電場電場強(qiáng)度課件-2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊

9.3課時1電場電場強(qiáng)度1.知道電荷間的相互作用是通過電場實(shí)現(xiàn)的。知道場是物質(zhì)存在的形式之一。2.理解電場強(qiáng)度的定義式、單位和方向。3.能推導(dǎo)點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度公式，并進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。一、電場??法拉第19世紀(jì)30年代，英國科學(xué)家法拉第提出一種觀點(diǎn)，認(rèn)為在電荷的周圍存在著由它產(chǎn)生的電場。電荷之間通過電場相互作用。1.電場在電荷的周圍存在著一種特殊物質(zhì)，這種物質(zhì)看不見、摸不著，我們把這種物質(zhì)叫作電場。注意：電場以及磁場已被證明是一種客觀存在的物質(zhì)，場像分子、原子等實(shí)物粒子一樣具有能量，因而場也是物質(zhì)存在的一種形式。不過只有在研究運(yùn)動的電荷，特別是運(yùn)動狀態(tài)迅速變化的電荷時，上述場的物質(zhì)性才突顯出來。本章只討論靜止電荷產(chǎn)生的電場。電荷之間通過電場相互作用電荷電場電荷AB2.電場的基本性質(zhì)電場對放入其中的電荷有力的作用，電荷之間的相互作用就是通過電場來實(shí)現(xiàn)的。3.電場力電場對電荷有力的作用叫電場力。電場的檢驗(yàn)思考1：在空間中放一個點(diǎn)電荷+Q，它周圍有電場嗎？+Q+q是用來檢驗(yàn)電場的電荷——檢驗(yàn)電荷或試探電荷對檢驗(yàn)電荷的要求：電量足夠?。簩鲈措姾傻姆植疾划a(chǎn)生明顯影響，不改變原電場體積足夠?。嚎梢跃_檢測電場各位置Q是被檢驗(yàn)的電荷——場源電荷或源電荷+q電場看不見摸不著，你怎樣檢驗(yàn)電場是否存在？+Q++++思考2：把同一試探電荷放在不同的位置，懸線的傾角不同，說明什么？說明：試探電荷受到的靜電力的大小、方向跟位置有關(guān)。同一試探電荷，受力大的位置電場強(qiáng)，受力小的位置電場弱。故電場的強(qiáng)弱跟位置有關(guān)。思考3：電場有強(qiáng)弱，電場的強(qiáng)弱能否用靜電力來表示？+QA+q+2q+nqF2FnF不能，原因：同一位置，電場的強(qiáng)弱應(yīng)該是不變的，而F隨試探電荷的改變而改變,所以靜電力不能表示電場的強(qiáng)弱。

觀察一下，下圖中什么量不隨試探電荷的改變而改變？不隨試探電荷的改變而改變。數(shù)值上等于單位電荷量受到的庫侖力能表示電場的強(qiáng)弱二、電場強(qiáng)度1.定義：放入電場中某點(diǎn)的試探電荷q,所受的電場力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度。簡稱場強(qiáng)。2.定義式：

(適用于一切電場)3.單位：牛每庫(N/C)或伏/米(V/m).4.物理意義：描述電場強(qiáng)弱和方向的物理量。某點(diǎn)的電場強(qiáng)度數(shù)值上等于單位正電荷所受的電場力。+Q+qF5.電場強(qiáng)度的矢量性規(guī)定：跟正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同；+Q+q-Q+qF+Q-qFEE-Q-qFEE拓展：跟負(fù)電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相反.F6.注意(1)區(qū)分：試探電荷(檢驗(yàn)電荷)與場源電荷(源電荷)。試探電荷要求：電荷量和尺寸必須充分小，可以看成點(diǎn)電荷。(2)場強(qiáng)相同的條件：大小相等，方向相同。(3)由電場強(qiáng)度，可得電場力

F=qE。1.

中的q是場源電荷還是試探電荷？2.由公式

得“E與F成正比，與q成反比”正確嗎？q是試探電荷。不正確，

是比值定義法，E的大小與F、q無關(guān)。

一個帶正電的點(diǎn)電荷的電荷量為Q，在距此點(diǎn)電荷r處的A點(diǎn)的電場強(qiáng)度是多少？方向如何？+Q+A設(shè)想在A點(diǎn)放一個電荷量為+q的試探電荷，方向：沿二者連線向外則它所受到的電場力為：+Q在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)為：三、點(diǎn)電荷的電場方向：沿二者連線向外（1）Q是場源電荷的電量，r是到場源電荷的距離+-QQ思考4：若以Q為中心作球面，則球面上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小方向有什么特點(diǎn)？（2）適用條件：真空中靜止的點(diǎn)電荷（3）E的決定因素：跟場源電荷和位置有關(guān)，與試探電荷無關(guān)1.在一帶負(fù)電荷的導(dǎo)體A附近有一點(diǎn)B，如在B處放置一個q1＝－2.0×10－8C的電荷，測出其受到的靜電力F1大小為4.0×10－6N，方向如圖，則：(1)B處電場強(qiáng)度多大？方向如何？答案200N/C方向與F1方向相反因?yàn)锽處是負(fù)電荷，所以B處電場強(qiáng)度方向與F1方向相反。(2)如果換成一個q2＝＋4.0×10－7C的電荷放在B點(diǎn)，其受力多大？此時B處電場強(qiáng)度多大？答案8.0×10－5N

200N/Cq2在B點(diǎn)所受靜電力大小F2＝q2EB＝4.0×10－7×200N＝8.0×10－5N，方向與電場強(qiáng)度方向相同，也就是與F1方向相反。此時B處電場強(qiáng)度大小仍為200N/C，方向與F1方向相反。(3)如果將B處電荷拿走，B處的電場強(qiáng)度是多大？答案200N/C某點(diǎn)電場強(qiáng)度大小與有無試探電荷無關(guān)，故將B處電荷拿走，B處電場強(qiáng)度大小仍為200N/C。2.在真空中O點(diǎn)放一個電荷量為Q＝＋1.0×10－9C的點(diǎn)電荷，直線MN通過O點(diǎn)，O、M間的距離r＝30cm，M點(diǎn)放一個電荷量為q＝－1.0×10－10C的點(diǎn)電荷，如圖所示。已知靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2，求：(1)q在M點(diǎn)受到的靜電力；因?yàn)镼為正電荷，q為負(fù)電荷，所以力的方向沿MO連線指向O。(2)M點(diǎn)的電場強(qiáng)度；(3)拿走q后M點(diǎn)的電場強(qiáng)度；拿走電荷q，M點(diǎn)的電場強(qiáng)度仍為100N/C，方向沿OM連線背離O。(4)M、N兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度哪點(diǎn)大。項(xiàng)目E＝

(定義式)E＝

(決定式