9.3 电场 电场强度 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件聚焦“电场 电场强度”核心内容，涵盖电场的物质性、电场强度的定义与矢量性、点电荷电场公式、场强叠加及电场线等知识点。通过“怒发冲冠”静电现象图片导入，结合问题引导学生思考电荷间相互作用的本质，搭建从宏观现象到微观电场概念的学习支架。 其亮点在于以物理观念（物质观念）和科学思维（模型建构、科学推理）为核心，采用比值定义法建立电场强度概念，通过对比E=F/q（定义式）与E=kQ/r²（决定式）突破难点，结合电场线形象化描述场强分布。例题与课堂练习设计层层递进，助力学生深化理解，教师可借助清晰的重难点梳理提升教学效率。

秒出助手 9.3 电场 电场强度 第九章 静电场及其应用 人教版（2019） · 高中物理必修三 1 01 02 03 电场 电场强度—学习目标 1. 通过类比“重力场”，推理电场的存在，培养类比推理、抽象概括的能力； 2. 经历“提出问题（电荷间作用力如何传递）—猜想假设（存在电场）—实验探究（试探电荷的作用）—归纳总结（电场强度定义）”的过程，培养科学探究与逻辑推理能力； 3. 能运用电场强度公式进行简单计算，区分电场强度的定义式与决定式，培养分析问题、解决问题的能力。 1. 设计“试探电荷探究电场强弱”的模拟实验，体会“控制变量法”“比值定义法”在物理研究中的应用； 2. 鼓励学生提出关于电场的疑问，尝试通过分析、讨论解决问题，培养创新思维和探究意识。 04 1. 体会物理学家探索“电场”的艰辛历程，培养严谨的科学态度和持之以恒的探究精神； 2. 认识电场在生产生活中的应用（如静电除尘、电容器），了解物理与社会的联系，树立“科学服务于人类”的责任意识。 1. 理解电场是电荷周围客观存在的特殊物质，打破“看得见、摸得着才是物质”的固有认知，建立“场”的物质观； 2. 掌握电场强度的定义、物理意义、单位及矢量性，明确电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，能区分电场强度与试探电荷的关系。 物理观念 科学探究 科学态度 科学思维 2 重难点 电场 电场强度—重难点 01 重点 02 难点 1. 电场的物质性及电场强度的定义、物理意义； 2. 电场强度的矢量性，能判断电场的方向； 3. 电场强度公式（定义式 ）的理解与简单应用。 1. 突破“电场看不见、摸不着”的抽象性，建立电场的物质观； 2. 理解“比值定义法”的本质，明确电场强度E与试探电荷q无关，仅由电场本身决定； 3. 区分电场强度的定义式（ ）与点电荷电场强度的决定式（ ），理解两者的适用条件。 3 01 目 录 电场强度 电场 02 03 点电荷的电场 电场强度的叠加 04 电场线 4 电场—情景导入 思考：通过起电机或摩擦使人体带电后，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？ 5 第一部分 电场 6 电场—电场的提出历程 思考：两电荷不接触却能产生力的作用，它们之间的这种力的作用是怎样产生的呢? B θ + + + + + + A + + + + + + 7 电场—电场的提出历程 19 世纪 30 年代，英国科学家法拉第提出一种观点，认为在电荷的周围存在着由它产生的电场。电荷之间通过电场相互作用。 法拉第 电荷A 电荷B 电场 8 电场—电场的定义 (1)电场：在电荷的周围存在着一种特殊物质，这种物质看不见、摸不着，我们把这种物质叫作电场。 注意：电场以及磁场已被证明是一种客观存在的物质，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。不过只有在研究运动的电荷，特别是运动状态迅速变化的电荷时，上述场的物质性才突显出来。本章只讨论静止电荷产生的电场。 (2)电场力：电场对放入其中的电荷有力的作用，电荷之间的相互作用就是通过电场来实现的，电场对电荷这种力的作用叫电场力。 9 电场—电场的检验 既然电场看不见、摸不着，那怎么才能感知到电场的存在呢？如何才能去研究电场呢？ +Q + + q 思考1：在空间中放一个点电荷+Q，它周围有电场吗？如何验证 Q是被检验的电荷——场源电荷或源电荷 q是用来检验电场的电荷——检验电荷或试探电荷 对检验电荷的要求： 电量足够小：对场源电荷的分布不产生明显影响，不改变原电场，通常选择正电荷作为试探电荷； 体积足够小：可以精确检测电场各位置； 试探电荷q发生了偏转，说明q有受到力即Q通过电场对q有力的作用 10 电场强度—电场的研究 思考2：把同一试探电荷放在不同的位置，悬线的倾角不同，说明什么？ +Q + + + + 说明：试探电荷受到的静电力的大小、方向跟位置有关。 同一试探电荷，受力大的位置电场强，受力小的位置电场弱。故电场的强弱跟位置有关。 11 第二部分 电场强度 12 电场强度—电场的研究 思考3：电场有强弱，电场的强弱能否用静电力来表示？ 不能，原因：同一位置，电场的强弱应该是不变的，而F随试探电荷的改变而改变,所以静电力不能表示电场的强弱。 观察一下，下图中什么量不随试探电荷的改变而改变？ +Q A +q +2q +nq 2F nF 不随试探电荷的改变而改变。 数值上等于单位电荷量受到的库仑力 能表示电场的强弱 13 电场强度—定义 1.定义： 2.定义式： 3.单位： （适用于任何电场，运算时q不带正负号） 放入电场中某点的试探电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。 牛/库；即 N/C —比值定义法 4.物理意义： 描述电场力的性质的物理量，数值上等于单位电荷所受的电场力。 14 电场强度—电场的性质 5.对电场强度的理解： 某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身（即场源电荷与位置），与检验电荷的正负、电荷量的大小、有无及受到的电场力均无关。 6.电场强度三性： ①矢量性：电场强度E是表示电场力的性质的一个物理量。规定正电荷受力方向为该点场强的方向。 ②唯一性：电场中某一点处的电场强度E是唯一的，它的大小和方向决定于形成电场的电荷及空间位置，与放入电荷无关。 ③叠加性：在同一空间，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。 15 电场强度—例题讲解 例1：电场中有一点P,下列说法正确的（ ） A.若P点没有试探电荷，则P点场强为零 B.若放在P点的电荷的电荷量减半，则P点的场强减半 C.P点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大 D.P点的场强方向就是放在该点的电荷受电场力的方向 C 场强：它是客观存在的，与试探电荷的电荷量q无关，而与产生电场的场源电荷的电荷量Q及P的与场源电荷之间的距离r有关。 16 第三部分 点电荷的电场 电场强度的叠加 17 点电荷电场—引入 场源电荷 Q q 试探电荷 P r 思考4：如图所示，在电荷量为Q的正点电荷的电场中，P点到Q的距离为r，则Q在P点的电场强度是多大？方向如何？ 正试探电荷q在电场中受到的静电力是F， 根据库仑定律：F= k 电场强度: E= = k 方向沿QP的连线向外。 18 点电荷的电场—表达式 q r Q E= F=k E=k （1）点电荷的电场强度大小 （2)适用条件： 真空中静止的点电荷 正点电荷场强的方向：沿二者连线向外 q r -Q 负点电荷场强的方向：沿二者连线向里 点电荷电场强度的决定式 19 例2.关于电场强度，下列说法正确的是( ) A.在以点电荷为球心、r为半径的球面上，各点的电场强度都相同； B.正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大； C.若放入正电荷时，电场中某点的电场强度方向向右，则放入负电荷时，该点的电场强度方向仍向右； D.电荷所受到的静电力很大，说明该点的电场强度很大； C 点电荷的电场—例题讲解 20 点电荷的电场—决定因素 （3）E的决定因素：跟场源电荷和位置有关，与试探电荷无关 (4)均匀带电球体： 一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在外部产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。 q r Q E=k (5)E= 与 E=k 的比较 E=k 决定式 真空中点电荷的电场 EQ、E E= 定义式 适用于一切电场 E与F、q无关 21 电场强度的叠加 +Q -Q E1 E2 E 思考5：空间中存在多个场源电荷，如图，如何求电场中某点(如A点)的电场强度？ O A 结论：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。 22 电场强度的叠加—例题讲解 例3.如图所示，四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q，分别固定在正方形的四个顶点上，正方形边长为a，则正方形两条对角线交点处的电场强度（ ） A.大小为，方向竖直向上； B.大小为，方向竖直向上; C.大小为方向竖直向下； D.大小为，方向竖直向下； C 23 第四部分 电场线 24 电场线—电场线的提出 思考6：电场看不见，摸不着，有没有形象化描述的办法? 1.定义：为了形象描述电场强度的大小和方向，在电场中画一系列有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向，曲线的疏密表示电场的强弱。这一系列曲线称为电场线。 EA EB EC 法拉第：为了形象描述电场而引入了假想曲线——电场线 25 电场线—几种常见的电场线 26 电场线—几种常见的电场线 正点电荷 负点电荷 特点： ①离点电荷越近，电场线越密，场强越大。 ②以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。 2.正、负点电荷的电场线的分布 27 电场线—几种常见的电场线 3.等量异种点电荷的电场线分布 特点： ①连线上，场强先变小后变大，O点场强最小； ②中垂面（MN）上，场强方向均相同，O点场强最大；向两侧远离时，场强逐渐减小，且关于0对称的两点场强相同； O N M 28 电场线—几种常见的电场线 4.等量同种点电荷的电场线分布（以正电荷为例） 特点： ①连线中点O处场强最小为0，中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为0； ②中垂面（MN）上，从中点O到无限远时，场强先变大后变小，关于0对称的两点场强大小相等，方向相反； O N M 29 电场线—几种常见的电场线 5.匀强电场:电场中各点电场强度大小、电场强度的方向都相同的电场。 匀强电场的电场线：间隔相等的平行直线。 30 电场线—几种常见的电场线 31 电场线—电场线的特点 ①电场线是假想线； ②电场线不相交(相交则会有两个切线，两个场强方向)； ③从正电荷(或无限远)出发，终止于负电荷(无限远)； ④电场线的疏密程度来表示电场强度，越密E越大； 6.电场线的特点： A B C 在右图中 ①哪一点的电场强度最强哪一点的电场强度最弱？ ②画出各点电场强度的方向。 ③把负的点电荷分别放在这三个点，画出它所受静电力的方向。 32 电场线—例题讲解 C 33 课堂小结 知识 梳理 电场 电场线 电场：在电荷的周围存在着一种特殊物质，这种物质看不见、摸不着，我们把这种物质叫作电场。 为了形象描述电场强度的大小和方向，在电场中画一系列有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向，曲线的疏密表示电场的强弱。这一系列曲线称为电场线。 点电荷的电场 电场强度的叠加 决定式：E=k E的决定因素：跟场源电荷和位置有关，与试探电荷无关 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 电场强度 定义：放入电场中某点的试探电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。 表达式： （适用于一切电场）——比值定义法 理解：某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身（即场源电荷与位置），与检验电荷的正负、电荷量的大小、有无及受到的电场力均无关。 34 课堂练习 1．当在电场中某点放入电荷量为q的正试探电荷时其所受电场力为F，并由此得出该点场强为E；若在同一点放入电荷量为q′=2q的负试探电荷时，则下列描述正确的是（　　） A．该点场强大小为2E，方向与E相同 B．该点场强大小仍为E，但方向与E相反 C．试探电荷q′在该点所受电场力大小为2F，方向与E相反 D．试探电荷q′在该点所受电场力大小仍为F，方向与E相同 C 35 课堂练习 2．如图所示的电场中，有A、B两点，下列说法中正确的是（　　）A．A点的电场强度小于B点的电场强度 B．A、B两点的电场强度大小与放置于该点的电荷有关 C．正电荷在A点受到的电场力方向与该点的电场强度方向相同 D．负电荷在A点受到的电场力方向与该点的电场强度方向相同 C 36 课堂练习 3．如图所示，半径为R的绝缘细圆环上均匀带正电，此时圆心O点处的电场强度刚好为零，点A、B、C将圆环三等分。若仅取走劣弧 上的电荷，此时圆心O处的电场强度方向为（ ） A．沿OC方向指向左 B．沿CO方向指向右 C．沿OA方向斜向上 D．沿OB方向斜向下 B 37 课堂练习 4．如图所示，a、b、c、d分别是一个菱形（竖直放置）的四个顶点， 。O点为菱形对角线的交点，现将三个电荷量均为+Q的点电荷分别固定在a、b、c三个顶点上，下列说法正确的是（　　） A．d点的电场强度大于O点的电场强度 B．d点的电场强度等于O点的电场强度 C．d点电场强度的方向由O指向d D．O点电场强度的方向由d指向O C 38 感谢聆听 39 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.76.100 Lavf59.23.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 例4.图中的虚线为真空中两个半径相同的带电金属球体之间的部分电场线，电场线关于两球心连线的垂直平分线OO'对称，a和a'、b和b'分别关于OO'对称。下列说法正确的是（　　） A．两个金属球一定带同种电荷 B．a、a'两点的电场强度相同 C．b、b'两点的电场强度相同 D．将一电荷量为q的负电荷从a移动到a'，静电力不做功 $