第三节 电场 电场强度（课件）-2023-2024学年高二物理同步精品课件及习题精练（含教材习题）（人教版2019必修第三册）

第九章 静电场及其应用 人教版 必修三 第三节 电场 电场强度 情景引入：任何力的作用都离不开物质。脚踢球，脚对球的力直接作用在球上；狗拉雪橇，狗对雪橇的拉力是通过绳子作用的。 两电荷间相互作用时不直接接触，它们之间的相互作用是通过什么作用的呢？ 打开水龙头，将带电的橡胶棒去靠近水流，发现水流偏向带电棒一侧，为什么带电棒与水流没有接触，水流的方向却发生了弯曲？ 电荷之间的相互作用并不需要直接接触，近代物理学的理论和实验证实电荷的周围存在着由它产生的电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。 一、电场 1.定义：电场是能传递电荷间相互作用力的一种客观存在的特殊物质。 2.特点： （1）特殊性：看不见、摸不着、无法称量、可以叠加 （2）物质性：是客观存在的、具有质量和能量 3.性质： （1）电场对放入其中的电荷存在着作用力 （2）电场具有能量：当带电体在电场中移动时，电场力将对带电体做功。 4.静电场：静止电荷产生的电场，本章只讨论静电场 二、电场强度 场源电荷:激发电场的带电体所带的电荷 试探电荷:电荷量和体积都很小的点电荷,它放入后不影响原来要研究的电场。 保持场源电荷Q的位置和电荷量不变，试探电荷q在A点时距离Q比在B点时近，受到的静电力也较大；在C、D、E点时与在A点时到Q的距离相同，但是受到的力的方向不同，这些说明什么？ 保持场源电荷Q的位置和电荷量不变，保持试探电荷的位置和电性不变，使电荷量分别为q、2q、3q，发现受力大小分别为F、2F、3F，方向不变，这说明什么？用什么物理量能够描述电场的强弱呢？ 二、电场强度 二、电场强度（常用E来表示） 1.定义：试探电荷所受的静电力与它的电荷量之比 2.大小： 适用于一切电场 q为试探电荷的电荷量 F为电场对试探电荷的作用力 3.方向：与正电荷在该点所受的静电力的方向相同。 4.单位： N/C；牛每库 5.物理意义：描述该点的电场强弱和方向，是描述电场力的性质的物理量，是矢量。 二、电场强度 6.对电场强度的理解 例1 在真空中O点放一个Q＝＋1.0×10－9C的点电荷，直线MN通过O点，OM的距离r＝30cm，M点放一个q＝－1.0×10－10C的点电荷，如图所示，求： （1）q在M点受到的库仑力大小；（2）M点的场强大小；（3）移走q后M点的场强大小； [答案]（1）1×10-8N （2）100N/C；（3）100N/C； 变式训练1 (多选)如图是电场中某点的电场强度E及所受静电力F与放在该点处的试探电荷所带电荷量q之间的函数关系图像，其中正确的是(　　) AD 三、点电荷的电场 电场强度的叠加 点电荷是最简单的场源电荷。点电荷在某点产生的电场的电场强度与什么有关？如何可以得出真空中静止的点电荷的电场强度的表达式？ 三、点电荷的电场 电场强度的叠加 三、点电荷的电场 电场强度的叠加 三、点电荷的电场 电场强度的叠加 例2 如图所示，在真空中有两个点电荷Q1＝＋3.0×10－8 C和Q2＝－3.0×10－8 C，它们相距r＝0.1 m。A点与两个点电荷的距离均为r。求电场中A点的场强。 [答案]场强大小为2.7×104 N/C，方向与两点电荷的连线平行并指向负电荷一侧 变式训练2 如图所示，在直角三角形ABC中，∠A=90°，∠B=30°，在B、C处分别固定两个点电荷q1、q2，A点的电场强度大小为E，方向垂直于BC边向下，则下列说法正确的是（　　） A．q1和q2是异种电荷B．q1和q2的电量之比为 C．若仅改变q1的电性，则A处场强大小不变D．若仅改变q1的电性，则A处场强方向与BC平行 C 除了用数学公式描述电场外，有没有更好地形象描述电场的方法？ 物理学家法拉第采用了一个简洁的方法来描述电场，那就是画电场线 1.电场线的定义： 2.电场线的应用 (1)比较电场强度大小：同一幅图中，场强大处电场线密，场强小处电场线疏。 (2)确定电场强度方向：电场线上任意一点的切线方向就是该点电场强度的方向。 电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线 3.电场线的特点 （1）电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷； （2）同一电场的电场线在电场中不相交，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。 四、电场线 4.常见电场线的 四、电场线 类型 图形 特点 点电荷 (1)离点电荷越近，电场线越密集，场强越强 (2)若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向各不相同 4.常见电场线的 类型 头发屑和蓖麻油模拟单个点电荷电场线 点电荷 4.常见电场线的 类型 图形 特点 等量异 种点电荷 (1)两点