9.3电场 电场强度 课件-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第三册

中物理 第九章 静电场及其应用 第3节 电场 电场强度 （高二 上） 新教材人教版 物理（高中必修第三册） 预习自测 1.判断下列说法的正误. (1)根据电场强度的定义式E＝ 可知，E与F成正比，与q成反比.(　　) (2)电场中某点的电场强度与正电荷受力方向相同，当该点放置负电荷时，电场强度反向.(　　) (3)由E＝ 知，在以Q为球心、r为半径的球面上，各处电场强度相同.(　　) (4)电场线是人们假设出来的，用以形象表示电场的强弱和方向，客观上并不存在.(　　) (5)匀强电场的电场线可以是间距相等的曲线.(　　) × × × √ × 2 相隔一定距离的电荷间可以发生力的作用。 通过起电机使人体带电，人的头发会竖起并散开。 课堂引入 电荷间的相互作用是通过什么发生的？ 为什么会出现这种现象？ 3 19世纪30年代，英国科学家法拉第提出：在电荷的周围存在着由它产生的电场（electric field)。 一、电场电场强度 法拉第 B A F 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。 4 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 电场对场中的其它电荷产生力的作用 一、电场电场强度 5 (1)定义:电场存在于电荷周围,是能传递电荷间相互作用力的一种特殊物质。 (2)电场的基本性质:对放入其中的电荷有力的作用，即电场力。 B电荷 A电荷 电场 (3)静电场:静止电荷产生的电场。 一、电场电场强度 1.电场 库仑力 静电力 ②电场以及磁场已被证明是客观存在的。场具有能量，也是物质存在的一种形式。 (4)说明： ①只要是带电体，周围都能产生电场。 电场对电荷有力的作用，怎样描述这种作用呢？ 一、电场电场强度 + Q 场源电荷 (源电荷) 试探电荷(检验电荷) q 试探电荷 (1)定义:用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷，叫试探电荷。 (2)特点:体积足够小;电荷量足够小。 试探电荷的引入不改变源电荷的电场。 场源电荷:激发电场的带电体所带的电荷叫场源电荷，或源电荷。 一、电场电场强度 8 观察下图，连接小球的细绳与竖直方向的夹角不同，离电荷Q 越远，夹角越小，这说明了什么问题？电场的强弱与哪些因素有关呢？ P1 P2 P3 A B C q q q 电 场 中 + 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 一、电场电场强度 9 + q2 q1 P1 在电场中的同一位置，由于小球所带电荷量不同，所受的电场力不同。 说明不能用电场力来反映电场的性质。 不同试探电荷受到的电场力与试探电荷的电量有关 一、电场电场强度 10 寻找一个不变的量 进一步研究表明： 对于电场中的同一点，试探电荷受到的电场力与其电荷量的比值是一定的。 一、电场电场强度 11 (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，某点的电场强度数值上等于单位正电荷在该点所受的电场力。 (1)定义：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。 (2)定义式： (比值定义法) 一、电场电场强度 2.电场强度 q带入正值 适应所有电场 (5)电场强度的方向 +Q +q F E +Q -q F E 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。 一、电场电场强度 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。 (6)电场强度的三个性质 ②唯一性：电场中某点的电场强度E是唯一的，是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)决定的，与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关。电场中不同的地方，电场强度一般是不同的。 ①矢量性：电场强度也描述电场的方向，是矢量，其方向与在该点的正电荷所受电场力的方向相同，与在该点的负电荷所受电场力的方向相反。 一、电场电场强度 ③叠加性：如果有几个静止电荷在空间同时产生电场，那么空间某点的场强是各场源电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和 一、电场电场强度 电场中有一点P，点P处放一试探电荷q，关于P点的电场强度，下列说法正确的是  A.P点电场强度的方向总是跟静电力的方向一致 B.将放在P点的试探电荷q拿走，则P点的电场强度为零 C.根据公式E＝ 可知，P点电场强度的大小跟静电力成正比，跟放入P点 的电荷的电荷量成反比 D.P点的电场强度越大，则同一试探电荷在P点所受的静电力越大 例1 √ 一、电场电场强度 例2　如图所示，在一带负电荷的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q1＝－2.0× 10－8 C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0×10－6 N，方向如图，则： (1)B处电场强度多大？方向如何？ (2)如果换成一个q2＝＋4.0×10－7 C的电荷放在B点， 其受力多大？此时B处电场强度多大？ (3)如果将B处电荷拿走，B处的电场强度是多大？ 二、点电荷的电场　电场强度的叠加 1.点电荷电场强度 - （大小） （方向） （决定式） + 方向：正点电荷电场方向背离电荷 负点电荷电场方向指向电荷 特点：以点电荷为圆心的圆上的各个位置上的电场强度大小相同，但方向不同。 Q ：场源电荷 r ：电场中点到Q的距离 适应点电荷电场 二、点电荷的电场　电场强度的叠加 2.电场强度的叠加 +Q ＋Q +Q -Q 独立性：各个场强对电荷的作用互不影响。 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。 1 E 2 E + 1 Q 2 Q P E + 1 Q 2 Q P 1 E 2 E E 二、点电荷的电场　电场强度的叠加 带电体 思考：一般带电体形成的电场？ 电场强度 一个点电荷 两个点电荷 叠加 多个点电荷 叠加 一般带电体 叠加 一个半径为R的均匀带电球体（球壳）在外部产生的电场： r P r P （r >R） 二、点电荷的电场　电场强度的叠加 例3　如图，真空中有一等边三角形ABC，边长d＝0.30 m．在A点固定一电荷量q1＝＋3.0×10－6 C的点电荷，静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，求： (1)点电荷q1产生的电场在C处的电场强度E1的大小； (2)在B点固定另一个q2＝－3.0×10－6 C的点电荷，则C处 合电场强度E的大小及方向； (3)在(2)条件下，试探电荷q3＝＋5.0×10－7 C放在C处受到的静电力F大小． 二、点电荷的电场　电场强度的叠加 (2021·平冈中学高二上月考)如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°.电荷量相等、电性相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P点，此时O点的电场强度大小为E2，则E1与E2之比为 针对训练 √ 二、点电荷的电场　电场强度的叠加 例4如图所示，等边三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷＋q、－q、－q，已知三角形边长为L，静电力常量为k，则该三角形中心O点处的电场强度大小、方向如何？ 三、电场线　匀强电场 (1)电场线：画在电场中的一条条有方向的曲线。 ①曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向； ②在同一幅图中，电场线的疏密反应电场强度的小大。 EA EB A b a B Ea Eb > 电场线是为形象描述电场而引入的假想线 (2)描述方法： 英国物理学家法拉第采用了一个简洁的方法来描述电场，那就是电场线 (3)特点： 同一电场的电场线在电场中不相交。 电场线从正电荷或无限远出发，终止于负电荷或无限远，是不闭合的曲线。 1.电场线 三、电场线　匀强电场 正点电荷的电场线 猜想：正点电荷的电场线是什么样的？ 推测：负点电荷的电场线是什么样的？ 负点电荷的电场线 三、电场线　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)匀强电场的电场线：间隔相等的平行直线。 2.匀强电场 实例：相距很近带有等量异种电荷的一对平行金属板间的电场(忽略边缘)可以看做匀强电场。 三、电场线　匀强电场 如图所示是电场中某区域的电场线分布，a、b是电场中的两点，则 A.a点的电场强度较大 B.同一点电荷放在a点受到的静电力比放在b点 时受到的静电力小 C.正电荷在a点由静止释放，它在静电力作用下运动的轨迹与电场线一致 D.电荷在a点受到的静电力方向必定与该点电场方向一致 例5 √ 三、电场线　匀强电场 (2022·北京师范大学珠海分校附属外国语学校高二期末)在下图各电场中，A、B两点电场强度相同的是 例6 √ 四、两等量点电荷的电场 1.等量异种点电荷的电场 水平方向O点场强最小 O点 A点 竖直方向O点场强最大 无穷远处场强最小为零 （1）沿着两个点电荷的连线，电场强度先变小，后变大 （2）从两点电荷连线中点 O 沿中垂面(中垂线)到无穷远处，电场强度逐渐减弱。 （3）连线或中垂面(中垂线)上关于 O 点对称的两点电场强度相同（等大、同向） B点 四、两等量点电荷的电场 O 2.等量同种点电荷的电场 没有画电场线的地方有电场 O点场强最小，为零 A点 B点 竖直方向场强先变大后变小，无穷远处为零 （1）两点电荷连线上各点的电场强度先变小后变大，中点 O 电场强度为零。 （2）从两点电荷连线中点 O 沿中垂线到无穷远处，电场强度先变大后变小。 （3）连线或中垂线上关于 O 点对称的两点电场强度等大、反向。 四、两等量点电荷的电场 比较 等量异种点电荷 等量正点电荷 电场线分布图   电荷连线上的电场强度   中垂线上的电场强度 关于O 点对称位置电场强度   两种等量点电荷电场的比较 沿连线先变小后变大 O点最小，但不为零 O点为零 O点最大，向外逐渐减小 O点最小，向外先变大后变小 A与A′、B与B′、C与C′ 等大同向 等大反向 四、两等量点电荷的电场 几种典型电场的电场线 四、两等量点电荷的电场 (2021·宿迁市修远中学高一月考)在M、N两点放置等量的异种点电荷如图所示，MN是两电荷的连线，HG是两电荷连线的中垂线，O是垂足.下列说法正确的是 A.OM中点的电场强度大于ON中点的电场强度 B.O点的电场强度大小与MN上各点相比是最小的 C.O点的电场强度大小与HG上各点相比是最小的 D.将试探电荷沿HG由H移送到G，试探电荷所受静电力先减小后增大 例7 √ 四、两等量点电荷的电场 两个带等量正电荷的点电荷，O点为两电荷连线的中点，a点在连线的中垂线上，若在a点由静止释放一个电子，如图所示，仅在静电力作用下，关于电子的运动，下列说法正确的是 A.电子在从a点向O点运动的过程中，加速度 越来越大，速度越来越大 B.电子在从a点向O点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大 C.电子运动到O点时，加速度为零，速度最大 D.电子通过O点后，速度越来越小，一直到速度为零 例8 √ 四、两等量点电荷的电场 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。 THANKS “ ” 考点二　电场、电场强度 4．电场强度叠加 考点三　电场线的理解及应用 电场线的立体图 考点三　电场线的理解及应用 电场线的立体图 考点三　电场线的理解及应用 电场线的立体图 考点三　电场线的理解及应用 电场线的立体图 考点三　电场线的理解及应用 电场线的立体图 考点三　电场线的理解及应用 电场线的立体图 A.1∶2 B.2∶1 C.2∶ D.4∶ $