新教材人教版高中物理必修第三冊 9.3電場 電場強度 教學(xué)課件

1、第九章 靜電場及其應(yīng)用9.3 電場 電場強度1.知道電場的概念及電場的基本性質(zhì).2.理解電場強度及其定義式，并能用該公式進(jìn)行有關(guān)計算.3.掌握點電荷的電場和電場強度的疊加.4.知道電場線的概念，了解幾種典型電場的電場線分布特點學(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。通過起電機使人體帶電，人的頭發(fā)會豎起并散開。 電荷間的相互作用是通過什么發(fā)生的？為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？新課導(dǎo)入19世紀(jì)30年代，英國科學(xué)家法拉第提出：在電荷的周圍存在著由它產(chǎn)生的電場（electric field)。一、電場 法拉第BAF處在電場中的其他電荷受到的作用力就是這個電場給予的。新課講解BAFF產(chǎn)生施力于電場B施力于

2、產(chǎn)生電場A電荷A電荷B電場對場中的其它電荷產(chǎn)生力的作用一、電場1.定義:電場存在于電荷周圍,是能傳遞電荷間相互作用力的一種特殊物質(zhì)。一、電場2.電場的基本性質(zhì):對放入其中的電荷有力的作用，即電場力。B電荷A電荷電場3.靜電場:靜止電荷產(chǎn)生的電場。（2）電場以及磁場已被證明是一種客觀存在。場具有能量，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。電場對于電荷的作用實際是電場與電場的相互作用。一、電場電場對電荷有力的作用，怎樣描述這種作用呢？二、電場強度+Q場源電荷(源電荷)試探電荷(檢驗電荷)q1.試探電荷(1)定義:用來檢驗電場是否存在及其強弱分布情況的電荷，叫試探電

3、荷。(2)特點:體積足夠小;電荷量足夠小。試探電荷的引入不改變源電荷的電場。2.場源電荷:激發(fā)電場的帶電體所帶的電荷叫場源電荷，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？電場的強弱與哪些因素有關(guān)呢？P1P2P3ABCqqq電 場 中+同一試探電荷在電場中不同位置受力不同電場對電荷的作用力與電荷的位置有關(guān)二、電場強度+q2q1P1在電場中的同一位置，由于小球所帶電荷量不同，所受的電場力不同。 說明不能用電場力來反映電場的性質(zhì)。 二、電場強度不同試探電荷受到的電場力與試探電荷的電量有關(guān)尋找一個不變的量進(jìn)一步研究表明：對于電場中的同一點，試探

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

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)。電場中不同的地方，電場強度一般是不同的。二、電場強度2.矢量性：電場強度也描述電場的方向，是矢量，其方向與在該點的正電荷所受電場力的方向相同，與在該點的負(fù)電荷所受電場力的方向相反。點電荷是最簡單的場源電荷，它激發(fā)的電場有什么特點呢？如果以Q為中心作一個球面，則球面上各點的電場強度大小相等。三、點電荷的電場+-Q ：場源電荷r ：電場中點到Q的距離兩個場強公式對比三、點電荷的電場電場強度的疊加： 電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和。如果場源電荷不只是一個點電荷，那么電場強度又是多少呢？四、

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

7、方向。五、電場線點電荷的電場等量電荷電場五、電場線幾種常見的電場線1.同一幅圖中可以用電場線的疏密表示電場強度的大小。2.在靜電場中，電場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.同一電場的電場線在電場中不相交。4.電場線不是實際存在的線，是為了形象地描述電場而假想的線。電場線的特點：五、電場線電場線的模擬 : 把奎寧的針狀結(jié)晶或頭發(fā)屑懸浮在蓖麻油里，再放入電場中，這時可以發(fā)現(xiàn)碎屑按場強的方向排列起來。五、電場線2.兩點電荷連線的中垂面(中垂線)上，場強方向均相同，且總與中垂面(線)垂直。在中垂線上到O點等距離處各點的場強相等，中點場強最大。O1.兩點電荷連線上各點，電

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

9、的平行直線。實例：相距很近帶有等量異種電荷的一對平行金屬板間的電場(忽略邊緣)可以看做勻強電場。六、勻強電場單位矢量疊加電場強度定義性質(zhì)電場電荷周圍存在的特殊物質(zhì)。特點電場線為了描述電場而假想的線。課堂小結(jié)1.下列說法正確的是（）A電場和電場線一樣，是人為設(shè)想出來的，其實并不存在B根據(jù) ，當(dāng)兩點電荷間的距離趨近于零時，電場力將趨向無窮大C從公式 來看，場強大小E與F成正比，與q成反比D當(dāng)兩個帶電體的大小及形狀對它們之間的相互作用力的影響可以忽略時，這兩個帶電體才可以看成點電荷【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.（2020三門峽市外國語高級中學(xué)高二期中）如圖所示，甲、乙兩個帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛在天花板上，兩個小球均處在水平向左的勻強電場中保持靜止。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)軸上的某點有一個點電荷Q，坐標(biāo)軸上

11、A、B兩點的坐標(biāo)分別為0.2m和0.7m。在A點放一個帶正電的試探電荷，在B點放一個帶負(fù)電的試探電荷，A、B兩點的試探電荷受到電場力的方向都跟x軸正方向相同，電場力的大小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點的電場強度大小為0.25N/CBA點的電場強度的方向沿x軸負(fù)方向C點電荷Q的位置坐標(biāo)為0.3mD點電荷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。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，點電荷A、B所帶電荷量分別為QA、QB，測得在C處的某負(fù)點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兩點放置等量的異種點電荷如圖所示，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中點的電場強度大于ON中點的電場強度BO點的電場強度大小與MN上各點相比是最小的CO點的電場強度大小與HG上各點