9.3 电场强度 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

9.3 电场 电场强度 电场 电场强度 电场强度的叠加 点电荷的电场 目录 CONTENTS 1 2 4 3 真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 两个点电荷没有直接接触，它们之间的相互作用力是怎样产生的呢？ + + 库仑定律： 表达式： 疑 问： 知识回顾： 接触力：弹力、摩擦力等 非接触力：万有引力（重力）、磁铁间的相互作用力、库仑力等 万有引力的传递是通过万有引力场 力的传递是通过磁场 物体之间的相互作用，哪些需要接触，哪些不需要？ 那么两个电荷之间的相互作用靠什么传递呢？ ——电场 思考： 19世纪30年代，法拉第提出一种观点，认为电荷的周围存在着由它产生的电场,处在电场中的其它电荷所受到的作用力就是这个电场给予的.本章只讨论静止点电荷产生的电场，叫做静电场。 A A产生的电场 B FAB FBA B产生的电场 电场 A B FBA FAB （1）定义：电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质。 （2）基本性质：对放入电场的电荷有力的作用。 静止电荷产生的电场称为静电场。 一 电场 电场看不见、摸不着的但又客观存在的特殊物质。 怎样描述电场？ （3）静电场： 思考： 1、电场 （1）试探电荷：用来检验电场是否存在和电场各点的性质的电荷. （2）场源电荷：激发电场的带电体所带的电荷 试探电荷的电荷量和体积都很小，是为了研究源电荷电场的性质而引入的，使它放入后不影响原来要研究的电场。 2、试探电荷与场源电荷 Q q + P1 C + A 场源电荷 (源电荷) 试探电荷(检验电荷) 电场是一种客观存在，某一位置的电场应该是确定的。 不同试探电荷受到的电场力与试探电荷的电量有关. 排除试探电荷影响，单纯描述电场性质 试探电荷在电场中某点受到的力F与试探电荷的电荷量q成正比： 是比例常数，与无关 二 电场强度 1.定义： 放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫该点的电场强度，简称场强，用E表示。 2.表达式： 3.单位： 定义式，适用于任意电场 （比值法定义） 负电荷在电场中某点受到的电场力的方向跟该点的场强方向相反。 4.场强的矢量性： +Q +q F E -Q +q F E +Q -q F E E -Q -q F 规定：电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受静电力的方向相同。 +Q ∴ 该点的场强为： 三、点电荷的电场 F E +q 库仑定律 场强的定义式 + - 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。 1.点电荷的电场： 关于两个电场强度表达式的比较 表达式 适用范围 注意点 定义式 决定式 适用于一切电场 q是检验电荷，且E与q无关 适用于真空中的点电荷 Q是场源电荷，E与Q成正比 三、点电荷的电场 2.带电球体的场强： 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 +Q -Q 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 四、电场强度的叠加 电场强度的运算遵循平行四边形定则 1.下列关于场强的说法正确的是（ ） A.公式E=F/q适用于一切电场 B.公式E=kQ/r2中的Q是放入电场中的试探电荷的电量 C.在一个以点电荷Q为中心，r为半径的球面上，各处的场强都相同 D.空间某点的电场强度E与放在该处的试探电荷所受的电场力F成正比，与试探电荷的电荷量q成反比 E.试探电荷在电场中某点受到的电场力方向就是该点电场强度的方向 A 练一练： 2.如图，在真空中有两个点电荷和，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？ = 2E1cos60° 代入数值得：E=2.7×104 N/C 解：Q1和Q2在A点的场强分别为E1和E2，大小相等，方向如图所示。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= E1cos60°+ E2cos60° Q2 A Q1 E1 E2 E 练一练： ①矢量性：电场强度E是表示电场力的性质的一个物理量。规定正电荷受力方向为该点场强的方向。 ③叠加性：在同一空间，如果有几个静止电荷在空间同时产生电场，那么空间某点的场强是各场源电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和。 二、电场强度三性 ②唯一性：电场中某一点处的电场强度E是唯一的，它的大小和方向决定于形成电场的电荷及空间位置，与放入电荷无关。 一、电场强度的计算: 1.任意电场: 2.点电荷的电场: 小结： 电场线 匀强电场 几种常见电场线 目录 CONTENTS 5 6 7 1.电场强度的定义、公式、方向。 2.如下图A、B两点的场强大小是否相等？方向是否相同？ A、B两点的场强是否相同？ +Q A B 知识回顾： 思考:电场看不见,摸不着,怎样才能形象的描述电场呢? 除了用数学公式描述电场外，形象地了解和描述电场中各点电场强度的大小和方向也很重要。法拉第采用了一个简洁的方法来描述电场，那就是画电场线（electric fieldline）。 五、电场线 1.定义：如果在电场中画一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，这样的曲线叫做电场线。 五、电场线 2.模拟电场线： 把头发屑悬浮在蓖麻油里，再放入电场中，这时可以发现碎屑按场强的方向排列起来。 （1）电场线是假想的，实际并不存在，只是为了形象直观的描述电场而人为引入的。 （2）电场线的疏密表示电场的强弱。电场线上某点的切线方向与该点的场强方向相同。 （3）电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于）无穷远处点。有始有终. 3.电场线的特点 （4）电场线不会相交。 （5）电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系。 3.电场线的特点 特点： （1）离点电荷越近，电场线越密，场强越大。 （2）以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。 1.正、负点电荷的电场中电场线的分布 五、几种常见电场中的电场线分布及特点 特点： （1）沿两点电荷的连线，场强先变小后变大。 （2）两点电荷连线中垂面（MN）上，场强方向均相同，且总与中垂面（MN）垂直。 2.等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布 特点： 2.等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布 （3）在中垂面（MN）上，关于0对称的两点场强相同。 （4）在中垂面（MN）上，从O点向某一侧远离时，场强逐渐减小 （5）在两者的连线上，O点场强最小；在中垂面（中垂线）上，O点场强最大。 3.等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况 特点： （1）两点电荷连线中点O处场强最小为0。 （2）两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为0。 3.等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况 特点： （3）在中垂面（中垂线）上，从中点O到无限远时，场强线先变大后变小。 （4)在中垂面（中垂线）上，关于0对称的两点场强大小相等，方向相反。 点电荷与带电平板 4.其他电场中电场线分布情况 不等量电荷 七、匀强电场 1.定义：各点电场强度的大小相等、方向相同的电场。 2.匀强电场的电场线：间隔相等的平行直线。 + + + + + + + + + （ ）若将放在电场中某点的电荷改为，则该点的电场强度大小不变，方向与原来相反。　　　　　　 （ ）若取走放在电场中某点的电荷，则该点的电场强度变为零。　　　　　　　　　　　　　　　　　 （ ）沿电场线方向，场强一定越来越小。 （ ）若电荷在A处受到的电场力比B点时大，则A点电场强度比B点的大。　　　　　　　　　　　 （ ）电场中某点电场线的方向，就是放在该点的电荷所受电场力的方向。　　　　　　　　　　　　　　 （ ）已知A、B为某一电场线（直线）上的两点由此可知，A、B两点的电场强度方向相同，但EA和EB的大小无法比较。 1.判断对错 练一练： 2.正电荷q在电场力作用下由p向Q做加速运动，而且加速度越来越大，那么可以断定，它所在的电场是下图中的哪一个？（ ） D 解析： 加速度越来越大，则受力越来越大，说明电场线越来越密集。 练一练： 练一练： 3.（2022·全国·高二课时练习）(多选)如图所示为真空中两点电荷A、B形成的电场中的部分电场线，已知该电场线关于图中虚线对称，O点为A、B两点电荷连线的中点，a、b为A、B两点电荷连线的中垂线上关于O点对称的两点，则下列说法中正确的是（　　） A．A、B可能为等量同种正点电荷 B．A、B可能为电荷量不相等的正电荷 C．a、b两点处无电场线，故其电场强度可能为零 D．同一试探电荷在a、b两点处所受的电场力大小相等，方向相反 【正确答案】AD 电 场 施 以 电 场 力 产 生 性质 电场强度 电场线 特点 常见的电场线 定义 内容 表达式 单位 方向 电 荷 正电荷 负电荷 点电荷 元电荷 相互作用规律 电荷守恒定律 库仑定律 小结： 感谢倾听 Lavf59.23.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$