9.3 电场 电场强度（培优教学课件）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，通过“蜘蛛无风飞行”视频导入引发思考，从电场的提出（法拉第观点）出发，逐步展开试探电荷与场源电荷、电场强度定义（比值法）、点电荷电场、场强叠加、电场线及匀强电场，构建连贯的知识支架。 其亮点在于以物理观念（场物质性）和科学思维（模型建构、科学推理）为核心，如用表格分析试探电荷受力与电荷量比值引出电场强度，通过电场线模拟（点电荷、等量电荷分布）直观呈现场强，例题与练习强化应用。助力学生理解抽象概念，为教师提供系统教学资源，提升教学效率。

3. 电场 电场强度 第九章 静电场及其应用 人教版必修第三册 导入新课 观看视频，思考风蜘蛛为什么会无风飞行？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？ 物理观念 知道电场的物质性，理解电场强度的定义与物理意义。熟知典型电场线分布，了解粒子电场受力特点。 科学思维 掌握比值定义法，学会场强的叠加与定量计算。利用电场线分析电场强弱、方向，掌握电场力受力分析方法。 科学态度 与责任 感知场物质的存在，建立全新的物质认知观念。体会物理模型的直观性，提升物理现象分析能力。 学习目标 重点 电场强度概念、定义式，常见电场场强特点。电场线的特点与分布，电场线的应用分析。 难点 电场强度的矢量叠加，比值定义法的理解。复杂电场电场线辨析，根据电场线判断场强变化。 重点难点 1. 电场与电场强度 2. 点电荷的电场与电场强度的叠加 3. 电场线 4. 匀强电场 5. 课堂总结 6. 练习与应用 第3节 电场 电场强度 学习内容 一、电场 电场强度 第3节 电场 电场强度 1、电场的提出 而电荷之间却不必接触也能发生作用，它们之间的相互作用是通过什么作用的呢？ 弹力是接触物体的形变产生的，摩擦力是接触物体的相对运动产生的。 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)。 法拉第 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。 电场 电场 电场 电场 FB ＋ 电荷A 电荷B — 1、电场的提出 B A F F 电场对场中的其它电荷产生力的作用 电荷 电荷 电场 法拉第提出：在电荷的周围存在着由它产生的电场，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。 电场以及磁场已被证明是客观存在的，并且是互相联系的，统称为电磁场。 1、电场的提出 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。 3.静电场:静止电荷产生的电场。 2、电场概念与性质 说明：电荷周围都能产生电场。电场对于电荷的作用实际是电场与电场的相互作用。电场是一种客观存在。场具有能量，也是物质存在的一种形式。 电场对电荷有力的作用，怎样描述这种作用呢？ 2.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。 1.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。 3、试探电荷与场源电荷 ＋ 场源电荷 试探电荷 +q F 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？ 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 4、电场强度的引入 能否说电荷受力越大，电场越强？？ + 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 4、电场强度的引入 思考与讨论:在某场源电荷Q周围产生的电场内同一直线上A、B、C、D四个位置分别放上试探电荷，请补充完成下表 位置 试探电荷电量q/c 试探电荷受力F/N A q F B q C 18q D 32q A ＋ B r r/2 D 2r 3r/2 C Q 问题1： A、B两位置中哪个电场强？ 问题2： C、D两位置中哪个电场强？ 问题3： B、C两位置中哪个电场强？ 4F 8F 8F 4、电场强度的引入 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。 4、电场强度的引入 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。 （描述该点电场强弱和方向，场强反映电场的力的性质，由电场本身决定，与放入的试探电荷无关 。 ） 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。 E与F成正比，与q成反比？ 2.定义式： (比值定义法) 5、电场强度 +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。 　　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． 即：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；跟负电荷在该点所受的静电力的方向相反。 6、电场强度的方向 1.客观唯一性：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。 2.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。 点电荷是最简单的场源电荷，它激发的电场有什么特点呢？ 7、电场强度的性质 例1 :由电场强度的定义式 可知,下列说法正确的是( ) A. 在电场中的同一点，电场强度 跟 成正比,跟 成反比 B. 在电场中的同一点，无论试探电荷所带的电荷量如何变化, 始终不变 C. 如果电荷在电场中某点所受的电场力大,则该点的电场强度就强 D. 一个小球在 点受到的电场力为0, 点的电场强度一定为0 8、例题分析 [解析]电场强度是表示电场的强弱和方向的物理量,只跟场源电荷有关,跟放入其中的试探电荷无关, 是电场强度的定义式,不是决定式， 、 错误, 正确;不带电的小球在 点受到的电场力为0, 点的电场强度不一定为0,故 错误。 答案：B 8、例题分析 二、点电荷的电场与电场强度的叠加 第3节 电场 电场强度 1、点电荷的电场 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。 + - 点电荷是最简单的场源电荷，它激发的电场有什么特点呢？ 适用条件： 只适用于真空中静止的点电荷 正点电荷电场方向背离电荷 负点电荷电场方向指向电荷 电场强度的叠加：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。 如果场源电荷不只是一个点电荷，那么电场强度又是多少呢？ + 1 Q 2 Q P 1 E 2 E 因为电场强度是矢量，若几个点电荷同时存在，这时某点的电场强度，等于各个点电荷在该点单独产生的电场强度的矢量和。 1 E 2 E + 1 Q 2 Q P E E E2 +Q1 +Q2 A E1 E2 E 2、场强的叠加 3、带电球体（球壳）的场强 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。 r Q P Q r P + + + + + + + 例2：如图所示，边长为 的等边三角形的三个顶点 、 、 上各放置一个点电荷，三个点电荷所带电荷量均为 ，其中 、 处的为正电荷， 处的为负电荷， 为等边三角形外接圆的圆心， 为 、 连线的中点，静电力常量为 ，则 点的电场强度( ) A. 方向向左 B. 方向向右 C. 大小为 D. 大小为 4、例题分析 [解析] 为 、 连线的中点， 、 处的正电荷在 处产生的场强等大反向，则 点的电场强度为 处的负电荷产生的电场强度，根据几何关系可知， 的距离为 ，根据点电荷电场强度公式 ，方向沿 连线指向 点，故 、 、 错误， 正确。 答案：C 4、例题分析 三、电场线 第3节 电场 电场强度 电场看不见,摸不着,除了用公式描述电场以外，我们还可以用什么方法形象地了解和描述电场中各点电场强度的大小和方向呢？ 法拉第采用了一个简洁的方法来描述电场，那就是电场线。 法拉第 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.) A B C 1、电场线 点电荷的电场 1、点电荷的电场线 2、等量电荷的电场线 等量电荷电场 3、电场线的模拟 （1）电场线总是从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷。 （2）电场线不会相交，也不会相切 （3）电场线密的地方场强强，电场线疏的地方场强弱 （4）电场线是假想的，实际电场中并不存在 （5）电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系 4、电场线的特点 问题：为什么任意两条电场线不相交吗? 如果相交，交点就会有两个切线，也就会有两个场强方向。而同一点场强大小方向是唯一的。 不等量电荷 点电荷与导体 +2q -q 4、不等量电荷的电场线 2.两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，场强方向均相同，且总与中垂面(线)垂直。在中垂线上到O点等距离处各点的场强相等，中点场强最大。 1.两点电荷连线上各点，电场线方向从正电荷指向负电荷。连线上， 中点场强最小； 3.在中垂面(线)上的电荷受到的电场力的方向总与中垂面(线)垂直，因此，在中垂面(线)上移动电荷时电场力不做功。 5、等量异号电荷的电场线与场强 1.两点电荷连线中点O处场强为零，此处无电场线。 3.在中垂面(线)上从O点到无穷远，电场线先变密后变疏，即场强 先变强后变弱． 2.两点电荷连线中垂面(中垂线上)，场强方向总沿面(线)远离O(等量正电荷) 5、等量同号电荷的电场线与场强 四、匀强电场 第1节 电荷 第3节 电场 电场强度 1、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。 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。 例3： 在下图各电场中， 、 两点电场强度相同的是( ) A. B. C. 2、例题分析 D. [解析]题图A中， 、 是离点电荷等距的两点，根据 知，电场强度大小相等，但电场强度是矢量，方向不同，则电场强度不同，故 错误；图B中，根据 可知， 点的电场强度大于 点的电场强度，故 错误；图C是匀强电场， 、 两点的电场强度相同，故 正确；图D中， 、 两点电场线方向不同，疏密程度也不同，则电场强度不同，故 错误。 答案：C 2、例题分析 五、课堂总结 第3节 电场 电场强度 电场 电场强度 电场与电场强度 电场线 电场 电场强度 定义 大小、方向 点电荷的电场强度 电场线的概念 电场线的性质 典型电场线分布 五、课堂总结 场强的叠加 六、练习与应用 第3节 电场 电场强度 六、练习与应用 1. 把电荷量为 的试探电荷放到电场中的某点，测得该点的电场强度为 ，若在同一点放入电荷量为 的试探电荷时，测得该点的场强( ) A. 大小为 ，方向与 相同 B. 大小为 ，方向与 相反 C. 大小为 ，方向与 相同 D. 大小为 ，方向与 相反 六、练习与应用 [解析]选 。电场强度由电场本身决定，与放入的试探电荷无关，所以该点的电场强度大小仍为 ，方向与 相同。 答案：A 2. （电场线）如图表示电场的电场线，依图分析电场中 点的电场强度比 点的电场强度小的是( ) A B C D 六、练习与应用 六、练习与应用 [解析]选 。电场线的疏密程度反映了电场强度的大小， 点的电场强度比 点的电场强度小，从电场线上表现为 点处的电场线比 点处的稀疏。 答案：B 3. （对电场线和电场强度的理解）一个正点电荷的电场线分布如图所示，将电子分别放置于电场中的 、 两点，下列说法正确的是( ) A. 点的电场强度小于 点的电场强度 B. 电子在 点所受的电场力小于在 点所受的电场力 C. 电子在 点所受电场力的方向与电场线指向相同 D. 电子在 点所受电场力的方向与电场线指向相反 六、练习与应用 六、练习与应用 [解析]选 。电场线的疏密表示电场的强弱，可知 点的电场强度大于 点的电场强度，电子在 点所受的电场力大于在 点所受的电场力，故 、 错误；电子带负电，无论在 点还是在 点所受的电场力方向都与电场强度的方向相反，故 错误， 正确。 答案：D 六、练习与应用 4.如图所示，在一带负电荷的导体 附近有一点 ，如在 处放置一个 的电荷，测出其受到的静电力 大小为 ，方向如图，则： （2） 如果换成一个 的电荷放在 点,其受力多大？此时 处电场强度多大？ （1） 处电场强度多大？方向如何？ （3） 如果将 处电荷拿走， 处的电场强度多大？ 六、练习与应用 [1解析]由电场强度公式可得 ，因为 处是负电荷，所以 处电场强度方向与 方向相反。 [2解析] 在 点所受静电力大小 ,方向与电场强度方向相同，也就是与 方向相反。 此时 处电场强度大小仍为 ，方向与 方向相反。 [3解析]某点电场强度大小与有无试探电荷无关，故将 处电荷拿走， 处电场强度大小仍为 。 感谢观看 Thank you for listening Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.23.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $