1.3 静电场 电场强度和电场线 课件-2025-2026学年高二上学期物理教科版必修第三册

第一章 静电场 第三节 静电场 电场强度和电场线 重 力 弹 力 摩擦力 磁 力 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 一、物理学史—非接触力的认识历程 一、物理学史—非接触力的认识历程 查利·奥古斯丁·库仑 这类力不需要任何媒介也不需要时间，就能从一个物体立刻作用到相隔一定距离的另一个物体上——超距作用 艾萨克·牛顿 电荷间的作用 通过电场来实现的 一、物理学史—非接触力的认识历程 一、物理学史—非接触力的认识历程 一、物理学史—非接触力的认识历程 一、物理学史—非接触力的认识历程 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、物理学史—非接触力的认识历程 二、电场 1、场的性质： 产生 作用于 产生 作用于 电荷Q1 电荷Q2 电场 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。 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 二、电场 2、电场： 1、场源电荷Q：产生电场的电荷。 试探电荷条件： 点电荷，即体积很小 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 2、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。 F q 三、电场强度 如何判断空间中是否存在电场？ 三、电场强度 如何描述电场的强弱程度？ +Q 同一检验电荷q在电场不同位置受到电场力各不相同。这表明在电场不同位置，电场的强弱程度和方向是不同的。 q F1 q F2 q F3 q F4 三、电场强度 教材交流讨论P15： 如何描述电场的强弱程度？ 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。 2、公式：E=F/q ——定义式，其中q为试探电荷电荷量 E由电场本身决定，与试探电荷q电量、电性、有无都无关。 适用于一切电场。 E与F成正比，与q成反比吗？ 三、电场强度 4、单位：牛/库（N/C）或伏/米(v/m) 1伏/米=1牛/库 3、矢量。既有大小又有方向。 规定与该点正电荷受力方向相同；和该点负电荷受力方向相反。 5、物理意义：描述电场的力的性质（电场的强弱和方向） 例1：在电场中某点放一检验电荷，其电荷量为q，检验电荷受到的电场力为F，则该点电场强度为E=F/q，那么下列说法正确的是 （ ） A.若移去检验电荷q，该点的电场强度就为零 B.若在该点放一个电荷量为2q的检验电荷，该点的场强就变为E/2 C.若在该点放一个电荷量为-2q的检验电荷，则该点的场强大小仍为E，但电场强度的方向变为原来相反的方向 D.若在该点放一个电荷量为-2q的检验电荷，则该点的场强大小仍为E，且电场强度的方向还是原来的方向 三、电场强度 例2：真空中有一电场，在电场中的P点放一电量为4×10-9C的检验电荷，它受到的电场力为2×10-5N。 则：P点的场强为 _____ N／C; 把检验电荷电量减小为2×10-9C，则该电荷在P点受到的电场力 为_ _____N. 三、电场强度 5×103 1×10-5 四、点电荷的电场强度 推导：利用电场强度定义和库仑定律，推导点电荷周围某点的电场强度的大小： 1、点电荷电场决定式： 其中：Q— r— 场源电荷 距场源电荷的距离 思考1：能否说点电荷的电场中，E与电荷量Q成正比，与间距r2成反比？ 能！ 思考2：能否说r→0时，E→∞？ 不能！ 2、孤立点电荷周围场强方向： 正点电荷场强方向背离电荷 负点电荷场强方向指向电荷 教材P17 五、电场强度的叠加 如果空间同时存在两个及以上的点电荷，如何求合电场的场强？ （1）独立性：各个场源产生的电场互不干扰 （2）叠加原理：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，遵循平行四边形定则。 +q +q A +q -q B 五、电场强度的叠加 +Q -Q 1、等量异种电荷电场强度分布规律： 等量异种电荷： 连线上：从正电荷到负电荷：E先减小后增加，方向水平向右指向负电荷； 中垂线上：从中点到无穷远处，E一直减小，方向垂直于水平向右指向负电荷。 五、电场强度的叠加 +Q +Q 2、等量同种电荷电场强度分布规律： 等量同种电荷： 连线上：E先减小到0后增加，方向：从正电荷指出或指向负电荷 中垂线上：从中点到无穷远处，E先增加后减小，方向：沿中垂线。 五、电场强度的叠加 例：如图所示为一对等量异种电荷形成的电场，一质子在电场力和另一个未知力的共同作用下沿中垂线由匀速飞过，质子重力不计。则运动过程中质子所受该未知力的大小和方向的变化情况是（　　） A．先变大后变小，方向水平向右 B．先变大后变小，方向水平向左 C．先变小后变大，方向水平向左 D．先变小后变大，方向水平向右 B $