9.3 电场 电场强度 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

电场 电场强度 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物质作用的呢? A + + B 一、电场 2. 基本性质： 对放入其中的电荷有力的作用（电场力） 1. 定义：存在于带电体周围的一种特殊物质。 静止的电荷产生的电场叫做静电场 电荷A 电场 电荷B 思考：如何检验空间中存在着看不见又摸不着的电场？ 检验方法： 把一个带电体放入其中，看是否受到力的作用。 试探电荷（检验电荷）：用来检验电场是否存在及其强弱分布的带电体 场源电荷（源电荷）：产生电场的电荷 哪些带电体可以作为试探电荷呢？ 尺寸很小（可以当作点电荷） 电量很小（不影响原电场） 场源电荷Q带正电，把带正电的试探电荷q先后挂在P1、P2位置，试探电荷分别偏至A、B位置 Q + + + A B P1 P2 实验： 实验结论： 带电金属球周围存在电场。同一试探电荷在不同位置受到的电场力不同，说明电场在不同的位置强弱不同 思考讨论：我们能否直接用试探电荷所受的电场力来表示不同位置电场的强弱？ 对于电荷量不同的试探电荷，即使在电场的同一位置，所受的电场力也不相同。 +Q P +q F +Q P +2q 2F +Q P +4q 4F 尽管不同的试探电荷在电场中同一位置所受的电场力不同，但试探电荷所受的电场力和电荷量的比值F/q却是恒定的，与试探电荷的电荷量无关 二、电场强度 1. 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（E）。 2. 定义式： 3.单位： 4. 标矢量： 牛/库(N/C)、 伏/米(V/m)，其中1V/m=1N/C 矢量 5.方向：物理学中规定，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点受电场力方向相同 思考：由公式得，E 与试探电荷q 成反比与F 成正比，对不对？ 不对，电场强度是由电场本身的性质决定的，对场强起决定作用的是场源电荷，与是否有试探电荷无关 三、点电荷的电场 例：有一个点电荷的电荷量为Q，与之相距r的试探电荷的电荷量为q，求试探电荷所受的电场力和试探电荷所在处的电场强度。 试探电荷所受的电场力： F=kQq/r2 试探电荷所在处的电场强度： E=F/q=kQ/r2 1.点电荷电场强度公式： 点电荷的电场强度只与场源点电荷Q和距离场源点电荷的距离r有关，而与试探电荷无关。 （决定式） 当场源电荷为正点电荷时，电场强度方向背离场源电荷当场源电荷为负点电荷时，电场强度方向指向场源电荷 2.点电荷电场强度方向： 3.电场强度的叠加 思考：如果场源电荷有多个点电荷，则如何求电场中某点的电场强度？ 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，合成应遵循平行四边形定则 例1.电场中有一点P，下列哪些说法正确的是（ ） A、若放在P点的试探电荷的电量减半，则P点的场强减半。 B、若P点没有试探电荷，则P点的场强为零。 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点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向 C 课堂训练 例2.真空中有一电场,在电场中的P点放一电量为4×10-9C的试探电荷,它受到的电场力2 ×10-5N,则P点的电场强度 N/C;把试探电荷的电量减少为2 ×10-9C,则检验电荷所受的电场力为 N如果把这个试探电荷取走，则P点的电场强度为 N/C。 5×103 1×10-5 5×103 例3：真空中两个正点电荷A、B所带电量皆为Q，且相距为r,则A、B之间距离A为r/3处的P点的电场强度为多少？ 解：A、B都在P点产生电场，且两个电场强度方向相反。 P A +Q B +Q 四、电场线 （自学并完成以下问题） 问题1：如何用一个简洁的方法描述电场？ 问题2：什么是电场线？ 画电场线 电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向 问题3：电场线有什么特点？ 1.电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或者负电荷；它不封闭，也不在无电荷处中断 正电荷的电场线从正电荷出发，止于无限远；负电荷的电场线从无限远出发，止于负电荷 2.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 3.同一电场中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏；因此同一电场中可以用电场线的疏密来比较各点的电场强度的大小 4.电场线不是实际存在的线。而是为了形象地描述电场而假想的线。 · · · · A B D C · O 思考：电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹，这个说法正确吗