1.3 静电场 电场强度和电场线 课件 -2024-2025学年高二上学期物理教科版（2019）必修第三册

授课人： 教科版（2019）必修三 第一章 静电场 第三节电场 电场强度和电场线 1 看看下列物体受力，比较这些力有什么异同？ 重 力 弹 力 摩擦力 磁 力 接 触 非 接 触 接触力：施力物体和受力物体直接接触 非接触力：施力物和受力物体不接触 场力 超距作用听起来很玄乎。科学不是艺术，就是要把事物的来龙去脉解释的真真切切,明明白白。很多科学家认为超距作用很荒谬,但一时找不出来反对的理由,科学陷入了困境。 电荷间的作用 通过电场来实现的 中国虽然观测时间最短，得到的结论却最强，对引力波相关性的确定程度是全世界所有脉冲星测时阵列中最高的一个。统计分析表明，CPTA的相关性曲线的观测值与理论值符合的置信度达到了4.6 ，为各个国际合作组中的最高置信水平 一、电 场 Ａ Ｂ + + + 两电荷间相互作用时不直接接触，它们之间的相互作用也是通过特殊物质作用的，这就是电场。 1.定义： 电荷周围存在的能对其它电荷产生力作用的一种物质 产生 作用于 产生 作用于 + 1 Q 2 Q F 1 F 2 电荷Q1 电荷Q2 电场 静止电荷产生的电场叫做静电场 2 .基本性质： 对放入其中的电荷有力的作用，这种力通常称为电场力。电场的这种性质叫做电场的力的性质。 我们怎样研究电场？ 一、电 场 【补充】 场源电荷Q：产生电场的电荷。 试探电荷必须具备的条件： 点电荷，即体积很小（便于研究中每一点） 电量很小（放入电场后不改变场源电荷的电场分布） 【强调】试探电荷是探测电场的工具。试探电荷一定是点电荷，但点电荷不一定是试探电荷。( 可正可负，但一般用正电荷） +Q F 试探电荷q：用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的带电体。 q A +q F 1 F B +Q +q +q 同一电荷q在电场中不同位置受到的电场力一般不同.表明电场中不同的地方电场的强弱不同。 不同电荷q在电场中同一位置受到的电场力一般不同。 q1 r A q2 q3 +Q 但在电场中同一位置受试探电荷受到的电场力跟它的电量之比为一个恒量。 实验发现： 15 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，叫做该点的电场强度。 二、电场强度E——描述电场的力的性质的物理量（电场的强弱和方向） 2、公式：E=F/q ——定义式 E由电场本身决定，与q无关。 适用于一切电场。 E与F成正比，与q成反比吗？ 3、单位：牛/库（N/C）或伏/米(v/m) 1伏/米=1牛/库 4、矢量。既有大小又有方向。 规定电场中某点正电荷受力的方向为该点场强方向.和负电荷受力方向相反。 二、电场强度E——描述电场的力的性质的物理量（电场的强弱和方向） 三、电场力F——电荷在电场中受到的力 大小：已知某点场强E，任意电荷q受力为F=Eq 电场有一点M，下列说法正确的是（ ） A.若放在M点的试探电荷的电荷量减半，则M点的场强减半 B.若M点无试探电荷，则同一电荷在M点的场强为零 C.M点的场强越大，则同一电荷在M点受的电场力越大 D.M点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向 C 四、点电荷电场的场强 利用电场强度定义和库仑定律，推导真空中点电荷电场中某点的电场强度 1.大小：E= +Q +q F A r E ——决定式（E只与Q、r有关，与q无关） 离Q越近E越大，越远E越小。 以Q为圆心，同一个球面上，E大小相等，但方向不同。 下列关于电场强度的说法正确的是（ ） A.根据公式E=F/q可知，场强E跟电荷所受电场力F成正比，跟放入电荷的电荷量q成反比 B.由公式E=kQ/r2可知，在真空中由点电荷Q形成的电场中，某点的场强E跟Q成正比，跟该点到Q的距离r的平方成反比 C.虽然正负电荷在电场中的同一点所受的电场力方向相反，但该点的场强方向只有一个，即正电荷在该点的受力方向 D.公式F=kQ1Q2/r2中，kQ2/r2是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1处场强的大小，而kQ1/r2是点电荷Q1产生的电场在点电荷Q2处场强的大小 BCD 五、电场的叠加——矢量和 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。 +Q1 - Q2 A E1 E E2 电场强度是矢量,可以用矢量运算的平行四边形定则求合电场场强。 和 的区别： 适用范围 电荷的意义 定义式，适用于一切电场 决定式，只适用于真空中点电荷的电场适用 q是检验电荷，E与q无关 Q 是场源电荷，E与Q成正比 思考：电场看不见,摸不着,怎样才能方便形象地描述电场呢? 法拉第：为了形象描述电场而引入了假想曲线——电场线 定义：电场线是用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇假想曲线。 25 【类比】 电场线的疏密表示电场的强弱，电场线上各点的切线方向表示该点的电场方向. 电场线在空间不能相交，也不能相切。 电场线 EA A EB B 孤立点电荷的电场的电场线: 1.点电荷的电场的电场线: 辐射状 会聚状 常见电荷的电场线 2.两个等量的点电荷产生的电场的电场线分布: 3.点电荷与带电平板的电场线分布: 4.平行带电板间的电场线分布: 电场强度的大小和方向处处相同的电场，叫做匀强电场． 匀强电场的特点： （1）电场中各点的场强大小和方向都相等 （2）电场线是是一组等间隔的平行线． 如图，两块靠近的平行金属板，大小相等，互相正对，分别带有等量的正负电荷，它们之间的电场有什么特点？． + + + + + + + + + 匀强电场 2.电场线从正电荷出发终止于负电荷；或从正电荷出发终止于无穷远处，或从无穷远出发终止于负电荷。 1.电场线的疏密表示电场的强弱，电场线上各点的切线方向表示该点的电场方向. 4.电场线在空间不能相交，也不能相切。 3.静电场中的电场线不闭合的. 电场线 EA A EB B 说明： 1．电场线不是电场中实际存在的曲线，是为了形象地描述电场性质人为引入假想的线． 3．电场中没画电场线的地方仍然有电场。电场为零的地方不画电场线，没画电场线的地方不一定没有电场。 2 ．电场线上某点的切线方向是那点的电场强度方向，是放在那点检验电荷＋q的受力方向,也是检验电荷＋q在那里所获得的加速度方向,但电场线不一定是检验电荷的运动轨迹! 4．我们画的是几种典型电场的电场线平面分布图，实际上是空间立体分布的． 关于电场线的说法，正确的是 A.电场是客观存在的物质，但电场线是人为引入的 B.沿电场线方向，电场强度越来越小 C.电场中的电场线绝不能相交 D.电场线就是初速度为0的带电粒子在电场中运动的轨迹 E.电场线的方向，就是电荷受力的方向 F.电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大 静电场的电场线不可能是闭合的 谢 谢 观 看 课后作业： 36 $$