9.3 电场强度（1）课件 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

人教版物理必修三 第九章 静电场及其应用 第三节 电场强度(1) 讨论交流：电荷之间的相互作用力是如何发生的？ 任何力的作用都离不开物质 19世纪30年代,法拉第提出:在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。电场是一种特殊的物质--场物质。 F1 A F2 B 媒介物 电场 电荷 电荷 电场 A B 一.电场： （1）电荷的周围存在着由它产生的特殊物质，这种特殊物质就是电场． （2）电场的最基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。 （3）电荷之间的相互作用是通过电场发生的。 Q 说明：场的概念的建立，是人类对客观世界认识的一个重要进展。现在，人们已经认识到，实物和场是物质存在的两种不同形式，虽然我们看不见电场和磁场，但它们是客观存在的物质。 静止电荷产生的电场叫静电场。静止的电荷只产生电场．运动的电荷除产生电场外还会产生磁场，叫电磁场．电场和磁场是相互联系的． 多个电荷的电场可以同时并存于同一个空间．因为库仑力是通过电场产生的，所以库仑力也叫电场力．放入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用，且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样． 电场能使引入其中的导体产生静电感应现象． 当带电体在电场中移动时，电场力将对带电体做功，这表示电场具有能量． 讨论交流：怎样研究电场？ 研究方法： 基本性质（着手） 电荷受力（试探电荷） 认识电场 研究电场，必须在电场中放入电荷（试探电荷）。 试探电荷（检验电荷）：用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的带电小球 试探电荷的电荷量和尺寸必须充分小，对金属球A上的电荷分布不产生明显的影响，从而原来的电场不因试探电荷的出现有明显的变化。激发电场的电荷（不一定是点电荷）称场源电荷。 看不见摸不着的东西，能够研究、认识、利用它，这才是科学的力量 + B + A 试探电荷 场源电荷 二、电场强度 电荷q在电场中的不同点受到的电场力的大小一般是不同的。 + + + A FB FA B 由库仑定律知，FA>FB ，说明A点电场比B点强。能否用静电力的大小来客观地表示电场的强弱？ 不同的电荷q在电场的同一点所受的电场力F是不同的。实验表明，在电场中的同一点，比值F/q是恒定的。在物理学中，用比值F/q来描述电场的强弱，叫做电场强度。 在场电荷Q 形成的电场中A 点，分别放一检验电荷+q ,+2q ,+3q ，分别计算检验电荷所受的电场力大小和 F/q 的比值。 Q q A + F r 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，叫做这点的电场强度，简称场强。 3.物理意义：描述空间某点电场强弱和方向的物理量 4.电场强度是矢量：物理学中规定，电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同。 Q q + E Q q E - 5.唯一性：场强反映电场的力的性质，由电场源电荷本身决定，与放入的试探电荷无关 ，与放不放试探电荷无关 。由电场的强弱及空间位置决定．电场中某一点处的电场强度E唯一的。 2.定义式： （适用于一切电场） 单位：牛每库；N/C. 大小：E＝F/q＝kQ/r2(式中Q表示 场源电荷，q表示试探电荷)． 6．点电荷的场强公式 由公式可知点电荷电场中某点场强E的大小仅由场源电荷电量Q与该点位置和场源电荷间距离r决定．均匀带电球体或球壳在球的外部产生的电场与一个位于球心、电荷量相等的点电荷产生的电场相同，即在计算电场强度(球的外部)或电场力时，均匀带电球体或球壳可看成电量集中于球心的点电荷． 方向：如果场源电荷是正电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q；如果场源电荷是负电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q(P点为电场中任意一点)． + — 场源电荷为正时，无论试探电荷是正还是负，电场方向均背离场源电荷(Q)方向． 场源电荷为负时，无论试探电荷是正还是负，电场方向均指向场源电荷(Q)方向． 方向：当Q是正电荷时背离场源电荷，Q为负电荷时指向场源电荷． E＝kQ/r2 只适于真空中点电荷的电场 7．两个场强公式的比较 场强公式 公式类别 定义式 决定式 适用范围 任何电场 点电荷电场 相关因素 由场源电荷决定．与F、q无关 由场源电荷Q和距离r决定．与试探电荷无关 场强叠加规律：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． 8.电场强度的叠加与电场的独立性 比较大的带电体的电场，可把带电体分成若干小块，每小块看成点电荷，用点电荷电场叠加的方法计算． 1．电场线的一般规律 (1)电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线， 用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇曲线.起于无穷远或正电荷、终于无穷远或负电荷；不是真实存在的． (3)电场线不会相交，因为交点处有两条