1.3靜電場 電場強度和電場線 課件高二上學(xué)期物理教科版（2019）必修第三冊

1.3靜電場

電場強度和電場線自我精進(jìn)

勇毅擔(dān)當(dāng)“自主化、情境化“展學(xué)課堂實踐導(dǎo)標(biāo)“自主化、情境化“展學(xué)課堂實踐1.物理觀念：形成場的物質(zhì)觀念，形成電場力的運動與相互作用觀念2.科學(xué)思維：比值定義法定義電場強度E3.科學(xué)探究：用鋸木屑模擬電場線4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：認(rèn)識電場，探索求知物質(zhì)世界例如：壓力,支持力,拉力和摩擦力等。問題1：物體間的相互作用，有的需要通過接觸；問題2：物體間的相互作用，有的不需要通過接觸；例如：庫侖力力的作用電荷電荷

那么，沒有接觸的兩個電荷之間的相互作用靠什么傳遞呢？學(xué)標(biāo)1：電場法拉第Faraday（1791－1867）1、看不見、摸不著，卻是客觀存在的物質(zhì)。2、只要存在電荷，它就存在。

19世紀(jì)30年代，法拉第提出一種觀念，認(rèn)為在電荷的周圍存在著一種特殊形式的物質(zhì)，即電場，電荷間的相互作用就是通過電場發(fā)生的。電場對電荷的作用，稱為電場力。電荷電荷對B作用對A作用產(chǎn)生產(chǎn)生B受到的力是A產(chǎn)生的電場對B的作用力A受到的力是B產(chǎn)生的電場對A的作用力電場AB學(xué)標(biāo)1：電場1、概念:任何帶電體周圍存在的一種特殊物質(zhì)。（它不同于由分子和原子組成的實物的物質(zhì)。它看不見摸不著，卻客觀存在。）2、基本性質(zhì)：對放入其中的電荷有力的作用。3、電場力：電場對電荷的作用力。4、靜電場：靜止電荷周圍產(chǎn)生的電場。學(xué)標(biāo)1：電場

電場的基本性質(zhì)：電場對放入其中的電荷有力的作用來檢驗-電場力。即：把一個檢驗電荷放入場源電荷產(chǎn)生的電場中，看是否受到力的作用。

問題3：如何檢驗看不見的電場的存在？1、場源電荷：產(chǎn)生電場的電荷。2、檢驗電荷：用來檢驗電場是否存在及其強弱分布情況的電荷。學(xué)標(biāo)1：電場1.電場中的同一點，不同電荷所受力不同，但比值F/q是一定的。問題4：能否用電場力的大小表示電場的強弱呢？2.電場中不同的點，同一電荷所受力也不同，比值F/q是不同的。結(jié)論:F/q能反映電場中某點的性質(zhì)——電場的強弱，F(xiàn)是不能表示電場強弱的。學(xué)標(biāo)1：電場+qF+2q2F+3q3F1、定義及定義式：2、單位：牛每庫符號為N/C3、方向：正電荷的受電場力方向為場強方向與負(fù)電荷在電場中某點受到的電場力的方向相反4、矢量檢驗電荷受電場力檢驗電荷電量源電荷激發(fā)的在某處的場強表示單位電荷受到的電場力的大?。ㄟm用于一切電場）學(xué)標(biāo)2：電場強度E與q的大小和有無無關(guān)庫侖定律問題1：點電荷的場強是怎樣的？電場強度定義學(xué)標(biāo)2：電場強度1.定義式：Q

：場源電荷r：電場中某點到Q的距離條件：只適用于真空中點電荷!正電荷發(fā)散2.方向：+負(fù)電荷收斂-學(xué)標(biāo)3：點電荷的電場強度公式適用范圍場強與電荷定義式，適用于一切電場決定式，僅對點電荷的電場適用由場源電荷Q及該點到Q的距離r決定3.和的區(qū)別：q是檢驗電荷，E與q大小、有無無關(guān)學(xué)標(biāo)3：點電荷的電場強度答案比值法定義的特點是被定義的物理量與作比值的兩個量無關(guān)，只取決于物質(zhì)、電阻、電場本身的性質(zhì)．學(xué)標(biāo)3：點電荷的電場強度例、關(guān)于……①和……②，下列說法中正確的（

）（1）①式中，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力，q是放入電場中試探電荷的電量。（2）①式中，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場電荷的電量。（3）②式中，Q是放入電場中的試探電荷的電量。（4）②式中，Q是場源電荷的電量。A、（1）（3） B、（2）（3）C、（1）（4） D、（2）（4）C學(xué)標(biāo)3：點電荷的電場強度例、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學(xué)標(biāo)3：點電荷的電場強度電場疊加原理：在幾個點電荷共同形成的電場中，某點的場強等于各個電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生的場強的矢量和，這叫做電場的疊加原理。

+Q

+QE1E1E2E2EE1E2E

+Q

-QE1E2學(xué)標(biāo)4：電場的疊加例：在真空中有兩個點電Q1=+3.0×10-8C和Q2=-3.0×10-8C，它們相距0.1m。求電場中A點的場強。A點與兩個點電荷的距離r相等r=0.1m。

Q2AQ1E2EE1代入數(shù)值得：E=2.7×104N/Cr22kQ1cos60°=E學(xué)標(biāo)4：電場的疊加思考：用什么方法形象的描述看不見摸不著，但卻客觀存在的電場呢？1、概念：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。學(xué)標(biāo)5：電場線比較ABC三點電場強度的大小1.定義:在電場中畫出一些有方向的曲線,如果曲線上各點的切線表示該點的電場方向,這樣的曲線叫做電場線。2.物理意義:疏密程度-----該點場強的大小(強弱)切線方向-----該點的電場方向說明：可以粗略地描述電場強度的大小和方向（但是形象、直觀）。學(xué)標(biāo)5：電場線萬箭齊發(fā)眾矢之的＋∞－∞離點電荷越近，電場線越密，場強越大3.幾種常見電場中電場線的分布及特點（1）正、負(fù)點電荷的電場中電場線的分布學(xué)標(biāo)5：電場線[延伸思考]

1.點電荷的電場線有何特點？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?qū)W標(biāo)5：電場線特點：a、沿點電荷的連線，場強先變小后變大b、兩點電荷連線中垂面（中垂線）上，場強方向均相同，且總與中垂面（中垂線）垂直。沿中垂面(中垂線)從中點到無限遠(yuǎn)處，場強大小一直減小，中點處場強最大。（2）等量異種點電荷形成的電場中的電場線分布攜手合作－∞學(xué)標(biāo)5：電場線（3）等量同種點電荷形成的電場中電場中電場線分布情況特點：a、兩點電荷連線中點O處場強為0，向兩側(cè)場強逐漸增大，方向指向中點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、兩點電荷連線的中點到無限遠(yuǎn)電場線先變密后變疏，方向背離中點勢不兩立＋∞學(xué)標(biāo)5：電場線電荷＋2q與－q特點:電場線垂直于平板點電荷與帶電平板電荷＋2q與＋q學(xué)標(biāo)5：電場線（4）勻強電場特點：a、勻強電場是場強大小和方向都相同的電場，故勻強電場的電場線是平行等距的直線b、電場線的疏密均勻，電場方向與電場線平行學(xué)標(biāo)5：電場線用輕質(zhì)柔軟絕緣細(xì)線，拴一質(zhì)量為1.0×10－2kg、電荷量為2.0×10－8C的小球，細(xì)線的上端固定于O點?，F(xiàn)加一水平向右的勻強電場，如圖平衡時細(xì)線與鉛垂線成37°（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8），則（）A．小球帶負(fù)電B．勻強電場的場強為1.5×108N/CC．平衡時細(xì)線的拉力為0.125ND．平衡時細(xì)線的拉力為0.175N學(xué)標(biāo)5：電場線學(xué)標(biāo)5：電場線4、電場線的性質(zhì)

①假想的曲線，并不真實存在②起于正電荷,止于負(fù)電荷

③不相交,不閉合④電場線不是電荷的運動軌跡學(xué)標(biāo)5：電場線學(xué)標(biāo)5：電場線5、模擬電場線

學(xué)標(biāo)5：電場線如圖所示，一帶電粒子從電場中的A點運動到B點，軌跡如圖示中的虛線所示，不計粒子所受重力，則（）A、粒子帶正電B、粒子加速度逐漸減小C、A點的場強大于B點的場強D、粒子的速度不斷減小ABC區(qū)別：“電場線”和“軌跡”123學(xué)標(biāo)5：電場線如圖所示,直線是一簇未標(biāo)明方向的由點電荷產(chǎn)生的電場線,曲線是某一帶正電粒子通過電場區(qū)域時的運動軌跡,A、B是軌跡上的兩點,若帶電粒子運動中只受電場力作用,根據(jù)此圖可以判斷的是()A.可以判斷該電場的方向B.產(chǎn)生該電場的場源電荷為正電荷C.帶電粒子在A、B兩點的加速度何處大D.帶電粒子從A運動到B注意:判斷未知電場方向時,先求出某點切線方向,再根據(jù)粒子在該點彎曲方向得出電場力方向,最后利用電荷的電性求出電場方向AC區(qū)別：“電場線”和“軌跡”13學(xué)標(biāo)5：電場線下面關(guān)于電場線的說法，其中正確的是（）A．在靜電場中釋放的點電荷，在電場力作用下一定沿電場線運動B．電場線的切線方向一定與通過此處的正電荷運動方向相同C．電場線的切線方向一定與通過該點的正電荷的加速度方向相同D.只要初速度為零，正電荷必將在電場中沿電場線方向運動C3思考：在什么情況下，帶電粒子的運對軌跡與電場線重合？學(xué)標(biāo)5：電場線電場線和帶電粒子在電場中的運動軌跡相同嗎？不一定相同.電場線與運動軌跡不能混為一談，不能認(rèn)為電場線就是帶電粒子在電場中運動的軌跡．只有當(dāng)電場線是直線，且?guī)щ娏Ｗ又皇莒o電力作用(或受其他力，但方向沿電場線所在直線)，同時帶電粒子的初速度為零或初速度方向沿電場線所在直線時，運動軌跡才和電場線重合，這只是一種特殊情況．學(xué)標(biāo)5：電場線如圖是等量異種點電荷、等量同種正點電荷、負(fù)點電荷、正點電荷電場的電場線，其中，等量同種、等量異種點電荷電場中的A、B兩點關(guān)于兩電荷連線的中點O對稱，則A、B兩點電場強度相同的是（）ABCD學(xué)標(biāo)5：電場線如圖是電場中的一條電場線，下面說法正確的是（）A．A點場強一定等于B點場強B．這可能是一個點電荷產(chǎn)生的電場C．在B點靜止釋放一個電子，將一定向A點運動D．在B點靜止釋放一個電子，