【公開課課件】電場+電場強度+課件高二上學期物理人教版（2019）必修第三冊

電場強度(1)電場強度人教版高中物理必修第三冊第九章第3節(jié)復習提問:在真空中兩靜止點電荷的作用力跟它們的電量乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。當帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至帶電體的形狀、大小、電荷分布對它們之間的作用力可以忽略不計2.電荷之間的相互作用有什么規(guī)律？1.什么是點電荷？表達式：ＡＢ+

+庫侖力與平時遇到的彈力、摩擦力有沒有區(qū)別？與我們學過的哪些力有點類似？重力、磁極間的相互作用力非接觸力問題：像這樣的力是怎么產(chǎn)生的呢？超距作用以太力線（場）1837年英國物理學家法拉第提出電荷周圍存在由它產(chǎn)生的電場電場的基本性質(zhì)：它對放入的電荷產(chǎn)生力的作用ＢＡ

電荷A對電荷B的作用，實際上是電荷A的電場對電荷B的作用

+++FGTＡＢ電場B電荷A電荷++++1.概念：2.基本性質(zhì)：

對放入其中的電荷有力的作用，這種力叫電場力。3.電荷間的相互作用力通過電場發(fā)生.電荷A電場電荷B電場是電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)一、電場靜止電荷所產(chǎn)生的電場----靜電場例1

下列關(guān)于電場的敘述不正確的是(

)A．兩個未接觸的電荷發(fā)生了相互作用，一定是電場引起的B．只有電荷發(fā)生相互作用時才產(chǎn)生電場C．只要有電荷存在，其周圍就存在電場D．A電荷受到B電荷的作用，是B電荷的電場對A電荷的作用B電場看不見、摸不著，我們?nèi)绾蚊枋鲭妶龅膹娙?？AB將電荷放入電場，比較其受到的電場力場源電荷：產(chǎn)生電場的電荷試探電荷（檢驗電荷）要求：1.體積充分小2.電量足夠小將檢驗電荷q分別放置在A、B點+QA+qB+qrArBFAFBFAFB同一電荷在電場的不同位置，所受電場力（大小、方向）一般不同。結(jié)論：在電場的不同位置場的強弱一般不同我們要定義一個物理量來描述某一位置電場的強弱，必須滿足：1.與檢驗電荷所帶電荷量無關(guān)2.與電場的位置有關(guān)能不能用電場力來描述電場的強弱？FA不能！電場的中同一位置，電荷所受的電場力（大小、方向）與電荷量有關(guān)。rrrr+Q+q+Q+2q+Q+nq+Q-qF2FnFF不同電荷在電場的同一位置，所受電場力（大小、方向）不同結(jié)論：

F/qnq2qq電場力

F檢驗電荷電荷量qkQqr2kQr22kQqr2kQr2nkQqr2kQr21.定義：放入電場中某點的電荷所受的電場力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點的電場強度2.定義式：3.單位：牛/庫(N/C)4.方向：E為矢量5.物理意義：場強反映電場的力的性質(zhì)，由電場本身決定，與放入的試探電荷無關(guān)。規(guī)定:其方向為正電荷在該點的受力方向+qEF二、電場強度+Q+qAFAEA+Q-qAFAEA根據(jù)規(guī)定：負電荷在電場中某點受到的電場力的方向跟該點的場強方向相反。物理學中規(guī)定：電場中某點的場強方向跟正電荷在該點所受的電場力方向相同。電場強度既有大小又有方向例2

電場中有一點P，下列說法中正確的有(

)A．若放在P點的電荷的電量減半，則P點的場強減半B．若P點沒有檢驗電荷，則P點場強為零C．P點的場強越大，則同一電荷在P點受到的電場力越大D．P點的場強方向為放在該點的電荷的受力方向C+Q+qFAr1.一點正點電荷的電荷量為Q，在距此點電荷r處的A點的電場強度是多少？方向如何？

設想在A點放一個電荷量為+q的試探電荷，則它所受到的電場力為F=kQr2qE=Fq=kQr2qq1E=kQr2則該點的場強為Q是場源電荷的電量，r是場中某點到場源電荷的距離

E真空中點電荷的場強是由產(chǎn)生電場的場源電荷和該點距場源電荷的距離決定的，與檢驗電荷無關(guān)．問題

真空中點電荷的電場強度如何？（1）決定式：Q：場源電荷r：電場中的點到Q的距離只適用于真空中點電荷（3）方向：正電荷背離源電荷負電荷指向源電荷+-（2）適用條件：三、點電荷的電場適用范圍電荷的意義定義式，適用于一切電場僅對點電荷的電場適用q是檢驗電荷，E與q無關(guān)Q是場源電荷，E與Q成正比（4）和的區(qū)別：例3

關(guān)于電場強度，下列說法正確的是（）

A.E=F/q，若q減半，則該處的場強變?yōu)樵瓉淼?倍

B.E=kQ/r2中，E與Q成正比，而與r平方成反比

C.在以一個點電荷為球心，r為半徑的球面上，各點的場強均相同

D.電場中某點的場強方向就是該點所放電荷受到的電場力的方向B問題：如果真空中場源電荷不止一個點電荷，如何求電場中某點的合場強？將試探電荷放入兩個點電荷產(chǎn)生的場中結(jié)論：真空中多個點電荷在某點產(chǎn)生的合場強等于各個點電荷在該點各自產(chǎn)生的場強的矢量和。這就是場強疊加原理。+Q1-Q2AE1E2E等量同種、異種電荷在連線的中垂線上某點的場強方向有何特點？+Q+QE1E2E+Q-QE1E2EAA遵守的規(guī)律：平行四邊形定則例4如圖所示，真空中有兩個點電Q1=+3.0×10-8C和Q2=-3.0×10-8C，它們相距0.1m，A點與兩個點電荷的距離r相等，r=0.1m求：（1）電場中A點的場強。（2）在A點放入電量q=-1×10-6C

求它受的電場力。

Q1Q2AE合E2E1Q1Q2A例5

為了確定電場中P點的電場強度大小，用細絲線懸掛一個帶負電荷的小球去探測。當球在P點靜止后，測出懸線與豎直方向夾角為37°。已知P點場強方向在水平方向上，小球重力為4.0×10-3N。所帶電量為0.01C，取Sin37°=0.6，求P點的電場強度的大小和方向？370P—F電mgF拉E可以證明：一個半徑為R的均勻帶電球體（或球殼）在球的外部產(chǎn)生的電場，與一個位于球心、電荷量相等的點電荷在同一點產(chǎn)生的電場相同在一個比較大的帶電體不能看作點電荷的情況下，當計算它的電場時，可以把它分成若干小塊，只要每個小塊足夠小，就可以看成點電荷，然后用點電荷電場強度疊加的方法計算整個帶電體的電場。

式中的r是球心到該點的距離（r>R），Q為整個球體所帶的電荷量小結(jié)①矢量性：電場強度E是表示電場力的性質(zhì)的一個物理量。規(guī)定正電荷受力方向為該點場強的方向。③疊加性：在同一空間，如果有幾個靜止電荷在空間同時產(chǎn)生電場，那么空間某點的場強是各場源電荷單獨存在時在該點所產(chǎn)生的場強的矢量和。二、電場強度三性②唯一性：電場中某一點處的電場強度E是唯一的，它的大小和方向決定于形成電場的電荷及空間位置，與放入電荷無關(guān)。一、電場強度的計算:1、任意電場:2、點電荷的電場:3電場強度(2)問題：電場是看不見、摸不著的，有沒有形象描述電場的方法呢?類比磁感線是如何表示磁場的呢?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方向。曲線的疏密程度表示場的強弱。四、電場線（一）點電荷的電場線分布

（二）等量點電荷的電場線分布１．電場線起于正電荷（或無限遠處），止于負電荷（或無限遠處），電場線不閉合．3．電場線不能相交，也不能相切。不能相交：在電場中的任一點處只有一個電場強度，方向唯一，如相交則該處出現(xiàn)兩個場強方向，所以不能相交不能相切：電場線疏密表示強弱，如相切則在切點電場線密度無窮大，這種情況不可能，所以不會相切2．在同一幅圖中，曲線上每點的切線方向表示該點的電場強度方向。曲線的疏密程度表示場的強弱。電場線的特點：點電荷(1)點電荷形成的電場中，不存在場強相同的點．(2)若以點電荷為球心作一個球面，電場線處處與球面垂直．在此球面上場強大小處處相等，方向各不相同．發(fā)散型會聚型同條線上：同向，不等大同球面上：等大，不同向（一）點電荷的電場線分布幾種特殊電場的電場線分布特點：立體圖?。?！EA_+EBE1ABEAE2EBr1rQQEBEAE3EAEBE4a、沿點電荷的連線,場強先變小后變大，中點場強最小（二）等量異種點電荷EA_+EBE1ABEAE2EBQQEAEBE3E∞=0a、沿點電荷的連線,場強先變小后變大，中點場強最小b、兩點電荷連線中垂面上，場強方向沿水平方向，即總與中垂面垂直，由中間向兩邊場強逐漸減?。ǘ┑攘慨惙N點電荷(1)兩點電荷連線上：各點場強方向從正電荷指向負電荷，沿電場線方向場強先變小再變大，中點處場強最小．(2)連線的中垂線上：電場線的方向均相同，即電場強度方向都相同，總與中垂線垂直且指向負點電荷一側(cè)．沿中垂線從中點到無限遠處，場強大小一直減小，中點處場強最大．向吸型O連線上最疏，中垂線上最密（二）等量異號點電荷的電場線分布：立體圖?。?！EA++EBE1ABEAE2=0EBQQEBEAE4EAEBE5EAEBE3（三）等量同種點電荷a、兩點電荷連線電場強度逐漸減小，中點O處場強最小為0EA++EBE1ABEAEBQQEBEAE3EAEBE4E2EAEBE3E0=0OE∞=0（三）等量同種點電荷b、兩點電荷連線中點附近的電場線非常稀疏，但場強并不為0c、兩點電荷連線的中垂線上電場強度先增大后減小a、兩點電荷連線電場強度逐漸減小，中點O處場強最小為0排斥型(1)兩點電荷連線上：中點O處場強為零，向兩側(cè)場強逐漸增大，方向指向中點．(2)連線的中垂線上：中點O沿中垂面(中垂線)到無限遠，電場線先變密后變疏，即場強先變大后變小，方向背離中點．OE1E2E1=E2，反向（三）等量同號點電荷的電場線分布：（以等量正點電荷為例）立體圖！?。O限思想（1）定義：電場中各點電場強度的大小相等，方向相同，這個電場叫做勻強電場．（2）電場線特點：勻強電場的電場線是間隔相等的平行線．模型：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．（四）勻強電場：電場力是恒力！1．電場線不是電場中實際存在的曲線，是為了形象地描述電場性質(zhì)人為引入的假想的線．2．我們畫的是幾種典型電場的電場線平面分布圖，實際上是空間立體分布的．說明：電場強度——定量描述場強的大小和方向電場線——定性描述場強的大小和方向電場力的大小和方向！3．幾種典型電場的電場線平面分布圖都是確定的，要能識別并熟悉其特點例1(多選)以下關(guān)于電場和電場線的說法中正確的是(

)A．電場、電場線都是客觀存在的物質(zhì)，因此電場線不僅能在空間相交，也能相切B．在電場中，凡是電場線通過的點，場強不為零，不畫電場線區(qū)域內(nèi)的點場強為零C．同一試探電荷在電場線密集的地方所受電場力大D．電場線是人們假想的，用以表示電場的強弱和方向，客觀上并不存在CD例2如圖所示，是一靜電場的一部分電場線的分布，下列說法中正確的是（）A．這個電場可能是-個負點電荷產(chǎn)生的電場B．這個電場可能是勻強電場C．檢驗電荷q在A點受到的電場力比在B點受到的電場力大D．負電荷在B點所受電場力的方向沿B點的切線方向C例3如圖所示，帶箭頭的直線是某一電場中的一條電場線，在這條線上有A、B兩點，用EA、EB表示A、B兩處的場強，則(

)A．A、B兩處的場強方向相同B．因為A、B在一條電場線上，且電場線是直線，所以EA＝EBC．電場線從A指向B，所以EA＞EBD．不知A、B附近電場線的分布情況，EA、EB的大小不能確定ADPQPQPQ例4正檢驗電荷q在電場中P點處開始向Q點作減速運動，且運動的加速度值越來越?。ㄖ亓Σ挥嫞?，則可以確定它所處的電場可能是()ABCDPQC例5兩個帶等量正電荷的點電荷，O點為兩電荷連線的中點，a點在連線的中垂線上，若在a點由靜止釋放一個電子，如圖所示，關(guān)于電子的運動，下列說法正確的是(

)A．電子在從a向O運動的過程中，加速度越來越大，速度越來越大B．電子在從a向O運動的過程中，加速度越來越小，速度越來越大C．電子運動到O時，加速度為零，速度最大D．電子通過O后，速度越來越小，加速度越來越大，一直到速度為零C例6如圖甲所示，MN為很大的薄金屬板（可理解為無限大），金屬板原來不帶電．在金屬板的右側(cè)，距金屬板距離為d的位置上放入一個帶正電、電荷量為q的點電荷，由于靜電感應產(chǎn)生了如圖甲所示的電場分布．P是點電荷右側(cè)，與點電荷之間的距離也為d的一個點，幾位同學想求出P點的電場強度大小，但發(fā)現(xiàn)問題很難．他們經(jīng)過仔細研究，從圖乙所示的電場得到了一些啟示，經(jīng)過查閱資料他們知道：圖甲所示的電場分布與圖乙中虛線右側(cè)的電場分布是一樣的．圖乙中兩異號點電荷量的大小均為q，它們之間的距離為2d，虛線是兩點電荷連線的中垂線．由此他們分別求出了P點的電場強度大小，一共有以下四個不同的答案（k為靜電力常量），其中正確的是

A3電場強度(習題課)一、電場線與帶電粒子運動軌跡的綜合分析電場線運動軌跡電場中并不存在，是為研究電場方便而人為引入的粒子在電場中的運動軌跡是客觀存在的曲線上各點的切線方向即為該點的場強方向，同時也是正電荷在該點的受力方向軌跡上每一點的切線方向即為粒子在該點的速度方向，合外力指向曲線凹側(cè)若帶電粒子只受電場力做曲線運動時，電場力方向既要由電場線切線方向決定又要指向曲線的凹側(cè)例1某靜電場中的電場線如圖所示，帶電粒子在電場中僅受靜電力作用，其運動軌跡如圖中虛線所示，由M運動到N，以下說法正確的是(

)FvA．粒子必定帶正電荷B．粒子在M點的加速度大于它在N點的加速度C．粒子在M點的加速度小于它在N點的加速度D．粒子在M點的速度小于它在N點的速度ACD例2如圖所示，實線為不知方向的三條電場線，從電場中M點以相同速度飛出a、b兩個帶電粒子，運動軌跡如圖中虛線所示（a,b只受靜電力作用）則（）A．a(chǎn)一定帶正電，b一定帶負電B．a(chǎn)的速度將減小，b的速度將增加C．a(chǎn)的加速度將減小，b的加速度將增加D．靜電力對a做正功，對b做負功C例3A、