《第1節(jié) 電場(chǎng)》講義

《第1節(jié)電場(chǎng)》講義一、導(dǎo)入同學(xué)們，咱們今天開始學(xué)習(xí)一個(gè)特別有趣又有點(diǎn)神秘的東西——電場(chǎng)。大家先想一下，當(dāng)你用梳子梳頭發(fā)的時(shí)候，有時(shí)候頭發(fā)會(huì)“不聽話”地豎起來(lái)，你們說(shuō)這是為啥呢？（引導(dǎo)學(xué)生回答，互動(dòng)環(huán)節(jié)）這就和我們今天要講的電場(chǎng)有點(diǎn)關(guān)系啦。二、電場(chǎng)的概念1、電場(chǎng)是一種特殊的物質(zhì)同學(xué)們，咱們平常接觸的物質(zhì)，像桌子、椅子，都是能看得見摸得著的。但是電場(chǎng)可不一樣，它看不見摸不著，可是它卻實(shí)實(shí)在在地存在著。就像空氣，咱們看不見它，但是它就在我們周圍，電場(chǎng)也是這樣，存在于電荷的周圍。那怎么知道電場(chǎng)存在呢？我們可以通過它對(duì)放入其中的電荷有力的作用來(lái)證明它的存在。比如說(shuō)，有一個(gè)正電荷在某個(gè)空間里，它會(huì)對(duì)放入這個(gè)空間的其他電荷產(chǎn)生力的作用，這就說(shuō)明這個(gè)空間存在電場(chǎng)。2、電場(chǎng)強(qiáng)度重點(diǎn)來(lái)了啊，電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量。就好比咱們說(shuō)一個(gè)人的力氣大小和用力方向一樣。電場(chǎng)強(qiáng)度的定義：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于放在該點(diǎn)的試探電荷所受的電場(chǎng)力跟它的電荷量的比值。公式是：＄E＝＼frac{F}｛q}＄（這里的$E$就是電場(chǎng)強(qiáng)度，＄F$是電場(chǎng)力，＄q$是電荷量）。這個(gè)公式就像一把尺子，能衡量出電場(chǎng)在某一點(diǎn)的強(qiáng)度大小。單位是牛每庫(kù)侖，符號(hào)是N/C。難點(diǎn)解釋：同學(xué)們可能會(huì)想，這個(gè)試探電荷是不是隨便選的呢？這里要注意啦，試探電荷必須是電荷量足夠小的電荷，為啥呢？因?yàn)槿绻姾闪刻?，它就?huì)影響原來(lái)電場(chǎng)的分布，那就測(cè)不準(zhǔn)原來(lái)電場(chǎng)的強(qiáng)度了。就好比你要測(cè)量一個(gè)小池塘里水的溫度，你不能拿個(gè)大火爐放進(jìn)去，那樣水的溫度就被改變了，測(cè)量就不準(zhǔn)確了。電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，既有大小又有方向。電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向跟正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向相同。比如說(shuō)，在一個(gè)正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，另一個(gè)正試探電荷受到的電場(chǎng)力方向是向外的，那這個(gè)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向也是向外的。三、電場(chǎng)線1、電場(chǎng)線的概念電場(chǎng)線是為了形象地描述電場(chǎng)而引入的假想曲線。就像我們畫地圖上的等高線來(lái)表示地形的高低一樣，電場(chǎng)線可以表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向。電場(chǎng)線的特點(diǎn)：電場(chǎng)線從正電荷或無(wú)限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于無(wú)限遠(yuǎn)或負(fù)電荷。這就像水流從高處（正電荷）流向低處（負(fù)電荷）一樣。電場(chǎng)線在電場(chǎng)中不相交。同學(xué)們想一下，如果相交了，那在交點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度就會(huì)有兩個(gè)方向，這是不可能的，就像一個(gè)人不能同時(shí)朝兩個(gè)方向走一樣。2、電場(chǎng)線與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。電場(chǎng)線越密的地方，電場(chǎng)強(qiáng)度越大；電場(chǎng)線越疏的地方，電場(chǎng)強(qiáng)度越小。比如說(shuō)，在一個(gè)正點(diǎn)電荷周圍，離電荷越近的地方電場(chǎng)線越密，電場(chǎng)強(qiáng)度就越大；離電荷越遠(yuǎn)的地方電場(chǎng)線越疏，電場(chǎng)強(qiáng)度就越小。電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向。這就像在彎曲的道路上，某一點(diǎn)的前進(jìn)方向就是道路在這一點(diǎn)的切線方向一樣。四、課堂互動(dòng)與練習(xí)1、互動(dòng)環(huán)節(jié)我來(lái)問大家一個(gè)問題啊。如果有兩個(gè)點(diǎn)電荷，一個(gè)是正電荷$Q_1$，一個(gè)是負(fù)電荷$Q_2$，它們周圍的電場(chǎng)線是怎么分布的呢？（讓學(xué)生思考并回答，然后進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和補(bǔ)充）再問一個(gè)，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的公式$E=＼frac{F}｛q}＄，如果一個(gè)電荷受到的電場(chǎng)力增大了，但是電荷量不變，那電場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)怎么變化呢？（再次引導(dǎo)學(xué)生回答）2、練習(xí)有一個(gè)電場(chǎng)，其中某點(diǎn)放入一個(gè)電荷量為$3\times10^｛－6}C$的試探電荷，它受到的電場(chǎng)力為$6\times10^｛－3}N$，那么這個(gè)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是多少呢？（答案：＄E=＼frac{F}｛q}＝＼frac{6\times10^｛－3}｝｛3\times10^｛－6}｝＝2000N/C$）在一個(gè)正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，電場(chǎng)線是向外輻射的。請(qǐng)畫出離電荷不同距離處電場(chǎng)線的疏密情況，并且指出電場(chǎng)強(qiáng)度方向。（答案：離電荷越近電場(chǎng)線越密，電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿電場(chǎng)線向外）五、總結(jié)1、今天我們學(xué)習(xí)了電場(chǎng)，知道了電場(chǎng)是一種特殊的物質(zhì)，雖然看不見摸不著，但是可以通過它對(duì)電荷的作用來(lái)感知。2、電場(chǎng)強(qiáng)度這個(gè)重要的概念，大家要記住它的定義、公式、單位還有