9.3 电场和电场强度 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

9.3电场 电场强度 问题1 电荷之间的相互作用通过什么实现的？ 英国物理学家 法拉第 （1791-1867） 英国科学家法拉第提出：在电荷的周围存在着由它产生的电场 电场 电场 B A F 物理学的理论和实验证实了电场和磁场是一种客观的存在。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。 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 电场 静止电荷 静电场 产生 B A F F 静电力 电荷间的相互作用力通过电场发生 3 一.电场 本章只讨论静止电荷产生的电场，叫作静电场 注：电场看不见、摸不着的但又客观存在的特殊物质。 1.产生 2.性质 对放入电场中的电荷有力的作用，叫电场力（静电力）。 带电体周围存在的特殊物质，静止电荷产生的电场称为静电场。 研究电场性质------电场强度 引入两个基本概念 +Q 源电荷 r 试探电荷（电量不同的试探电荷） 场源电荷：激发电场的带电体所带的电荷，又叫作源电荷 试探电荷：感知电场是否存在以及强弱的电荷 1．电荷量小，放入电场后不影响原本要研究的电场 2．体积很小，能看做点电荷，便于研究电场各点的性质 寻找一个不变的量 进一步研究表明： 对于电场中的同一点，试探电荷受到的电场力与其电荷量的比值是一定的。 探究 用静电力来表示电场强弱？ 不行 6 1.定义： 放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值叫该点的电场强度，简称场强，用E表示。 2.表达式： 3.单位： 定义式，适用于任意电场 二、电场强度 试探电荷电荷量 4.物理意义：反映电场强弱的物理量， 电场本身决定，与放入的试探电荷无关 4.方向：矢量性 场强方向跟正电荷受力方向相同。 （与负电荷的受力方向相反） +Q +q F E +Q -q F E 场强相同的条件：大小相等，方向相同。 正电荷在电场中的受力方向？ 负电荷在电场中的受力方向？ 【课堂反馈1】电场中有一点P，下列说法中正确的有（ ） A.若放在P点的电荷的电量减半，则P点的场强减半 B.若P点没有检验电荷，则P点场强为零 C.P点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大 D.P点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向 C 场强由电场本身决定，与检验电荷大小、正负、有无都无关系，场强的方向与正的检验电荷的受力方向一致。 9 推导点电荷周围的电场强度 只适用于真空中点电荷 直接知道一个电荷量为Q的点电荷，在与之相距r处的电场强度不需要借助检验电荷。 三、点电荷的电场 ＋ － 2.场强方向： Q—真空中点电荷的电量 r—某点到点电荷的距离 1.公式： 正电荷电场方向沿半径向外； （背离） 负电荷电场方向沿半径向内 （指向） 同一球面电场强度大小相同 适用范围 电荷的意义 定义式，适用于一切电场 决定式，仅对真空中点电荷的电场适用 q是检验电荷，但E与q无关 Q是场源电荷，E与Q成正比 和 的区别： 辨析 【例3】（多选）关于电场强度E，下列说法正确的是(　　) A．由E＝知，若q减半，则该处电场强度为原来的2倍 B．由E＝k知，E与Q成正比，而与r2成反比 C．由E＝k知，在以Q为球心，以r为半径的球面上，各处场强均相同 D．电场中某点的场强方向就是该点正电荷受到的静电力的方向 BD 问题2：如果有几个点电荷同时存在，在几个点电荷共同形成的电场中，如何求某点的电场强度呢？ 1 E 2 E + 1 Q 2 Q P E + 1 Q 2 Q P 1 E 2 E E 电场强度的叠加性：矢量和 四、电场强度的叠加——遵循平行四边形定则 请作出图中两个等量电荷连线的中垂线A、B、C、O位置的场强方向，并大致描述连线和中垂线上的场强方向 1 E E2 + Q Q A E +Q +Q B E1 E2 E O O O E2 E1 E 与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同 拓展： 一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在外部产生的电场 Q r P r Q P 例2．如图所示，在一带负电的导体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，求B处的电场强度。如果换用一个q2＝4.0×10－7 C 的电荷放在B点，求q2受到的静电力、此时B处的电场强度。 B处电场强度方向与F1方向相反。 （1）已知 q1＝－2.0×10－8 C ，F1＝4.0×10－6 N，求EB。 解： B处电场强度大小、方向不变。