19-20鲁科版高中物理选修1-1（课件+教师用书）：第1章 第3节 电场及其描述 (2份打包)

第3节　电场及其描述 学 习 目 标 知 识 脉 络 1．认识电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场具有力的性质． 2．理解电场强度的概念，会用电场强度描述电场的方向，会用公式E＝计算场强的大小．(重点、难点)、E＝k 3．认识电场线，会用电场线来定性描述电场的强弱和方向．(重点、难点) 一、电场和电场强度 1．电场 (1)产生：电荷在其周围形成场，通常称之为静电场，简称电场．带电体之间通过电场产生力的作用，这种力叫电场力． (2)基本性质：对放入其中的电荷有力的作用． (3)电场是客观存在的物质，但我们看不见，摸不着，是一种特殊的物质． 2．电场强度 (1)定义：电场中某一点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q0的比值，即，定义为该点的电场强度，用E表示，简称场强． (2)公式：E＝，其单位是牛顿每库或伏特每米，符号为N/C或V/m. (3)点电荷的场强公式：E＝k. (4)方向：规定正电荷在某点受力的方向即为该点电场强度的方向，与负电荷在该点所受的静电力的方向相反． (5)矢量：电场强度既有大小又有方向，是矢量． (6)物理意义：描述电场强弱的物理量，与放入电场中的其他电荷无关． 二、电场线 1．定义：为了形象地描述电场，人们在电场中画出的带有箭头的曲线． 2．电场线的特点：电场线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度的方向一致，电场线的疏密程度描述电场的强弱，电场线越密的地方，电场越强． 1．思考判断 (1)电场是人们为了解释电荷间的作用力，人为创造的，并不是真实存在的．(×) (2)电场看不见、摸不着，因此电场不是物质．(×) (3)根据E＝，电场强度E与F成正比，与q0成反比．(×) (4)公式E＝是电场强度的比值定义式，适用于一切电场．(√) (5)电场线是电场中客观存在的物质．(×) (6)电场线是电荷在电场中的运动轨迹．(×) (7)电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线．(√) 2．合作探究 (1)如图所示，F1和F2为电荷q1和q2间的相互作用的库仑力，那么F1和F2各是怎样产生的？ 【提示】　带电体1在其周围产生电场，放在此电场中的带电体2受到带电体1的电场施加的力为F2，同样带电体2在其周围也产生电场，放在此电场中的带电体1也受到带电体2的电场施加的力为F1. (2)电场线就是带电粒子在电场中的运动轨迹吗？ 【提示】　电场线是为了形象地描述电场而引入的假想的曲线，规定电场线上每点的切线方向为该点的电场强度方向，也是正电荷在该点所受电场力的方向．运动轨迹是带电粒子在电场中实际通过的径迹，径迹上每一点的切线方向为带电粒子在该点的速度方向．因此，不能认为电场线就是带电粒子在电场中的运动轨迹. 电场和电场强度 1．E＝，但E与F和q0都无关，电场强度是由电场本身决定的量．电场中某点的场强是确定的，其大小、方向只与建立电场的本身(或场源电荷)有关，而与放入的试探电荷无关． 是电场强度的定义式，适用于任何情况．虽然E＝ 2．E＝k是点电荷所形成的电场的决定式．E由场源电荷Q和试探电荷到场源电荷的距离决定，与是否放入试探电荷无关． 3．电场强度E与电场力F的区别 电场强度 电场力 定义 电荷受到的电场力与电荷量的比值 电场对电荷产生的作用力 公式 E＝ F＝Eq0 决定 因素 只决定于电场本身，与电荷q0无关 由电荷q0和场强共同决定 单位 N/C N 4．电场强度是矢量，当空间的电场是由几个电荷共同产生时，某点的场强应是每个点电荷单独存在时在该点场强的矢量叠加． 【例1】　如图所示，在真空中O点放一个点电荷Q＝＋1.0×10－9 C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30 cm，M点放一个点电荷q＝－1.0×10－10 C，求： (1)q在M点受到的作用力； (2)M点的场强； (3)拿走q后M点的场强； (4)M、N两点的场强哪点大？ (5)如果把Q换成－1.0×10－9 C的点电荷，各处的场强情况又如何变化？ 思路点拨：电场中某点的场强由电场本身决定，与该点所放电荷无关，但是可以利用E＝来量度电场中某点的场强． [解析]　(1)q在M点受到的电场力由库仑定律可得F＝k N＝1.0×10－8 N，方向由M指向O. ＝9.0×109× (2)M点的场强 E＝ N/C＝100 N/C，方向由M指向N. ＝ (3)拿走q后M点的场强不变，场强与试探电荷q无关． (4)由E＝k可知，离场源电荷Q越远，E越小，由于rOM<rON，所以EM>EN. (5)若把Q换成－1.0×10－9 C的点电荷，各处的场强大小不变，但方向与原来相反． [答案]　见解析 求解电场强度的注意事项 电场强度是矢量，不仅要求出大小，还要求出方向．根据共点力的平衡条件即可求得带电体之间的作