所示。下列說法正確的是（）AB點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為0.25N/CBA點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿x軸負(fù)方向C點(diǎn)電荷Q的位置坐標(biāo)為0.3mD點(diǎn)電荷Q是正電荷【正確答案】C5.（2021四川遂寧市射洪中學(xué)高二開學(xué)考試）（多選）如圖所示，金屬板帶電量為Q，質(zhì)量為m的金屬小球帶電量為q，當(dāng)小球靜止后，懸掛小球的絕緣細(xì)線與豎直方向間的夾角為，小球與金屬板中心O恰好在同一條水平線上，且距離為L(zhǎng)。下列說法正

12、確的是（）【正確答案】BC【正確答案】BC6.（2021江西新余市高二月考）如圖所示，直角三角形ABC中B=30，點(diǎn)電荷A、B所帶電荷量分別為QA、QB，測(cè)得在C處的某負(fù)點(diǎn)電荷所受靜電力方向平行于AB向左，則下列說法正確的是（）AB帶正電，QA QB =14BB帶負(fù)電，QA QB =14CB帶負(fù)電，QA QB =18DB帶正電，QA QB =18【正確答案】C7.（2021青海西寧市高二期末）在M、N兩點(diǎn)放置等量的異種點(diǎn)電荷如圖所示，MN是兩電荷的連線，HG是兩電荷連線的中垂線，O是垂足。下列說法正確的是（）AOM中點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于ON中點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度BO點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與MN上各點(diǎn)相比是最小的CO點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與HG上各點(diǎn)