物理選修第一章第三節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度

物理選修第一章第三節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度第一頁，共四十頁，2022年，8月28日第1課時(shí)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加

第二頁，共四十頁，2022年，8月28日知識(shí)與技能1.知道電荷間相互作用是通過電場(chǎng)發(fā)生的．2．理解電場(chǎng)強(qiáng)度，理解電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，掌握電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式和單位．過程與方法1.體會(huì)研究電場(chǎng)性質(zhì)的方法，這一思想方法在以后學(xué)習(xí)磁場(chǎng)時(shí)也有重要應(yīng)用．2．通過電場(chǎng)強(qiáng)度的定義，理解比值定義法．情感、態(tài)度與價(jià)值觀理解電場(chǎng)的物質(zhì)性，加深對(duì)世界的物質(zhì)性的認(rèn)識(shí).第三頁，共四十頁，2022年，8月28日第四頁，共四十頁，2022年，8月28日當(dāng)物體在地球附近時(shí)，物體要受到重力作用，因?yàn)樗幵谥亓?chǎng)中；把一個(gè)帶電體放在另一帶電體附近，該帶電體也要受到力的作用，該力是電場(chǎng)力，電場(chǎng)力和重力一樣，都是場(chǎng)力．學(xué)習(xí)電場(chǎng)和電場(chǎng)力時(shí)要對(duì)比著重力場(chǎng)和重力來分析理解．如下圖所示是無網(wǎng)捕魚——電捕魚的過程圖，為什么在電場(chǎng)里面魚兒會(huì)沖向陽極呢？第五頁，共四十頁，2022年，8月28日1．電場(chǎng)在電荷的周圍存在著由它產(chǎn)生的電場(chǎng)．電場(chǎng)是在電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)．2．靜電場(chǎng)：靜止電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)叫靜電場(chǎng)．第六頁，共四十頁，2022年，8月28日3．靜電場(chǎng)的性質(zhì)(1)電場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有力的作用．庫侖力實(shí)際上就是這種電場(chǎng)力．(2)當(dāng)放入靜電場(chǎng)中的帶電體在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力可能對(duì)它做功．第七頁，共四十頁，2022年，8月28日(1)電場(chǎng)是一種特殊的物質(zhì)，并非由分子、原子組成，但客觀存在．(2)電荷間的相互作用力是通過電場(chǎng)發(fā)生的，如圖所示．(3)電場(chǎng)雖然看不見摸不著，但可以通過一些性質(zhì)表現(xiàn)其存在．第八頁，共四十頁，2022年，8月28日1．試探電荷和場(chǎng)源電荷(1)試探電源：用來檢驗(yàn)電場(chǎng)是否存在及其強(qiáng)弱分布情況的電荷，也叫檢驗(yàn)電荷．(2)場(chǎng)源電荷：激發(fā)被檢驗(yàn)電場(chǎng)的電荷，也叫源電荷．(3)試探電荷的特點(diǎn)：試探電荷的電荷量和尺寸必須充分小，對(duì)場(chǎng)源電荷的電荷分布及其產(chǎn)生的電場(chǎng)沒有明顯的影響．第九頁，共四十頁，2022年，8月28日2．電場(chǎng)強(qiáng)度(1)定義：放入電場(chǎng)中某一點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷受到的靜電力跟它的電荷量的比值，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度．(3)單位：牛每庫，符號(hào)N/C.(4)方向：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，規(guī)定某點(diǎn)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．負(fù)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受的靜電力的方向跟該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相反．第十頁，共四十頁，2022年，8月28日第十一頁，共四十頁，2022年，8月28日(4)靜電力與電場(chǎng)強(qiáng)度比較物理量比較內(nèi)容靜電力電場(chǎng)強(qiáng)度區(qū)別物理意義電場(chǎng)對(duì)電荷的作用力反映電場(chǎng)的力的屬性決定因素由電場(chǎng)和電荷共同決定僅由電場(chǎng)自身決定大小F＝qEE＝F/q方向正電荷受力方向與E同向，負(fù)電荷受力方向與E反向規(guī)定E的方向?yàn)檎姾稍谠擖c(diǎn)的受力方向單位NN/C(或V/m)聯(lián)系F＝qE(普遍適用)第十二頁，共四十頁，2022年，8月28日思考討論：若已知負(fù)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的受力方向，如何確定該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向？提示：由于異號(hào)電荷在電場(chǎng)中同一點(diǎn)的受力方向相反，所以負(fù)電荷受力方向的反方向即為該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向．第十三頁，共四十頁，2022年，8月28日第十四頁，共四十頁，2022年，8月28日(3)方向：如果以Q為中心，r為半徑作一球面，則球面上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等．當(dāng)Q為正點(diǎn)電荷時(shí)，E的方向沿半徑向外；當(dāng)Q為負(fù)點(diǎn)電荷時(shí)，E的方向沿半徑向內(nèi)．2．電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加(1)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．這種關(guān)系叫做電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加．(2)比較大的帶電體的電場(chǎng)，可把帶電體分為若干小塊，每一小塊看成一個(gè)點(diǎn)電荷，用點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度疊加的方法計(jì)算整個(gè)帶電體的電場(chǎng)．第十五頁，共四十頁，2022年，8月28日第十六頁，共四十頁，2022年，8月28日公式比較內(nèi)容E＝F/qE＝kQ/r2本質(zhì)區(qū)別定義式?jīng)Q定式意義及用途給出了一種量度電場(chǎng)強(qiáng)弱的方法指明了點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)大小的決定因素適用范圍一切電場(chǎng)真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)Q或q意義q表示引入電場(chǎng)的檢驗(yàn)(或試探)電荷的電荷量Q表示產(chǎn)生電場(chǎng)的點(diǎn)電荷的電荷量E及其他量關(guān)系E用F與q的比值來表示，但E大小與F、q大小無關(guān)E不僅用Q、r來表示，且E∝Q，第十七頁，共四十頁，2022年，8月28日第十八頁，共四十頁，2022年，8月28日例1關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度和靜電力，以下說法正確的是(

)A．電荷所受靜電力很大，該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定很大B．以點(diǎn)電荷為圓心，r為半徑的球面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同C．如空間某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，則試探電荷在該點(diǎn)受到的靜電力也為零第十九頁，共四十頁，2022年，8月28日D．在電場(chǎng)中某點(diǎn)放入試探電荷q，該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為E＝F/q；取走q后，該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)仍然為E＝F/q答案：CD分析：從電場(chǎng)強(qiáng)度的客觀性、矢量性和力的特性三個(gè)方面考慮．第二十頁，共四十頁，2022年，8月28日解析：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，其性質(zhì)由場(chǎng)源電荷決定，與試探電荷無關(guān)；而靜電力則與場(chǎng)強(qiáng)和試探電荷都有關(guān)系，逐項(xiàng)分析如下：選項(xiàng)診斷結(jié)論A由F＝qE知，F(xiàn)由q和E共同決定，所以F很大，可能是因?yàn)閝很大造成的×B由E＝知，以點(diǎn)電荷Q為圓心，r為半徑的球面上，各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，但方向則不同，因場(chǎng)強(qiáng)是矢量，故各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不相同×C由F＝qE知：當(dāng)E＝0時(shí)，F(xiàn)＝0，即q不受靜電力作用√D只要電場(chǎng)確定了，電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)就是確定的，試探電荷q只是用來體現(xiàn)電場(chǎng)強(qiáng)弱的手段，它的有無，不會(huì)改變電場(chǎng)的客觀性質(zhì)√第二十一頁，共四十頁，2022年，8月28日反思提升：電場(chǎng)強(qiáng)度和靜電力是兩個(gè)不同的概念，它們的決定因素，大小的關(guān)系，以及方向的判定等均有各自的規(guī)律．要注意它們的區(qū)別．第二十二頁，共四十頁，2022年，8月28日變式訓(xùn)練1－1如圖所示，在一帶負(fù)電的導(dǎo)體A附近有一點(diǎn)B，如在B處放置一個(gè)q1＝－2.0×10－8C的電荷，測(cè)出其受到的靜電力F1大小為4.0×10－6N，方向如圖，則B處場(chǎng)強(qiáng)是多少？如果換用一個(gè)q2＝4.0×10－7C的電荷放在B點(diǎn)，其受力多大？此時(shí)B處場(chǎng)強(qiáng)多大？答案：200N/C

8.0×10－5N

200N/C第二十三頁，共四十頁，2022年，8月28日分析：解答本題應(yīng)把握以下三點(diǎn)：(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小計(jì)算和方向判斷可分開進(jìn)行．(2)場(chǎng)強(qiáng)大小可由場(chǎng)強(qiáng)的定義式求解．(3)場(chǎng)強(qiáng)方向與正(負(fù))電荷所受電場(chǎng)力方向相同(反)．第二十四頁，共四十頁，2022年，8月28日第二十五頁，共四十頁，2022年，8月28日例2如圖，真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1＝＋4.0×10－8C和Q2＝－10－8C，分別固定在x坐標(biāo)軸的x＝0和x＝6cm的位置上．(1)x坐標(biāo)軸上哪個(gè)位置的電場(chǎng)強(qiáng)度為零？(2)x坐標(biāo)軸上哪些地方的電場(chǎng)強(qiáng)度方向是沿x方向的？第二十六頁，共四十頁，2022年，8月28日答案：見解析解析：首先明確兩個(gè)點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的電場(chǎng)的方向，然后再考慮場(chǎng)強(qiáng)的大小關(guān)系．因Q1>Q2，故在Q1點(diǎn)的左側(cè)，Q1的電場(chǎng)強(qiáng)度總大于Q2的電場(chǎng)強(qiáng)度，且方向總指向x軸負(fù)半軸，在x＝0和x＝6cm之間，電場(chǎng)強(qiáng)度總沿x軸正方向．故只有在Q2右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度才有可能為零．第二十七頁，共四十頁，2022年，8月28日反思提升：根據(jù)場(chǎng)疊加原理，多個(gè)場(chǎng)源激發(fā)電場(chǎng)的合場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)等于各個(gè)電場(chǎng)單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和，各個(gè)場(chǎng)強(qiáng)方向若在一條直線上，可用代數(shù)運(yùn)算法，如不在一條直線上用矢量合成的平行四邊形定則來運(yùn)算．第二十八頁，共四十頁，2022年，8月28日變式訓(xùn)練2－1如圖所示，一半徑為R的絕緣球殼上均勻地帶有＋Q的電荷，球心O上場(chǎng)強(qiáng)為零．現(xiàn)在球殼上N處挖去半徑為r(r?R)的一個(gè)小圓孔，則此時(shí)球心O上的場(chǎng)強(qiáng)大小為__________(已知靜電力常量k)，方向__________．第二十九頁，共四十頁，2022年，8月28日第三十頁，共四十頁，2022年，8月28日第三十一頁，共四十頁，2022年，8月28日答案：BD

第三十二頁，共四十頁，2022年，8月28日第三十三頁，共四十頁，2022年，8月28日第三十四頁，共四十頁，2022年，8月28日第三十五頁，共四十頁，2022年，8月28日答案