第3节 电场与电场强度（教学课件）物理鲁科版2019必修第三册

第一章 静电力与电场强度 第3节 鲁科版2019 高中物理必修三 电场与电场强度 生活中常见有两类力 一类是通过直接接触产生: 放置水平桌面的书受到的弹力 N 如：弹力 一类是没有直接接触产生： 如：重力、静电力 G 苹果受到的重力 摩擦过的吸管让水流弯曲 施力物体与受力物体可以存在一定的距离 F 相隔一定距离的物体之间是怎样产生作用的呢？ 1、无需物质媒介，超距作用 2、通过空间中的弹性媒介“以太”传递作用 不存在超距作用，所有作用一定要靠物质传递 实验证明“以太”并不存在 曾有过的争论 1837年法拉第提出“场”的概念 电荷的周围会存在场 ，电荷间的相互作用是通过场传递的。 英国物理学家法拉第 静止电荷产生的电场称为“静电场” 一 电场与电场力 一、电场及电场力 1.电场 + （1） 电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质。凡是有电荷的地方，周围就存在电场。 （2）电场对放入其中的电荷会产生力的作用。这种力叫做电场力。 - + 电场的力的性质 一、电场及电场力 电荷之间的相互作用是通过电场实现的 + q2 q1 + F F 电场 B电荷 A电荷 1、电场看不见摸不着，你怎样检验电场是否存在？ 2、不同的电荷形成的电场是否相同？ 3、同一电场的不同位置对电荷的作用是否相同 二 电场强度 （1）定义：我们在电场中引入一个电荷，用它来探究电场中各点的性质。该电荷称试探电荷。 1、试探电荷 场源电荷（源电荷） 电场 试探电荷 ①电荷量应足够小；避免试探电荷 q 的引入对带电体 Q 的电场产生明显的影响， + Q + q ②体积也应足够小；为能确定带电体Q的电场在空间各点的性质。 二、电场强度 （2）条件： 二、电场强度 用绝缘细线将带同种电荷的试探电荷 q 分别悬挂于图中 P1、P2、P3 位置 现象： 1、电场中的不同位置，细线偏离竖直方向的角度不同。 2、增加场源电荷的电量，相同位置的细线偏离竖直方向的角度增大。 同一电场的不同位置，对电荷产生力作用的能力不同 不同电场，对电荷产生力作用的能力不同 同一场源电荷的同一位置，放入不同电荷量的试探电荷，受力是否相同？ 不同。 说明电场力不能用来反映电场的性质。 电场中的同一位置产生力作用的能力是固定的与试探电荷无关。 （点击上图打开动画演示） 二、电场强度 在物理学中，放入电场中某点的试探电荷受到的电场力 F 与它的电荷量 q 之比，称为该点的电场强度，简称场强，用 E 表示。 1、定义： 2、定义式： 适用于任何电场 3、单位： 牛/库（N/C） 4、方向： 跟正电荷在该点所受电场力方向相同，跟负电荷在该点所受电场力方向相反。（矢量性） 为什么F/q能够体现电场的性质？ 电场中的同一点F/q的值是一定的。 电场中的不同点F/q的值是不同的。 +Q +q +Q -q F E -Q +q F E -Q -q E F F E 二、电场强度 电场力与电场方向关系示意图 二、电场强度 科学书屋 一些电场的电场强度数量级 1、真空中有一电场，在电场中的P点放一电量为4×10-9C的试探电荷，它受到的电场力 2×10-5N，则P点的场强度 N/C；把试探电荷的电量减少为2×10-9C，则检验电荷所受的电场力为 N。 如果把这个试探电荷取走，则P点的电场强度为 N/C。 5×103 1×10-5 5×103 电场中某点的电场强度E是固有的，由电场本身决定。与有无放入电荷、与放入多大的电荷无关。 例题分析 说明： 2、地球周围存在电场。电荷量为1.0×10-7C的试探电荷在地球表面某处受到的电场力的大小为1.5×10-5N,方向竖直向下。求该点的电场强度。若撤去试探电荷，该处的电场强度是否改变？若在该处放上电荷量为-2.0×10-8C的试探电荷，求该试探电荷受到的电场力。 例题分析 方向：竖直向下 方向：竖直向上 三 电场线 三、电场线 为了形象描述电场强度的大小和方向，在电场中绘出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向与该点的场强方向一致.这样的曲线就叫做电场线。 1、方法 物理研究中经常用图示法来形象的描述物理问题。 EA EB EC 电荷间的电场分布 在装有蓖麻油的玻璃器皿中撒上一些细小的头发屑，再加上电场，头发屑会重新排列。 头发屑的排列是按照电场的特点进行排列的 三、电场线 2、几种常见电场的电场线 (1)正负点电荷的电场线 正点电荷电场 负点电荷电场 ①点电荷的电场线呈辐射状，正电荷的电场线向外至无穷远； ③以点电荷为球心的球面上，电场线疏密程度相同，但方向不同； ④同一条电场线上，电场强度方向相同，但大小不等。 ②靠近点电荷的电场线分布密，越远越疏； 电场线的疏密可以表示该处电场强度的强弱 特点 等量异种电荷电场 三、电场线 2、几种常见电场的电场线 (2)等量异种电荷的电场线 特点 ①电场线起于正电荷（或无穷远），终止于负电荷（或无穷远）； ②电荷连线中点O的电场强度最小，向两边逐渐变大；中垂线上O的电场强度最大，向两边逐渐减小； O ③对称点A与A＇、B与B＇的电场强度等大同向 等量同种（正）电荷电场 三、电场线 2、几种常见电场的电场线 (3)等量异种电荷的电场线 特点 ①电场线起于正电荷，终止于无穷远； ②电荷连线中点O的电场强度为0，向两边逐渐变大；中垂线上O点向两边先变大后变小； O ③对称点A与A＇、B与B＇的电场强度等大反向 1、静电场的电场线总是从正电荷（或者从无穷远）出发到负电荷终止（或者延伸到无穷远）； 2、电场线上某一点的切线方向是该点的场强方向； 3、电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密的地方，场强越大; 电场线越疏的地方，场强越小； 4、任意两条电场线都不相交； 5、电场线是假想线； 电 场 线 特 点 de 三、电场线 例题分析 3、某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是（　　） A．粒子带正电 B．粒子在M点的场强大于它在N点的场强 C．粒子在M点的动能小于它在N点的动能 D．粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度 分析： 由曲线运动的条件知，粒子电场力方向如图，可知粒子带正电，A正确。 由电场线M点比N点疏，即EM<EN, FM<FN, BD错。 F与v夹角锐角,电场力正功， C错。 例题分析 D 4．如图为真空中两点电荷A、B形成的电场中的一簇电场线，已知该电场线关于虚线对称，O点为A、B电荷连线的中点，a、b为其连线的中垂线上对称的两点，则下列说法正确的是（　　） A．A、B可能是带等量异号的正、负电荷 B．A、B可能是带不等量的正电荷 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两点处所受电场力大小相等，方向一定相反 根据电场线的特点，从正电荷出发到负电荷终止可以判断，A、B是两个等量带正电同种电荷，故AB错误；电场线只是形象描述电场的假想曲线，a，b两点处没画电场线，不代表没有电场，故C错误；a、b两点处场强大小相等方向相反，则同一试探电荷在a、b两点受电场力大小相等，方向一定相反，故D正确。 分析： 作业 Lavf58.12.100 $$nullnull