9.3电场力 电场强度 课件-2023-2024学年高二上学期物理沪科版（2020）必修第三册

第九章·静电场 第三节 电场力 电场强度 高中物理 必修 第三册 本节课主要学习内容 1 电场 2 电场线 3 电场强度 引入 思考： 　　电荷间产生作用力的时候有没有接触？ 弹力、摩擦力只有在两个物体直接接触时才会产生。 但电荷之间的相互作用力并不需要带电体相互接触。 那么，带电体是通过什么发生相互作用的呢？ 怒发 冲冠 相关概念（P13） 电荷 电荷 电荷 电荷 电场 法拉第之前：超距作用。 法拉第提出：电场为媒。 思考： 　　电场看不见摸不着，我们如何来描述电场呢？ 电场：电荷周围空间存在的一种特殊物质。 静电场：静止的电荷产生的电场。 电场基本性质：对放入其中的电荷有力的作用，叫电场力。 ※前面学过的静电力其实就是电场力。 电场线（P14） 英国物理学家法拉第提出：用曲线来大致描绘电场的分布。 这种形象描绘电场分布的曲线叫电场线。电场线并不真实存在，只是人们用来形象描绘电场而假想的曲线。 规定电场线上任一点的切线方向为该点正电荷受力方向。 英国 法拉第 1791～1867 试一试： 在右图所示电场中，若将一正电荷分别放在A、B、C三点，标出它所受的电场力方向。 若改成负电荷呢？ 特点： ①电场线是假想的，不存在的； ②电场线起于正电荷止于负电荷，不闭合； ③电场线的疏密表示电场的强弱； ④电场线不能相交、不能相切； ⑤电场线切线方向就是正电荷的受力方向。 电场线（P14） A B F－ F+ +q − q 电场线 物理模型 思考： 左图中AB两点，哪一点电场比较强？ 若在A点释放一个点电荷会沿着这根电场线运动到B点吗？ 四不 大小 方向 记忆 要点 电场线（补P14） 注意： 　　电场线不是电荷在电场中的运动轨迹。 仅当 　　①电场线为直线； 　　②带电粒子只受电场力作用； 　　③带电粒子初速度为０或初速度方向与电场线在一直线上 运动轨迹才与电场线重合。 典型的电场线（P14） 单 一 点 电 荷 万丈光芒 万箭穿心 a、近密远疏，近大远小 b、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在同一球面上电场大小处处相等，但方向不同。 c、不存在电场大小、方向都相同的点 典型的电场线（P14） 等 量 异 种 电 荷 1、点电荷连线上: 电荷间，中点电场最弱（不为零），往两边增大。 电荷外面，往两边减小。 2、点电荷连线的中垂线上： 中点电场最强，往两边减小。 增大 减小 减 小 典型的电场线（P14） 等 量 同 种 电 荷 1、点电荷连线上: 电荷间，中点电场为零，往两边增大。 电荷外面，往两边减小。 2、点电荷连线中垂线上： 中点电场为零，往两边先增大后减小。 增大 减小 先 增 后 减 典型的电场线（P17） 匀强电场： 电场大小、方向处处相同。 一组等距平行直线。 -------------- ++++++++++++++ 思考： 电场线只能定性的表示电场强弱，如何进行定量研究呢？ 场源电荷：产生电场的电荷，通常用Q表示。 试探电荷：用来研究电场性质的电荷，通常用q表示，也叫检验电荷。 试探电荷的要求：带电量很小、线度也很小的电荷，其产生的电场对原电场来讲可以忽略不计。 如何定量研究（P15） 电场的基本特点：对电荷产生力的作用，我们就把一个电荷放入电场中，通过研究它的受力情况来研究电场的性质。 对q有什么要求？ 实验发现： 电场中同一点，电场力F∝试探电荷的电量q。 即：F/q为一定值，是一个与F、q无关的量； 电场中不同点， F/q一般不同。 放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它电荷量q的比值 。简称场强。 定义 描述电场力的性质的物理量。 意义 在数值上等于单位电荷在该点受到的电场力大小。 大小 矢量，为正电荷在该点受到的电场力的方向（也就是负电荷受到的电场力的反方向），即电场线的切线方向。 方向 比值定义法 Ｅ 符号 E=F/q 公式 牛/库 （N/C） 单位 电场强度为电场的本身属性，由场源电荷决定，与电场力、试探电荷无关。 电场强度（P15） 点电荷的场强（P16） A +Q B q F 根据库仑定律， q受到+Q的电场力为： 代入场强定义式： 得： （真空中点电荷场强决定式） C +Q’ 思考： 　　如果在C点再放一个+Q’的点电荷，则B点的场强怎么计算？ 真空中A处有一点电荷+Q，它在距离r的B点，产生的场强多大？ 场强叠加（P16） 研究表明，如果在空间中有几个点电荷同时存在，这时在空间某一点的电场强度等于各个点电荷单独存在时在该点产生的电场强度的矢量和，这叫做电场的叠加原理。 符合平行四边形定则 小结 电场 电场线 电场强度 点电荷场强公式