9.3电场 电场强度（一）-2022-2023学年高二物理精品课件（2019人教版必修第三册）

9.3电场 电场强度（一） 第九章 静电场及其应用 晓峰物理 通过起电机使人体带电，人的头发会竖起散开。 为什么会出现这样的现象？你会解释产生这一现象的原因吗？ 情景引入 一、电场 思考：相隔一定距离的电荷间的相互作用是怎样发生的？ 磁场 以“场”为媒介 法拉第认为是通过媒介发生的，提出了“力线”的概念，由后人完善后形成了场的概念。 法拉第 电场 一、电场 静止电荷 静电场 产生 B A F 电荷周围存在着由它产生的电场 F 产生 施力于 电场B 施力于 产生 电场A 电荷A 电荷B 电场对场中的其它电荷产生力的作用 物理学的理论和实验证实并发展了法拉第的观点。电场以及磁场已被证明是一种客观存在。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。 二、电场强度 场源电荷 电场由电荷产生就一定与产生它的电荷密切相关，我们把产生它的电荷叫做场源电荷。 试探电荷 场源电荷 试探电荷 F （体积小、电量小） 电场对电荷有静电力的作用，电荷可以感受到电场的存在，在静电力中应蕴含着电荷所在处的静电场的某些信息。 我们希望研究电场中每一点的情况，就要选用体积小的电荷。这个电荷引入后也会产生电场，如果电场太强就会对我们要研究的电场产生影响，这是我们要尽量避免的，所以要选择电荷量比较小的同时体积也比较小的，我们把这样的电荷叫试探电荷。 我们不能直接用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱，因为对于电荷量不同的试探电荷，即使在电场的同一点，所受的静电力也不相同。那么，用什么物理量能够描述电场的强弱呢？ 静电力 电场 试探电荷 F(电场 & q） 电场与F、q无关 电荷量q /同 不同 F不同 /同 q同 / 弱 强 F大 /小 F（电场强弱 & q） 电场强弱（位置） P1 P2 … P1点的电场 P2点的电场 … … … F= K1 q F= K2 q K与F、q无关 K与位置有关 K越大场越强 推 测 思考与讨论 我们不能直接用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱，因为对于电荷量不同的试探电荷，即使在电场的同一点，所受的静电力也不相同。那么，用什么物理量能够描述电场的强弱呢？ F（电场强弱 & q） 电场强弱（位置） … P1点的电场 P2点的电场 … … … F= K1 q F= K2 q K与F、q无关 K与位置有关 K越大场越强 推 测 “点电荷情景”验证 实验表明：在同一位置，试探电荷所受到的电场力的大小与所带电荷量的比值是固定不变的，它反映了电场在该点的性质。 思考与讨论 二、电场强度 定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。 定义式： 单位：牛/库仑(N/C) 方向：电场强度是矢量。电场在某点的电场方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同，与负电荷在该点所受电场力方向相反。 物理意义：场强反映电场的力的性质，由电场本身决定，与放入的试探电荷无关 。 单位电荷在该点受到的电场力的大小，如1N/C表示电荷量为1C的带电体在该点受到的电场力是1N。 电场强度 三、点电荷的电场 电场强度的叠加 - （大小） （方向） （决定式） + 真空中点电荷的电场 利用场强的定义式和库仑定律推导 方向：正点电荷电场方向背离电荷 负点电荷电场方向指向电荷 特点：以点电荷为圆心的圆上的各个位置上的电场强度大小相同，但方向不同。 【例题1】关于电场强度，下列说法正确的是( ) A.电场中某点的电场强度在数值上等于单位电荷在该点所受的静电力 B.电场强度的方向总是跟静电力的方向一致 C.在点电荷Q附近的任意一点，如果没有把试探电荷q放进去，则这一点的电场强度为零 D.根据公式E＝可知，电场强度的大小跟静电力成正比，跟放入电场中的电荷的电荷量成反比 解析： A 根据电场强度的定义E＝ 可知，电场强度在数值上等于单位电荷在该点所受的静电力，故A正确；电场强度的方向总是跟正电荷所受的静电力的方向相同，与负电荷所受的静电力的方向相反，故B错误；电场中的场强取决于电场本身，与有无试探电荷无关，如果没有把试探电荷q放进去，则这一点的电场强度不变，故C错误；场强大小取决于电场本身，与放入电场中的电荷的电荷量无关，故D错误. 典例解析 【例题2】如图所示，在一带负电荷的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q1＝－2.0×10－8 C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0×10－6 N，方向如图，则： (1)B处场强多大？方向如何？ (2)如果换成一个q2＝＋4.0×10－7 C 的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？ (3)如果将B处电荷拿走，B处的场强是多大？ 解