9.3.2 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

第九章 静电场及其应用 9.3 电场 电场强度 制作人：曹译元 核心素养 物理观念 知道电场是客观存在的一种特殊物质；掌握电场强度的概念、公式、矢量性及方向的规定；知道电场线，熟记几种常见电场的电场线。 通过电场的学习，培养学生对物质的认识观，乐于探究自然的奥秘，树立科学的价值观。 领悟比值定义法定义物理量的特点；能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式，并能进行有关的计算；在进行场强叠加等计算时培养综合分析能力和知识的迁移能力。 通过实验探究和定量分析，了解电场强度，体会用物理量之比定义新物理量的方法。 科学思维 科学探究 科学态度与责任 新课导入： 问题1：小球带何种电荷？ 问题2：小球受到了哪些力的作用？ 问题3：库仑力与平时遇到的弹力、摩擦力有没有区别？与哪些力有点类似？ 重力、磁极间的相互作用力 非接触力 像这样的力是怎么产生的呢？ 1.电场的概念： 电荷的周围存在着一种特殊物质(真实存在)——电场 新知讲解： 一、电场 A的电场 B的电场 带电体间的相互作用是通过周围的电场发生的。 A +Q B +q 产生 作用 F 产生 作用 静止电荷所产生的电场——静电场 F 2.电场的特性： 电场对放入其中的电荷有力的作用，这个力叫电场力。 新知讲解： 电场看不见，又摸不着，我们怎样去研究电场的有无及其强弱呢？ 用来检验电场是否存在及其强弱分布情况 ——试探电荷（检验电荷） 电荷量很小、体积很小 激发或产生我们正在研究的电场的电荷 ——场源电荷（源电荷） q Q 新知讲解： 能不能直接用试探电荷所受电场力的大小来表示电场的强弱？ 同一位置的电场应该是确定的。因此，不能用电场力的大小来表示电场的强弱。 电场中的同一点：不同电荷所受力不同，比值F/q是一定。 电场中不同的点：同一电荷所受力不同，比值F/q一般不同。 新知讲解： 二、电场强度 E 反映电场中某点电场力的性质 1.定义：放入电场中某一点的检验电荷受到的静电力跟它的电荷量的比值叫做该点的电场强度。 2.公式： 检验电荷的电荷量大小（ C ） 检验电荷受到的电场力（ N ） 电场强度 单位： N/C 、 V/m 适用于任何电场 比值定义式 E ①与F和q无关 ②由位置和源电荷决定 ③是反映电场性质的物理量 ④表示电场的强弱和方向 7 新知讲解： 二、电场强度 E 3. 方向（电场强度是矢量） 规定：电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力F的方向相同。 +Q +q A FA -Q +q FB EB B EA （负电荷在电场中某点所受静电力的方向跟该点电场强度的方向相反。） +Q -q A FC EC ED -Q -q FD B 适用范围：真空中点电荷 F 三、点电荷的电场 电场强度的叠加 +q E 新知讲解： 场中某点到 Q 的距离 F E F E 场源电荷的电荷量 决定式 +Q 离+Q而去 向‒Q而来 9 三、点电荷的电场 电场强度的叠加 新知讲解： 在几个点电荷共同形成的电场中，某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和，这叫做电场的叠加原理。 +Q +Q +Q -Q 可以用矢量运算的平行四边形定则求合电场场强。 三、点电荷的电场 电场强度的叠加 新知讲解： 一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在外部产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。 Q r P r Q P 1.空间中一检验电荷q＝＋4×10－9 C，在电场中某点P受到的静电力大小为F＝6×10－7 N，方向水平向右。求： (1)P点的电场强度； (2)没有检验电荷时P点的电场强度； (3)若将检验电荷换为q′＝－1.2×10－6 C，再放于P点，此检验电荷所受的静电力F′。 课堂练习： 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0.1m。A点与两个点电荷的距离r相等，r =0.1m。求电场中A点的场强？ 课堂练习： Q2 A Q1 E1 E2 E 解析： 合场强E在E1和E2的夹角的平分线上，此平分线跟Q1和Q2的连线平行。 合场强E的大小为： E 代入数值得：E = 2.7×104 N/C 四、电场线 新知讲解： 电场看不见，又摸不着，我们该如何形象的描述电场呢？ 法拉第引入电场线描述电场中各点电场强度的大小和方向。 用电场线上各点的切线方向来表示该点电场强度的方向。 为了形象描述电场而引入的假想曲线，并不真实存在。 用电场线的疏密来反映各点电场强度的大小。 四、电场线（几种常见电场线的分布及特点） 新知讲解： 正、负点电荷的电场线 特点： a.离点电荷越近，电场线越密，场强E 越大； b.以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场