9.3 电场 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

第九章 静电场 §9.3 电场 电场强度 相隔一定距离的电荷间可以发生力的作用。 课堂引入 电荷间的相互作用是通过什么发生的？ 2 VS 电荷之间的相互作用是一种超距作用 电荷之间的相互作用是通过某种媒介发生的 法拉第 安 培 电场 B A F F 产生 施力于 电场B 施力于 产生 电场A 电荷A 电荷B 一、电场 1.定义:电荷的周围存在着由它产生的电场。 2.性质: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。 3.物质性:电场、磁场已被证明是一种客观存在。 4 试探电荷：感知电场的电荷 →不影响原来电场 场源电荷：激发电场的电荷 F q 场源电荷 Q 试探电荷 r 电量少 体积小 →能看做点电荷 一、电场 离电荷Q 越远，夹角越小，这说明了什么问题？ P1 P2 P3 A B C q q q + 同一试探电荷在电场中不同位置受力不同 电场对电荷的作用力与电荷的位置有关 电场有强有弱 场源 电荷 试探电荷 6 在O位置放置场源点电荷Q=+ C,在其产生的电场中的A位置和B位置分别放入不同电量的试探电荷q，OA=0.1m，OB=0.3m.计算试探电荷所受到静电力的大小，填入下表。（k = 9.0×109N·m2/C2） A B 试探电荷 的电荷量q q在电场中的位置 试探电荷在电场中所受静电力与电场强弱程度有关 在电场中的同一位置，试探电荷所受静电力与自身电量成正比。 在电场中某点检验电荷所受的静电力与电量的比值是一个定值 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 E与F成正比，与q成反比？ 1.电场强度：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，叫做该点的电场强度，用符号E表示。 2.定义式： (比值定义法) 二、电场强度 5.电场强度的方向 +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 点电荷是最简单的场源电荷，请推导它的电场强度的表达式？ 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。 三、点电荷的电场 + - Q ：场源电荷 r ：电场中点到Q的距离 电场强度的叠加： 如果场源电荷不只一个点电荷，那么电场强度又是多少呢？ 四、电场强度的叠加 + 1 Q 2 Q P 1 E 2 E 1 E 2 E + 1 Q 2 Q P E E 电场强度的运算遵循平行四边形定则 +Q -Q E1 E2 E +Q +Q E1 E1 E2 E2 E 四、电场强度的叠加 12 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。 等效 Q r P r Q P 四、电场强度的叠加 电场看不见,摸不着,除了用公式描述电场以外，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，那就是电场线。 法拉第 五、电场线 14 电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。 五、电场线 五、电场线 1.电场线从正电荷或无限远出发，终止于负电荷或无限远，因此，电场线有起始点和终止点，不是闭合的曲线。 2.电场中的电场线永远不相交。 3.在同一个电场中，电场线越密的地方，场强越大，电场线越稀疏的地方，场强越大。 4.电场线不是实际存在的线，是为了形象地描述电场而假想的线。 5.不能用带电粒子在电场中的运动的轨迹来描绘电场线。 1.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）匀强电场电场线特点：用间隔相等的平行直线来表示。 （3）相距很近带有等量异种电荷的平行金属板间的电场(忽略边缘)可以看做匀强电场。 六、常见电场线 2.孤立的正、负点电荷形成的电场及电场线分布 （1）离点电荷越近，电场线越密；正电荷方向由点电荷指向无穷远，负电荷方向由无穷远指向点电荷。 （2）在电荷形成的电场中，不存在场强（大小、方向）相同的点。若以点电荷为球心做一个球面，电场线与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向处处相等，方向处处不同。 六、常见电场线 + 正点电荷形成的电场线 负点电荷形成的电场线 2.两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，场强方向均相同，且总与中垂面(线)垂直。 O 1.两点电荷连线上各点，电场线方向从正电荷指向负电荷。 3.等量异种电荷的电场及电场线分布 O 1.两点电荷连线中点O处场强为零，此处无电场线。中点O附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零。 3.在中垂线上，从沿线到无穷远，电场线先变密后变疏，即场强先变强后变弱。 4.等量同种电荷的电场及电场线分布 2.两点电荷连线中垂线上，场强方向总沿线远离O(等量正电荷) 不等量电荷 点电荷与导体 5.点电荷与带异种电荷平板形成的电场及电场线分布 （1）带电平板表面处的电场线与平板表面垂直 2.点电荷与带异种电荷平板的电场是等量异种点电荷形成的电场线分布的一半 课堂小结 单位 矢量 叠加 电场 强度 定义 性质 电场 电荷周围存在的特殊物质。 特 点 电场线 为了描述电场而假想的线。 $$