内容正文:
(第一课时)
第3节 电场 电场强度
第九章 静电场及其应用
浙江省杭州第十四中学
Hangzhou No. 14 High School of Zhejiang Province
杭十四中·刘云龙
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《神奇的“章鱼”》
请解释“魔术”的奥秘。
G
这种“非接触式的力”是如何实现的?
塑料丝带电且处于受力平衡状态。
超距作用?
课堂引入
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19世纪30年代,法拉第提出:在电荷的周围存在着由它产生的电场。
英国物理学家 法拉第(1791-1867)
A的电场
激发
激发
作用于
作用于
A电荷
B电荷
一、电场的概念
B的电场
电场是一种客观存在的物质,只不过看不见摸不着。
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照片中
哪个有风,
你是怎么判断的?
二、电场的基本性质
电场的基本性质:对放入其中的电荷(无论是静止还是运动)有力的作用。
A电荷
B电荷
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A电荷
三、寻找一个研究电场的工具:
+q
引入一个电荷量、体积都足够小的电荷,
既不破坏原有电荷的电场,
又便于研究各个点的性质,
这个电荷称为试探电荷。
场源电荷
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试探电荷
场源电荷
+Q
+q
四、研究电场
能不能说:
在电场中某点试探电荷受到的力越大,这一点的电场就越强?
F
库仑定律:
r
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(1)定义:_____________________________________________________
________________________。
电场强度(E)
+Q
+q
F
放入电场中某点的试探电荷,所受的静电力与它的电荷量之
比,叫作该点的电场强度
(4)标矢性:电场强度是 。
矢量
(2)大小:
E=
(3)单位:牛每库,符号为 N/C。
即:单位电荷量的点电荷在电场中受到的静电力大小。
(5)物理意义:反映了电场在各点的性质,与试探电荷无关。
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重点:电场强度的方向
场源电荷
+Q
-q
F
r
若将场源电荷换为负电荷:
场源电荷
+Q
+q
F
r
物理学中规定:
电场中某点电场强度的方向与正电荷在该点所受静电力的方向相同。
E
E
场源电荷
-Q
+q
r
F
E
场源电荷
-Q
-q
r
E
F
试探电荷
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若在电场中的某点A放一试探电荷+q,它所受到的静电力大小为F,方向水平向右。下列说法中正确的是
A.若将q移走,则该点的电场强度为零
B.在A点放一个负试探电荷,A点的电场强度方向为水平向左
C.在A点放一个负试探电荷,它所受静电力方向水平向左
D.在A点放一个电荷量为+2q的试探电荷,它所受的静电力仍为F
知识检测-1
+q
F
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(多选)如图是电场中某点的电场强度E及所受静电力F与放在该点处的试探电荷所带电荷量q之间的函数关系图像,其中正确的是
A B
C D
知识检测-2
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一、点电荷周围任意一点的电场强度大小
点电荷的电场强度的大小:
试探电荷q在电场中受到的静电力:
适用条件:真空、静止、点电荷。
场源电荷
+Q
+q
E
r
+q
+q
E1
E2
r1
r2
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项目 E= (定义式) E= (决定式)
意义及用途
适用范围
E与各量关系
Q或q的意义
给出了一种量度电场强弱的方法
指明了点电荷电场强度大小的决定因素
一切电场
真空中点电荷的电场
E的大小与F、q的大小无关
E∝Q,E∝
q是试探电荷的电荷量,Q是场源电荷的电荷量
总结提升
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二、点电荷周围任意一点的电场强度方向
+Q
+q
E
r
+q
E
r
+q
E
r
E
+q
r
+q
E
r
+q
E
r
+q
E
r
+q
E
r
-Q
+q
E
r
+q
E
r
+q
E
r
+q
E
+q
E
r
+q
E
r
+q
E
r
+q
E
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三、点电荷的电场强度
正点电荷的电场强度分布图:
负点电荷的电场强度分布图:
-Q
-
注意:如果以Q为圆心、r为半径作一个球面,则球面上各点的电场强度大小相等,但方向不同。
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如果在几个点电荷共同形成的电场中,如何求某点的电场强度呢?
+
Q1
Q2
P
E1
E1
E2
+
Q1
Q2
P
E
E2
E
若场源是多个点电荷:
则某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
注意 ①独立性——各个场源电荷产生的电场互不干扰.
②叠加原理——只有同时作用在同一区域内的电场才可以进行叠加.
一、多个点电荷电场强度的叠加
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【例题】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°。电荷量大小相等、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之比是多少?
知识检测-3:
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思考题:非点电荷的电场强度如何叠加?
【例题】如图,电荷量为 q 的点电荷与均匀带电薄板相距 2d ,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中 A 点的电场强度为 0 ,求带电薄板产生的电场在图中 B 点的电场强度。
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电场强度场强叠加
电场
电场强度
点电荷的电场强度
电场:由电荷激发,客观存在的一种特殊物质。
电场的基本性质:电场对放入其中的电荷有力的作用
定义式: E= (适用于一切电场)
负点电荷的电场强度 E 的方向沿半径向内。
单位: N/C
正点电荷的电场强度 E 的方向沿半径向外。
遵循平行四边形定则
场强叠加
决定式: (适用于真空中点电荷的电场)
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eq \f(1,r2)
eq \f(F,q)
keq \f(Q,r2)
$