第一章第3节 静电场 电场强度和电场线（教学课件）物理教科版2019必修第三册

第三节 静电场 电场强度和电场线 教科版（2019）高中物理必修第三册 第一章 静电场 @HY 学习目标——物理学科素养 1.知道电荷间的相互作用是通过电场实现的。知道场是物质存在的形式之一。 2.理解电场强度的定义式、单位和方向，并能进行相关计算。 3.能推导点电荷的电场强度公式。 教学重难点 教学难点 教学重点 电场强度的叠加原理 1.理解电场强度的概念 2.学会运用电场线来描述电场强度。 新课引入 静电场 电场强度 电场线 点电荷电场 Ａ Ｂ + + 重力、磁极间的相互作用力 非接触力 问题：像这样的力是怎么产生的呢？ 新课引入 静电场 电场强度 电场线 点电荷电场 宇宙中物质存在的两种基本形式是实物和场。 电荷周围存在着由它产生的电场。 电场力 B F1 F2 A 电荷A 电场 电荷B 新课引入 静电场 电场强度 电场线 点电荷电场 思考：电荷产生的电场看不见、摸不着，那如何感知和研究电场呢？ q Q 试探电荷 场源电荷 试探电荷：电荷量小、体积小 新课引入 静电场 电场强度 电场线 点电荷电场 如何来研究电场？（P14） ②电场同一位置，试探电荷q电量大，受到电场力大， 试探电荷q电量小，受到电场力小。 ③不同试探电荷在电场中不同位置受力有可能相同 Q Q 思考：能否用电场力的大小表示电场的强弱？ ①同一试探电荷，离场源电荷Q近处受到电场力大， 离场源电荷Q远处受到电场力小。 谈论交流 新课引入 静电场 电场强度 电场线 点电荷电场 结论： F/q能反映电场中某点电场的性质 ——电场的强弱。 2.电场中不同的点，同一电荷所受电场力也不同，比值F/q一般是不同的。 1.电场中的同一点，不同电荷所受电场力不同，比值F/q是一定的。 定量的实验表明： 新课引入 静电场 电场强度 电场线 点电荷电场 —试探电荷 1.定义：放入电场中某点处的试探电荷受到的电场力F 跟它的电量q的比值，叫做电场在该点的电场 强度。 “比值定义法” 2.表达式： （适用于一切电场） 3.单位：国际单位制，N/C 4.矢量性：规定电场中某点场强的方向 与正电荷在该点受到的电场力的方向相同； 与负电荷在该点受到的电场力的方向相反。 (1) E 与 F(电场力)、q(试探电荷) 无关 (2) E只取决于 Q(源电荷)、在电场中的位置 【例题1】地球周围存在电场。电荷量为 1.0×10-7 C 的试探电荷在地球表面某处受到的电场力的大小为 1.5×10-5 N，方向竖直向下。求该点的电场强度。 迁移：例题中，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 -2×10-8 C 的试探电荷，求该试探电荷受到的电场力。 新课引入 静电场 电场强度 电场线 点电荷电场 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，这样的曲线叫做电场线。 (电场线是假想的，实际电场中并不存在.) 新课引入 静电场 电场强度 电场线 点电荷电场 电场方向 —— 电场线 切线方向 电场强弱 —— 电场线的疏密 E ①假想的线 ②非运动轨迹 ③不相交、不相切不闭合 始于正电荷/无限远 止于无限远/负电荷 真空中点电荷的电场的电场线 新课引入 静电场 电场强度 电场线 点电荷电场 常见电场的电场线分布示意图 彼此靠近的带等量异种电荷的平行金属板之间的电场线（除边缘部分外）是相互平行且均匀分布的，表明各点场强的大小和方向都相同，这样的电场叫作匀强电场 新课引入 静电场 电场强度 电场线 点电荷电场 等量异种点电荷连线和中垂线上的电场强度分布特点 +Q -Q E1 E2 E E E E E为合场强 新课引入 静电场 电场强度 电场线 点电荷电场 +Q +Q E1 E1 E2 E2 E 等量同种种点电荷连线和中垂线上的电场强度分布特点 新课引入 静电场 电场强度 电场线 点电荷电场 +Q A r 正点电荷的电荷量为Q，在距此点电荷r处的A点的电场强度是多少？方向如何？ E=k Q r 2 Q是场源电荷的电量，r是场中某点到场源电荷Q的距离 E +q 新课引入 静电场 电场强度 电场线 点电荷电场 +Q A r 正点电荷的电荷量为Q，在距此点电荷r处的A点的电场强度是多少？方向如何？ E=k Q r 2 Q是场源电荷的电量，r是场中某点到场源电荷Q的距离 E +q 新课引入 静电场 电场强度 电场线 点电荷电场 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。 + - 正点电荷光芒四射 负点电荷万箭穿心 E=k Q r 2 两个场强公式对比 课堂小结 1．如图，P、Q是负电荷左侧电场线上的两点，若P、Q 两点的电场强度分别为EP、EQ，则（　　） A．EP＜EQ，且方向相同 B．EP＞EQ，且方向相同 C．EP＜EQ，且方向不同 D．EP＞EQ，且方向不同 课堂练习 A 20 2．如图所示，图中的带箭头实线均为电场线，下列说法正确的是（　　） A．图甲描述的是一带负电点电荷形成的电场B．图乙描述的是两个等量异种点电荷产生的电场C．图丙描述的是两个等量负电点电荷产生的电场D．图丁描述的是一带电平行板电容器两板间的电场 课堂练习 B 21 3．如图所示是一对不等量异种点电荷的电场线分布图，图中两点电荷连线长度为2r，左侧点电荷带电荷量为+2q，右侧点电荷带电荷量为-q，P、Q两点关于两电荷连线对称．由图可知（　　） A．P、Q两点的电场强度相同B．M点的电场强度大于N点的电场强度C．把同一试探电荷放在N点，其所受电场力大于放在M点所受的电场力D．两点电荷连线的中点处的电场强度为 课堂练习 B 公式　 比较内容 E＝F/q E＝kQ/r2 本质区别 定义式 决定式 意义及用途 给出了一种量度电场强弱的方法 指明了点电荷场强 大小的决定因素 适用范围 一切电场 真空中点电荷的电场 Q或q意义 q表示引入电场的检验 (或试探)电荷的电荷量 Q表示产生电场的 点电荷的电荷量 关系理解 E用F与q的比值来表示， 但E的大小与F、q大小无关 E不仅用Q、r来表示， 且E∝Q，E∝eq \f(1,r2) $$