3. 电场 电场强度（教学课件）物理人教版2019必修第三册

用其他方法观察电场线。这些都是用纸制作的，指针安放在绝缘的玻璃板上，可以自由绕轴转动。他们不带电，但在电场中他们会被吸引而发生转动。先用吹耳球使指针杂乱无章的排列。用起电机使导体带电，观察指针的排列情况。通过观察指针，间接地观察到电场线。把两导体分别接在起电机的两极上。转动起电机，我们看到等量一种点电荷的电场线。用这套装置，我们将看到电场线在空间的分布情况。我们在观察雨滴形导体的电场线。请注意，靠近导体表面处的电场线都垂直于导体表面。而在导体内部，指针仍是杂乱无章的，说明导体内部没有电场。我们还可以用很多纸条或丝线来观察电场线。在绝缘导体上粘很多纸条，用起电机使它带电，可以看到纸条呈放射状。这是两等量异种电荷电场的电场线形状。这是平行带电金属板电场的电场线形状。 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。电场线有以下几个特点，电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷。电场线在电场中不相交，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。电场线的形状可以用实验来模拟，把头发屑悬浮在蓖麻油里，加上电场，碎屑就按照电场强度的方向排列起来，显示出电场线的分布情况，这是单个点电荷的电场线。这是两个带等量同种电荷的点电荷的电场线。这是两个等量一种电荷的点电荷的电场线。这是带等量异种电荷的平行板间的电场线，带有等量异号电荷的一对平行金属板。如果两板相距很近，他们之间的电场除边缘部分外，电场中各点电场强度的大小相等，方向相同，这个电厂就可以称为匀强电场。匀强电场的电场线是间隔相等的平行线。 9.3 电场 电场强度 九 《第九章 静电场及其应用》 授课人： 版权所有 QQ894665727 学习目标 基本 要求 1．知道电场是电荷周围存在的一种特殊物质，知道电荷之间的相互作用是通过电场发生的。 2．了解试探电荷的作用，理解对试探电荷量和试探电荷尺寸的要求。 3．理解电场强度，知道它的定义式及单位。 4．了解点电荷周围的电场分布，会用点电荷的场强公式进行有关计算。 5．认识匀强电场的特点。 6．了解电场线的作用和特点，能大致描绘典型电场的电场线。 发展 要求 1．经历场强概念建立的过程，进一步认识用比值定义物理量的方法。 2．会解决简单的两个电场的叠加问题。 说明 1．不要求了解电磁场的产生机理，本节不要求了解电磁场。 2．两个电场叠加的定量运算，仅限于在同一直线上或可用直角三角形知识解决的情形。 版权所有 QQ894665727 课堂引入 教学重点： 1.探究描述电场强弱的物理量。 2.理解电场、电场强度的概念,并会根据电场强度的定义进行相关的计算。 教学难点：对电场概念的理解和应用电场的叠加原理进行相关计算。 版权所有 QQ894665727 情境引入 通过起电机使人体带电，人的头发会竖起散开。 为什么会出现这样的现象？你会解释产生这一现象的原因吗？ 问题 ？ 版权所有 QQ894665727 探究新知 电场 1 电场强度 2 点电荷的电场 电场强度的叠加 3 电场线 4 匀强电场 5 版权所有 QQ894665727 电场 01 PART. 电场 电荷间的作用是超距(不需要接触)作用吗？ 版权所有 QQ894665727 电场 电荷的周围存在着由它产生的电场 + 场源电荷 法拉第（1791—1867） + - 电场的基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。 电场以及磁场是一种客观存在。 场像分子、原子等实物粒子一样具有能量，因而场也是物质存在的一种形式。 电场 静 ：静止电荷产生的电场 版权所有 QQ894665727 电场强度 02 PART. 电场 + 场源电荷Q ：如何去描述这个电场的强弱？可否用电荷在其中受到的力大小来描述？ + 电荷q + 电荷2q 电荷周围存在着由它产生的电场，这个电场应与放入的电荷无关，由场源电荷与位置有关！如何解决这个问题？ 版权所有 QQ894665727 电场强度 1.定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力F 跟它的电荷量q 的比值，叫做该点的电场强度，简称场强（E）。 2.定义式： 3.单位：牛/ 库；即 N/C 4.物理意义：描述电场力的性质的物理量，在静电场中不随时间而变化。 5.矢量性：电场强度是矢量。物理学中规定，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同。 议一议： 1.对试探电荷的大小有要求吗？为什么？ 2.负电荷在电场中某点所受静电力的方向与该点电场强度的方向有何关系？ 版权所有 QQ894665727 点电荷的电场 电场强度的叠加 03 PART. 点电荷的电场 电场强度的叠加 + 场源电荷Q + 试探电荷q 点电荷Q的电场强度： 尝试画出负电荷与点电荷相距r的球面上各点的电场强度 + 如果存在两个以上点电荷，该如何处理？ 版权所有 QQ894665727 点电荷的电场 电场强度的叠加 + - + q 实验表明：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而改变。 两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。 版权所有 QQ894665727 点电荷的电场 电场强度的叠加 如果场源电荷不止一个点，电荷则根据电荷相互作用力的叠加，可知电场中各点的场强为各点电荷单独在该点产生的场强的矢量和 版权所有 QQ894665727 点电荷的电场 电场强度的叠加 可以证明，一个半径为R的均匀带电球体（或球壳） 在球的外部产生的电场，与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同，即 版权所有 QQ894665727 电场 04 PART. + 电场线 如何简洁地描述电场? + + + + + + + + ：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 版权所有 QQ894665727 电场线 若两者相距很近，电场如何交叠？ 版权所有 QQ894665727 电场线 + - + q 尝试画出等量同种电荷的电场线分布 版权所有 QQ894665727 电场线 总结下，我们能从电场线中看出什么规律？ 版权所有 QQ894665727 电场线 1.电场线不是实际存在，电场线不会相交。 2.电场线由正电荷或无穷远出发，终止于负电荷或无穷远。 3.电场线上一点切线方向为该点电场强度方向 4.电场线越密（疏），该处电场强度越强（弱） 有没有一种电场处处电场强度相等？这种电场的电场线应该具有何特点？ 版权所有 QQ894665727 电场线 版权所有 QQ894665727 电场线 版权所有 QQ894665727 电场线 版权所有 QQ894665727 匀强电场 05 PART. 匀强电场 模拟平行金属板间电场线的分布 如果电场中各点的电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫作匀强电场。 特点：电场线是间隔相等的平行线 实际案例：相距很近的一对带等量异种电荷的平行金属板。它们之间的电场除边缘外，可以看作匀强电场。 版权所有 QQ894665727 谢谢观看 九 授课人： 版权所有 QQ894665727 课堂小结 电场： 电荷周围存在着由它产生的电场，电荷之间通过电荷相互作用 电场的基本性质：对放入其中的电荷产生力的作用 电场强度： 定义式：放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。 公式： 单位：牛/ 库；即 N/C 物理意义：描述电场力的性质的物理量，在静电场中不随时间而变化。 电场强度是矢量：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. 电场的叠加：各点电荷单独在该点产生的场强的矢量和 版权所有 QQ894665727 课堂小结 电场线： 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. 常见电荷的电场线分布 匀强电场：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 版权所有 QQ894665727 课堂练习 1．如图所示，两个点电荷所带电荷量分别为+Q和-4Q，固定在直角三角形的A、B两点，其中 。若AC长度为d，则C点电场强度大小为（　　） A． B． C． D． C 版权所有 QQ894665727 课堂练习 版权所有 QQ894665727 课堂练习 2．关于静电场的电场线，下列说法错误的是（　　） A．电场线可以相交 B．电场线是假想的线 C．电场线可表示电场强度的方向 D．电场线的疏密程度反映了场强的相对大小 A 版权所有 QQ894665727 课堂练习 版权所有 QQ894665727 课堂练习 3．如图所示各图中，A、B两点电场强度相同的是（　　） A． B． C． D． C 版权所有 QQ894665727 课堂练习 版权所有 QQ894665727 课堂练习 4．在真空中O点放一个点电荷Q=+2.0×10-9C，直线MN通过O点，OM的距离r=20cm， M点放一个点电荷 q=+2.0×10-10C （ k=9.0×109N·m2/C2）如图所示，求： (1)点电荷q在M点受到的库仑力大小； (2) M点的电场强度； (3)拿走q后M点的场强大小。 版权所有 QQ894665727 课堂练习 版权所有 QQ894665727 课后作业 1.完成教材课后“练习与应用” 2.完成《3. 电场 电场强度（分层作业）》 版权所有 QQ894665727 科学方法 用物理量之比定义新物理量 在物理学中，常常用物理量之比表示研究对象的某种性质。例如，用质量 m 与体积 V 之比定义密度 ρ ，用位移 l 与时间t 之比定义速度 v，用静电力F与电荷量 q 之比定义电场强度 E，等等。这样定义一个新的物理量的同时，也就确定了这个新的物理量与原有物理量之间的关系。 比值定义包含“比较”的思想。例如，在电场强度概念建立的过程中，比较的是相同电荷量的试探电荷受静电力的大小。 版权所有 QQ894665727 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 【答案】C 【详解】两个点电荷在C点产生的电场强度的方向如图所示 其中正点电荷在点产生的场强大小为，负点电荷在点产生的场强大小为，由于夹角为，由平行四边形定则可知C点电场强度大小为 故选C。 【答案】A 【详解】A．静电场的电场线不可以相交，故A错误，满足题意要求； BCD．静电场的电场线是人为假想的线，实际不存在；电场线上点的切线方向为电场强度的方向，电场线的疏密程度反映了场强的相对大小，故BCD正确，不满足题意要求。 故选A。 【答案】C 【详解】A．A、B是离点电荷相同距离的圆上的两点，场强大小相等，但方向不同，则电场强度不同，A错误； B．A、B场强大小不等，但方向相同，则电场强度不同，B错误； C．A、B是匀强电场中的两点，电场强度相同，C正确； D．电场线的疏密表示场强的大小，所以A、B场强不等，D错误。 故选C。 【答案】(1) (2)，方向由O点指向M点 (3) 【详解】（1）根据库仑定律可得，点电荷在点受到的库仑力大小 代入数据即得 （2）根据电场强度的定义，可得M点的电场强度 代入数据解得 方向由O指向M； （3）电场强度是由电场本身的性质决定的，与试探电荷无关，故拿走后点的场强大小不变，仍为 $$用锯末屑观察电场线。在一个圆形玻璃容器中倒入一些粘稠的油。把许多细小的句末放在油中。把一对平行的金属导体板放到容器中，通过起电机使金属导体改变。观察句末按电场线的分布情况排列，其中畜牧密集的地方表示电场强，反之分布稀疏的地方电场弱。再观察其他带电体的电场的电场线。先观察孤立点电荷电场的电场线，它是放射状的。再观察两个等量异种点电荷的电场的电场线，注意两个导体分别接在起电机的两极上。最后观察两个等量同种点电荷的电场的电场线。注意，两个导体接在起电机的同一电极上。