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 节 3 电场 电场强度 高中物理 必修第二册 第九章 杨孝波 课堂引入 通过起电机使人体带电，人的头发会竖起并散开。为什么会出现这种现象？ 课堂引入 相隔一定距离的电荷间可以发生力的作用。电荷间的相互作用是通过什么发生的？ 19世纪30年代，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（electric field)。 法拉第 B A F 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:电场存在于电荷周围,是能传递电荷间相互作用力的一种特殊物质。 2.电场的基本性质:对放入其中的电荷有力的作用，即电场力。 B电荷 A电荷 电场 3.静电场:静止电荷产生的电场。(本章讨论的电场) 一、电场 ＋q FA ＋q FB ＋Q （2）电场以及磁场已被证明是一种客观存在。场具有能量，也是物质存在的一种形式。 4.说明： （1）只要是带电体，周围都能产生电场。电场对于电荷的作用实际是电场与电场的相互作用。 一、电场 典例分析 [例题] 下列说法中不正确的是(　　) A.只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场 B.电场是一种物质，与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的 C.电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用 D.电场是人为设想出来的，其实并不存在 D 一、电场 电场对电荷有力的作用，怎样描述这种作用呢？ + Q 场源电荷 (源电荷) 试探电荷(检验电荷) q 1.试探电荷 (1)定义:用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷，叫试探电荷。 (2)特点:体积足够小;电荷量足够小。 试探电荷的引入不改变源电荷的电场。 2.场源电荷: 激发电场的带电体所带的电荷叫场源电荷，或源电荷。 一、电场 观察下图，连接小球的细绳与竖直方向的夹角不同，离电荷Q 越远，夹角越小，这说明了什么问题？电场的强弱与哪些因素有关呢？ P1 P2 P3 A B C q q q 电 场 中 + 同一试探电荷在电场中不同位置受力不同 结论：电场的强弱与 有关 位置 二、电场强度 + q2 q1 P1 在电场中的同一位置，由于小球所带电荷量不同，所受的电场力不同。 说明不能用电场力来反映电场的性质。 不同试探电荷受到的电场力与试探电荷的电量有关 用什么物理量来反应电场某位置的强弱？ 二、电场强度 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。 二、电场强度 3.单位：牛每库，符号N/C 4.物理意义：反映电场强弱的物理量，某点的电场强度数值上等于单位正电荷在该点所受的电场力。 1.定义：放入电场中某点的试探电荷所受的电场力F与它的电荷量q的比值。 E与F成正比，与q成反比？ 2.定义式： (比值定义法) 二、电场强度 5.电场强度的方向（矢量） +Q +q F E +Q -q F E 按照这个规定：负电荷在电场中某点受到的电场力的方向跟该点的电场强度方向相反。 物理学中规定，电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同。 二、电场强度 点电荷激发的电场 如果以Q为中心作一个球面，则球面上各点的电场强度大小相等。 + - Q ：场源电荷 r ：电场中点到Q的距离 三、点电荷的电场 两个场强公式对比 三、点电荷的电场 电场强度的叠加： 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。 如果场源电荷不只是一个点电荷，那么电场强度又是多少呢？ + 1 Q 2 Q P 1 E 2 E 1 E 2 E + 1 Q 2 Q P E E 四、电场强度的叠加 电场强度的运算遵循平行四边形定则 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 带电球体的场强 四、电场强度的叠加 典例分析 [例题] 一检验电荷Q1，其所带电荷量q＝4×10－9 C，在电场中P点受到的电场力F＝6×10－7 N。求： (1)P点的电场强度大小； (2)没有检验电荷时，P点的电场强度大小； (3)放一电荷量为q′＝1.2×10－6 C的点电荷Q2在P点，受到的电场力F′是多大？ 答案　(1)1.5×102 N/C　(2)1.5×102 N/C　(3)1.8×10－4 N 四、电场强度的叠加 【例题】如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场