9.3电场 电场强度（课件）-2022-2023学年高二物理同步精品课堂（人教版2019必修第三册）

9.3 电场 电场强度 上一节课我们学习了库仑定律，请回忆库仑定律的内容是什么？ 真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。这 个规律叫作库仑定律。 思考讨论：在真空中两个静止点电荷它们又没有直接接触，这种相互作用是如何产生的呢？ 通过本节课的学习相信同学们对库仑定律将有一个更深层的认识。 复习回顾： 思考：通过起电机人体带电后，为什么人的头发会竖起散开？ 一、电场   法拉第 19 世纪 30 年代，英国科学家法拉第提出一种观点，认为在电荷的周围存在着由它产生的电场。电荷之间通过电场相互作用。 1.电场 在电荷的周围存在着一种特殊物质，这种物质看不见、摸不着，我们把这种物质叫作电场。 注意：电场以及磁场已被证明是一种客观存在的物质，场像分子、原子等实物粒子一样具有能量，因而场也是物质存在的一种形式。不过只有在研究运动的电荷，特别是运动状态迅速变化的电荷时，上述场的物质性才突显出来。本章只讨论静止电荷产生的电场。 电荷之间通过电场相互作用 电荷 电场 电荷 A B 2.电场的基本性质 电场对放入其中的电荷有力的作用，电荷之间的相互作用就是通过电场来实现的。 3.电场力 电场对电荷有力的作用叫电场力。 电场的检验 思考1：在空间中放一个点电荷+Q，它周围有电场吗？ +Q + q是用来检验电场的电荷——检验电荷或试探电荷 对检验电荷的要求： 电量足够小：对场源电荷的分布不产生明显影响，不改变原电场 体积足够小：可以精确检测电场各位置 Q是被检验的电荷——场源电荷或源电荷 + q 电场看不见摸不着，你怎样检验电场是否存在？ +Q + + + + 思考2：把同一试探电荷放在不同的位置，悬线的倾角不同，说明什么？ 说明：试探电荷受到的静电力的大小、方向跟位置有关。 同一试探电荷，受力大的位置电场强，受力小的位置电场弱。故电场的强弱跟位置有关。 电场的检验 思考3：电场有强弱，电场的强弱能否用静电力来表示？ +Q A +q +2q +nq F 2F nF 不能，原因：同一位置，电场的强弱应该是不变的，而F随试探电荷的改变而改变,所以静电力不能表示电场的强弱。 观察一下，下图中什么量不随试探电荷的改变而改变？ 不随试探电荷的改变而改变。  数值上等于单位电荷量受到的库仑力 能表示电场的强弱 9 1.定义： 2.定义式： 3.单位： 4.标矢性： （适用于任何电场，运算时q不带正负号） 二 电场强度 放入电场中某点的试探电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。 牛/ 库；即 N/C 规定电场强度的方向：跟正电荷在该点所受静电力的方向相同； 与负电荷的受力方向相反。 电场强度是矢量 ——比值定义法 10 一个带正电的点电荷的电荷量为Q，在距此点电荷r处的A点的电场强度是多少？方向如何？ +Q + A 设想在A点放一个电荷量为+q的试探电荷， 方向：沿二者连线向外 则它所受到的电场力为： +Q在该点产生的场强为： 三、点电荷的电场 电场强度的叠加 方向：沿二者连线向外 （1）Q是场源电荷的电量，r是到场源电荷的距离 + - Q Q 思考4：若以Q为中心作球面，则球面上各点的电场强度的大小方向有什么特点？ （2）适用条件： 真空中静止的点电荷 （3）E的决定因素：跟场源电荷和位置有关，与试探电荷无关 三、点电荷的电场 电场强度的叠加 +Q -Q E1 E2 E 思考5：空间中存在多个场源电荷，如图，如何求电场中某点(如A点)的电场强度？ O A 结论：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。 三、点电荷的电场 电场强度的叠加 思考6：若带电体比较大，不能看作点电荷？我们如何求带电体的电场？ 可以证明：半径为R的均匀带电球体（或球壳）在球外产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相等。 三、点电荷的电场 电场强度的叠加 两个电场强度公式的比较 适用范围 式中电荷的意义 特别提醒 可以由 及 来推导，而E仅由电场本身因素决定，与F、q无关。 定义式，适用于一切电场 仅适用于点电荷在真空中的电场 q是试探电荷的电荷量，但E与q无关 Q是场源电荷的电荷量，E与Q成正比 四、电场线 1.定义：为了形象描述电场强度的大小和方向，在电场中画一系列有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向，曲线的疏密表示电场的强弱。这一系列曲线称为电场线。 EA EB EC 电场线模拟