電場(chǎng)+電場(chǎng)強(qiáng)度 高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

第九章靜電場(chǎng)及其應(yīng)用3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度思考相隔一定距離的電荷間的相互作用力是怎樣發(fā)生的？法拉第磁場(chǎng)“超距作用”場(chǎng)（field）電場(chǎng)觀察實(shí)驗(yàn)“魔法球”點(diǎn)亮燈管電場(chǎng)是怎樣產(chǎn)生的呢？一、電場(chǎng)1.電場(chǎng)：電荷的周圍存在由它產(chǎn)生的電場(chǎng)(electricfield）。靜止電荷靜電場(chǎng)產(chǎn)生A庫侖力F是B所在處的電場(chǎng)對(duì)它施加的力BF一、電場(chǎng)2.電場(chǎng)的基本性質(zhì)：電場(chǎng)對(duì)場(chǎng)中其它電荷會(huì)產(chǎn)生力的作用，叫電場(chǎng)力。ABFF′電荷A電場(chǎng)A電荷B電場(chǎng)B產(chǎn)生產(chǎn)生施力于施力于電場(chǎng)究竟是什么呢？（靜電力）一、電場(chǎng)3.電場(chǎng)的物質(zhì)性：電場(chǎng)是客觀存在的物質(zhì)。電場(chǎng)以及磁場(chǎng)已被證明是一種客觀存在。場(chǎng)像分子、原子等實(shí)物粒子一樣具有能量，因而場(chǎng)也是物質(zhì)存在的一種形式。物質(zhì)的存在形式有兩種：一種是實(shí)物物質(zhì)，另一種就是場(chǎng)?！纠?】關(guān)于電場(chǎng)，下列說法中正確的是（D）A．電場(chǎng)是電荷周圍空間假想的特殊物質(zhì)B．電場(chǎng)是為了便于研究電荷的運(yùn)動(dòng)而引入的理想模型C．電場(chǎng)是虛擬的，現(xiàn)實(shí)中不存在的D．電荷間的相互作用是通過電場(chǎng)產(chǎn)生的【變式1】下列說法中不正確的是（D）A．只要有電荷存在，電荷周圍就一定存在著電場(chǎng)B．電場(chǎng)是一種物質(zhì)，它與其它物質(zhì)一樣，是不依賴我們的感覺而客觀存在的東西C．電荷間相互作用是通過電場(chǎng)而產(chǎn)生，電場(chǎng)最基本的特征是對(duì)處在它里面的電荷有力的作用D．電場(chǎng)是人為設(shè)想出來的，其實(shí)并不存在思考：研究電場(chǎng)的思路？場(chǎng)源電荷場(chǎng)源電荷電場(chǎng)F(體積小、電量小)試探電荷試探電荷電場(chǎng)試探電荷P1電荷q存在/不存在靜電力FF≠0/F=0思考：如何確定電場(chǎng)的存在呢？電場(chǎng)試探電荷思考：試探電荷受到靜電力的條件是什么呢？P1電荷q存在/不存在靜電力FF≠0/F=0(電場(chǎng)和q)電場(chǎng)試探電荷思考：電場(chǎng)的存在與試探電荷有關(guān)嗎？P1電荷q電場(chǎng)與F、q無關(guān)存在/不存在靜電力FF≠0/F=0(電場(chǎng)和q)F不同電場(chǎng)試探電荷電荷q靜電力F電場(chǎng)與F、q無關(guān)存在/不存在F≠0/F=0(電場(chǎng)和q)q相同思考：如何判斷空間各點(diǎn)電場(chǎng)是否相同呢嗎？P1P2F′靜電力不同說明了什么呢？F不同電場(chǎng)試探電荷電荷q靜電力F電場(chǎng)與F、q無關(guān)存在/不存在F≠0/F=0/F相同不同/相同(電場(chǎng)和q)q相同F(xiàn)大/F小強(qiáng)/弱q相同思考：如何判斷空間各點(diǎn)電場(chǎng)是否相同呢嗎？P1P2F′電場(chǎng)強(qiáng)弱與位置有關(guān)靜電力不同說明了什么呢？F與電場(chǎng)強(qiáng)弱和q有關(guān)qF′FqF不同電場(chǎng)試探電荷電荷q靜電力F電場(chǎng)與F、q無關(guān)存在/不存在F≠0/F=0/F相同不同/相同(電場(chǎng)和q)q相同F(xiàn)大/F小強(qiáng)/弱P1點(diǎn)的電場(chǎng)P2點(diǎn)的電場(chǎng)/2q/3q...q相同/2F/3F.../2q/3q.../2F′/3F′...F=K1qF=K2qK越大，電場(chǎng)越強(qiáng)；K與位置有關(guān)；K與F、q無關(guān)。思考：如何描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱呢？P1P2F′能不能用靜電力的大小表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱呢？K=Fq猜想電場(chǎng)強(qiáng)弱與位置有關(guān)F與電場(chǎng)強(qiáng)弱和q有關(guān)F不同電場(chǎng)試探電荷電荷q靜電力F電場(chǎng)與F、q無關(guān)存在/不存在F≠0/F=0/F相同不同/相同(電場(chǎng)和q)q相同F(xiàn)大/F小強(qiáng)/弱q相同思考：如何描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱呢？rQq1q2F1F2F1=kQq1r2F2=kQq2r2F1q1F2q2==

kQr2qF′FqP1點(diǎn)的電場(chǎng)P2點(diǎn)的電場(chǎng)/2q/3q.../2F/3F.../2q/3q.../2F′/3F′...F=K1qF=K2qK越大，電場(chǎng)越強(qiáng)；K與位置有關(guān)；K與F、q無關(guān)。能不能用靜電力的大小表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱呢？K=Fq猜想電場(chǎng)強(qiáng)弱與位置有關(guān)F與電場(chǎng)強(qiáng)弱和q有關(guān)二、電場(chǎng)強(qiáng)度1.定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷所受的靜電力F與它的電荷量q的比值叫作該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度(electricfieldstrength），用E表示。2.定義式：E=Fq3.單位：N/C思考：把同一試探電荷放在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的不同位置，試探電荷受到的靜電力的方向是否相同？+QqF1qF2把同一試探電荷放在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的不同位置，試探電荷受到的靜電力的方向不相同說明了什么呢？二、電場(chǎng)強(qiáng)度1.定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷所受的靜電力F與它的電荷量q的比值叫作該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度(electricfieldstrength），用E表示。2.定義式：E=Fq3.單位：N/C4.標(biāo)矢性：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量。思考：把同一試探電荷放在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的不同位置，試探電荷受到的靜電力的方向是否相同？+Q+qF1把同一試探電荷放在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的不同位置，試探電荷受到的靜電力的方向不相同說明了什么呢？怎樣定義電場(chǎng)強(qiáng)度的方向呢？思考：把同一試探電荷放在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的不同位置，試探電荷受到的靜電力的方向是否相同？+Q-qF2把同一試探電荷放在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的不同位置，試探電荷受到的靜電力的方向不相同說明了什么呢？怎樣定義電場(chǎng)強(qiáng)度的方向呢？二、電場(chǎng)強(qiáng)度1.定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷所受的靜電力F與它的電荷量q的比值叫作該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度(electricfieldstrength），用E表示。2.定義式：E=Fq3.單位：N/C4.標(biāo)矢性：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量。物理學(xué)中規(guī)定，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同?！纠?】在電場(chǎng)中的某一點(diǎn)，當(dāng)放入正電荷時(shí)受到的電場(chǎng)力向右，當(dāng)放入負(fù)電荷時(shí)受到的電場(chǎng)力向左，下列說法正確的是（B）A．只有在該點(diǎn)放入電荷時(shí)，該點(diǎn)才有電場(chǎng)B．該點(diǎn)的電場(chǎng)方向一定向右C．電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與電場(chǎng)力的方向相同D．電場(chǎng)強(qiáng)度方向與所放入的電荷電性有關(guān)a【變式2】關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的說法中，正確的是（C）A．根據(jù)定義式E=F/q，說明E與放在該點(diǎn)的點(diǎn)電荷q有關(guān)B．電場(chǎng)強(qiáng)度方向總是跟電荷所受到電場(chǎng)力方向一致C．如果電量為q的負(fù)電荷，在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小為F，則該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小等于F/q，但場(chǎng)強(qiáng)方向與F和方向相反D．如果取走放在電場(chǎng)中某點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷，則該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)也相應(yīng)變?yōu)榱銡w納小結(jié)E=Fq(E的定義式，與F、q無關(guān))F=qE(F的決定式，由E、q決定)E&F定義方法用物理量之比定義新的物理量。物質(zhì)分類實(shí)物物質(zhì)場(chǎng)研究思路通過試探電荷受到的靜電力研究靜電場(chǎng)。思考：研究電場(chǎng)的思路？電場(chǎng)場(chǎng)源電荷試探電荷場(chǎng)源電荷試探電荷F怎樣開始研究呢？從簡單到復(fù)雜三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)1.真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)：E=FqQkQqr2=q=kQr2qr(決定式)(大小)E==kQr2+(方向)FqF′三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)1.真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)：E=FqQkQqr2=q=kQr2qr(決定式)(大小)E==kQr2+(方向)-EE【例3】如圖所示，a、b兩點(diǎn)位于以正點(diǎn)電荷+Q（Q＞0）為球心的球面上，c點(diǎn)在球面外，則（D）A．a(chǎn)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小比b點(diǎn)大B．b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小比c點(diǎn)小C．a(chǎn)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)跟b點(diǎn)相同D．c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最小+Q1+-Q2E1E2E三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)1.真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)：E=kQr22.電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加：電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加如果場(chǎng)源是多個(gè)點(diǎn)電荷，則電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)存在在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。思考：一般帶電體在空間某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度如何確定呢？帶電體一個(gè)點(diǎn)電荷兩個(gè)點(diǎn)電荷多個(gè)點(diǎn)電荷疊加一般帶電體疊加疊加電場(chǎng)強(qiáng)度【例4】如圖，豎直面內(nèi)固定的均勻帶電圓環(huán)半徑為R，帶電量為＋Q，在圓環(huán)的最高點(diǎn)用絕緣絲線懸掛一質(zhì)量為m、帶電量為q的小球(大小不計(jì))，小球在垂直圓環(huán)平面的對(duì)稱軸上處于平衡狀態(tài)，小球到圓環(huán)中心O點(diǎn)的距離為R，已知靜電力常量為k，重力加速度為g，R遠(yuǎn)大于圓環(huán)線徑。則小球所處位置的電場(chǎng)強(qiáng)度。【變式4】如圖所示，A為帶正電荷Q的金屬板，沿金屬板的垂直平分線在距離板r處放一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球，小球受水平向右的電場(chǎng)力作用而偏轉(zhuǎn)θ角后靜止。設(shè)小球是用絕緣絲線懸掛于O點(diǎn)，求小球所在處的電場(chǎng)強(qiáng)度。三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)1.真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)：E=kQr22.電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加：電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加如果場(chǎng)源是多個(gè)點(diǎn)電荷，則電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)存在在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。3.一個(gè)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(chǎng)：QQrPrPE=kQr2（r>R）思考：如何形象描述靜電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向呢？四、電場(chǎng)線1.電場(chǎng)線：為了形象描述電場(chǎng)而引入的假想線。電場(chǎng)線為了形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱及方向，在電場(chǎng)中畫出一些有方向的曲線，曲線上每點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向一致，曲線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱。這樣的曲線叫電場(chǎng)線。四、電場(chǎng)線1.電場(chǎng)線：為了形象描述電場(chǎng)而引入的假想線。電場(chǎng)線2.描述方法：線的疏密E的大小切線方向E的方向EAEBEC磁感線和電場(chǎng)線都是法拉第提出的，因?yàn)楹啙嵎奖悖恢毖赜弥两瘛２孪耄赫c(diǎn)電荷的電場(chǎng)線是什么樣的呢？Q+正點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布猜想：負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線是什么樣的呢？-負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布四、電場(chǎng)線1.電場(chǎng)線：為了形象描述電場(chǎng)而引入的假想線。2.描述方法：3.常見電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布_點(diǎn)電荷電場(chǎng)線正點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布四、電場(chǎng)線1.電場(chǎng)線：為了形象描述電場(chǎng)而引入的假想線。2.描述方法：正點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布以點(diǎn)電荷中心對(duì)稱分布；以點(diǎn)電荷為球心的同一球面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，但方向不同；以點(diǎn)電荷為起點(diǎn)的同一射線上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小不等，但方向相同。特點(diǎn)3.常見電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布_點(diǎn)電荷電場(chǎng)線四、電場(chǎng)線1.電場(chǎng)線：為了形象描述電場(chǎng)而引入的假想線。2.描述方法：正點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布ExO若以點(diǎn)電荷所在位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，向右為場(chǎng)強(qiáng)的正方向，試在上述坐標(biāo)系中畫出正（或負(fù)）點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的分布圖像。3.常見電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布_點(diǎn)電荷電場(chǎng)線猜想：如果同時(shí)存在等量異種電荷，空間的電場(chǎng)的電場(chǎng)線是如何分布的呢？四、電場(chǎng)線3.常見電場(chǎng)電場(chǎng)線分布_等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線以兩點(diǎn)電荷連線及其中垂線“對(duì)稱”分布兩電荷所在直線上場(chǎng)強(qiáng)先增后減，再增又減；中垂線上場(chǎng)強(qiáng)先增后減；特點(diǎn)關(guān)于垂足對(duì)稱的兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相同。四、電場(chǎng)線xyOExxO若以兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立如圖所示坐標(biāo)系，試在上述坐標(biāo)系中畫出x軸上和y軸上電場(chǎng)強(qiáng)度的分布圖像。3.常見電場(chǎng)電場(chǎng)線分布_等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線猜想：如果同時(shí)存在等量同種電荷，空間的電場(chǎng)的電場(chǎng)線是如何分布的呢？四、電場(chǎng)線以兩點(diǎn)電荷連線及其中垂線對(duì)稱分布兩電荷所在直線上場(chǎng)強(qiáng)先增后減，再增又減；中垂線上場(chǎng)強(qiáng)先增后減；再增又減；特點(diǎn)關(guān)于垂足對(duì)稱的兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相反。3.常見電場(chǎng)電場(chǎng)線分布_等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線四、電場(chǎng)線ExxO若以兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立如圖所示坐標(biāo)系，試在上述坐標(biāo)系中畫出x軸上和y軸上電場(chǎng)強(qiáng)度的分布圖像。xyO3.常見電場(chǎng)電場(chǎng)線分布_等量同