9.3 电场 电场强度 课件-2021-2022学年人教版（2019）高中物理必修第三册

理论物理学又有新突破 法国一个研究小组证明 ,在重力作用下运动的物 体不会毫无阻碍地下落 ,而是摇拽的、跳跃式地下落 . 这种运动方式与围绕原子核运行的电子相似 .当电子 从一个位置向另一个位置运动时 ,它会以跳跃或跃迁 的方式进行 . 从理论上说 ,这个规律用于处于四种基本力场作 用下的所有物质 .不过 ,在重力条件下 ,这种现象极难 观测 . 在极低的温度下 ,中子不带电子 ,移动非常缓慢 , 通常会与质子一块形成原子核 .研究人员设法使中子 与除重力外的其它基本力场隔绝进行观察 .在上百次 的下落运动观察中 ,人们发现中子下落的过程并非一 个连续的运动过程 ,而是从一个高度跃迁至另一个高 度 ,正如量子理论所预测的一样 . 这个发现对于物理学的未来意义深远 .通过进一 步的研究 ,科学家有可能了解重力是如何形成的 ,以及 它在量子世界中的特性 . (本刊资料室 ) 第 31卷　第 4期 2002年 4月 　　　　　　　　　　　　 中学物理教学参考 Ph ysics Teaching in Middle Sch ools 　　　　　　　　　　　　　 Vol. 31　No. 4 Apr. 2002 教材教法 为什么两条电场线不能相切? 姚琼当 (湖南省新晃县第一中学　 419200) 　　在电场的教学中 ,我们在讲解两条电场线 为什么不能相交时 ,一般都采取教参中的说 图 1 法 ,即如果两条电场线相 交 ,则在交点处电场强度 的方向有两个 ,分别为两 条电场线在此点的切线 方向 ,如图 1所示 .这显 然是不可能的 ,所以两条 电场线不能相交 .这种解释条理非常清楚 ,学 生易于接受 .但这种解释有一个缺陷 ,那就是 不能说明两条电场线为什么不能相切 .在如图 图 2 2所示情形中 , A、B两条 电场线相切于 P点 ,如果 用上述说法来解释 ,则 A、 B两条电场线的切线方向 可能为同一条方向 ,即 C 所指方向 ,这样 ,在切点 P处的电场强度方向 也就只有一个 .显然 ,上述说法不能解释两条 电场线为什么不能相切 ,教参对此也没有说 明 .我们在教学过程中也很容易忽视这一点 , 学生根据上述解释 ,就很容易得出两条电场线 可以相切的错误结论 . 那我们应该怎样来解释两条电场线为什 么不能相切呢? 为了使电场线不但能描写场强方向也能 描写场强大小 ,我们引入电场线密度的概念 . 在电场中任一点取一小面元 ΔS与该点场强方 向垂直 ,设穿过 Δ S的电场线有 ΔN根 ,则比值 ΔN /ΔS叫做该点电场线密度 ,它的意义是通 过该点单位垂直截面的电场线根数 .在作电场 线图时 ,我们总是使电场中任一点的电场线密 度与该点场强大小成正比 ,即 E∝ΔN /ΔS ,这 样电场线密的地方电场强度大 ,电场线稀的地 方电场强度小 .如图 3所示 ,由电场线的性质 图 3 有 a处电场强度比 b处 大 .从图 2可知 ,越靠近 切点 P ,ΔS越趋近于零 , ΔN有限 ,ΔN /ΔS的极限 为无穷大 ,则在切点 P , E 为无穷大 ,这显然是不可 能的 ,这就是两条电场线为什么不能相切的原 因 .在教学过程中可以这样来进行 ,在图 2中 , A与 B两条电场线越靠近切点 P ,可以认为电 场线越来越密 ,电场强度越来越大 ;在切点 P , 电场线密度为无穷大 ,即电场强度无穷大 ,这 是不可能的 ,所以两条电场线不能相切 .这样 进行解释 ,学生易于接受 .讲完这一点后 ,紧接 着进行总结:两条电场线为什么不能相交是用 到了电场线的一个性质 ,即电场强度的方向沿 电场线的切线方向 .而解释两条电场线为什么 不能相切则用到了电场线的另一性质 ,即电场 线的密部场强大、电场线的疏部场强小 . ·20· $ 电荷面上电场强度的一般讨论 徐劳立 (北京工业大学应用数理学院 ,北京 　100022) (收稿日期 : 2003212215) 摘 　要 　运用场强叠加方法一般地导出电荷面上的场强. 关键词 　面电荷 ;电场强度 ;叠加原理 　　对于球对称和柱对称性面电荷 ,见到用虚功 方法计算电荷面上的电场强度[1 ] ,还可用积分叠 加法计算 ,或者先将面电荷转化为有一定厚度的 壳体电荷分布 ,用高斯定理法求出电荷壳层内的 场强分布 ,然后计算壳体厚度趋于零时的场强平 均值. 上述几种途径的结论是相同的 ———电荷面 上的电场强度等于电荷面两侧紧邻点场强的平均 值. 下面试在普遍情况下导出这一结论. 图 　1 在电荷面上取一微小电荷面元σS ,厚度 h , 其横截面如图 1 ,此电荷面可以是导体表面的自由 电荷 ,也可以是两种不同的电介质分界面的过剩 极化电荷. 现在讨论 S 和 h 趋于零时 a , b 和 c 3 个点 的电场强度的关