高中物理选修3-1人教版课件-1电场强度 31页

1.3、电场强度 点电荷： 库仑定律 ： 大小及形状可忽略的带电体 真空中两个点电荷之间相互作用的电力， 跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的 距离的二次方成反比，作用力的方向在它 们的连线上。 2 21 r qkqF  问题1：电荷之间的相互作用力是如何发生的？ 法拉第提出“场”概 念 英国物理学家 法拉第 （1791-1867） 电荷之间通过电场发生相互作用 一.电场 1.定义：电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质 电荷A 电荷B F 电场 电场 电场 电场F′ Q1 Q2r 一.电场 1.定义：电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质 2.电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用 实验中的带电小球是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况 的，称为试探电荷，或检验电荷； 被检验的电场是电荷O所激发的，所有电荷O称为场源电荷，或 源电荷。 电荷量和尺寸充分小 问题2：怎样描述电场的强弱？ 2q、3q的试探电荷依次放在A、B两点，请分别确定 试探电荷所受电场力的大小．（静电力常量k为已知） 如图，真空中的点电荷电量 是Q，A、B是其电场中两点， AQ的距离为r，BQ的距离为 2r．现将电量为q、 2 3 r kQq 2r kQq 2 2 r kQq 24r kQq 24 2 r kQq 24 3 r kQq 对表中的数据分别进行 横向和纵向的对比分 析．并据此说明能否用 力和电量的比值表示电 场的强弱？ 检 验 A BQ r 2r F/q能反映单位电荷受到的电场力的性质——电 场的强弱 在电场中不同的点，比值F/q一般是不同的。 在电场中的同一点，比值F/q是恒定的 结果表明： 类比：同一材料物质的实心物体，密度是一定的。 类比：不同材料物质的实心物体，密度一般是不同的。 类比：m/v能反映单位体积所含物质多少的性质—密度。 问题2：怎样描述电场的强弱？ 二.电场强度E 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。 q FE  一.电场 1.定义：电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质 2.电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用 4.理解： （1）它能反映电场力的性质，与放入的电荷无关，由电场本身决 定。 （2）知道某点场强E，任意电荷q受力：F=Eq 2.单位：伏/米(v/m) 1伏/米=1牛/库 3.方向：电场中某点正电荷受力的方向为该点场强方向 电场中有一点P，下列说法正确的是（ ） A、若放在P点电荷的电量减半，则P点的场 强减半 B、若P点没有检验电荷，则P点的场强为零 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点的场强方向为检验电荷在该点的受力 方向 C 例题：请你求出点电荷的电场强度。 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 q FE  2r kQqF  2 2 r kQ q r Qqk q FE  二.电场强度E 一.电场 1.点电荷场强大小： 2.场强方向：正点电荷电场方向背离电荷 负点电荷电场方向指向电荷中心 三.点电荷电场强度 2r kQE  .+Q . . A B +q +q 如图，在电荷Q周围跟Q距离相等的 不同点A、B放上试探电荷q，电荷q受到 的电场力的大小是否相等？A、B两点的 电场强度是否相同？ [解析] 试探电荷q在A、B两点所受的电场力大 小相等，但方向不同，所以A、B两点的电场强 度不相同。 练习与思考 空间存在电场，在电场中的A点放入电量为 2×10-9C的正电荷，电荷受到方向向右大小为 4×10-4N的电场力，A点的场强大小为______ V/m ，方向______；若在该点改放电量为1 × 10-5C的负电荷，电荷受到的电场力大小为___N， 方向______；此时A点的场强大小为 ______V/m；方向______ ． 如果不在A点放电荷，该点的场强大小为 _______ V/m ． 2×105 向右 2 向左 2×105 向右 2×105 公式 与 的对比理解 q FE  2r QkE  q FE  2r QkE  二.电场强度E 一.电场 1.点电荷场强大小： 2.场强方向：正点电荷电场方向背离电荷 负点电荷电场方向指向电荷中心 三.点电荷电场强度 2r kQE  四.电场的叠加 解:(1) 2r kQ合场强大小为E=E1cos60º+E2cos60º=2E1cos60º=2 cos60º 代入数据得E=2.7×104v/m Q1 Q2 A E 合E2 E1 Q1 Q2 A 题例分析 例：如图所示，真空中有两个点电荷 Q1 =+3.0×10-8C和Q2 =-3.0×10-8C，它 们相距0.1m， A点与两个点电荷的距离r相 等，r=0.1m 。求： （1）电场中A点的场强。 （2）在A点放入电量q=-1× 10-6C 求它受的电场力。 解:(2) A点处q所受的电场力: F=E×q=2.7 × 104 ×1 × 10-6 =2.7 ×10-2 (N) Q1 Q2 A E 合E2 E1 Q1 Q2 A 题例分析 例：如图所示，真空中有两个点电荷Q1 =+3.0×10-8C和Q2 =-3.0×10-8C，它们相 距0.1m， A点与两个点电荷的距离r相等， r=0.1m 。求： （1）电场中A点的场强。 （2）在A点放入电量q=-1× 10-6C 求它受的电场力。 F的方向沿E合的方向 一个比较大的带电物体不能看做点电荷。 在计算它的电场时，可以把它分做若干小块，只要每个小块足 够小，就可以把每小块所带的电荷看成点电荷，然后用点电荷 电场强度叠加的方法计算整个带电体的电场。 Q r rQ 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，球外各点的电场强 度： 2r QkE  r>R，Q是整 个球体所带的 电荷量 电场线 我们可以用什么方法来形象地描述电场呢？ 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。 电场线 电场线的特点： 1、电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远 或负电荷； 2、电场线在电场中不相交； 3、在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较 密，电场强度较小的地方电场线较疏，可以用电 场线的疏密来表示电场强度的相对大小。 电场线是电场中实 际存在的线吗？ 电场线 5、关于电场线的几种说法中，正确的是： A、沿电场线方向，场强必定越来越小； B、在复杂电场中的电场线是可能相交的； C、点电荷在电场中的运动轨迹一定跟电场线相 重合； D、电场线越密的地方，同一检验电荷所受的电 场力就越大 D 电场线 如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电线， 在这条直线上有a、b两点，用Ea、Eb表示a、b两点强 度的大小，则： A、a、b两点的场强的方向相同； B、电场线是直线，可知Ea=Eb； C、不知a、b附近的电场线分布，Ea、Eb的大小不能 确定； D、电场线从a指向b，所以Ea>Eb AC a b 匀强电场 如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这 个电场就叫做匀强电场。 匀强电场的电场线是什么样的？ 匀强电场的电场线是间隔相等的平行线 带有等量异号电荷 的一对平行金属板， 如果两板相距很近， 它们之间的电场， 除边缘部分外，可 以看做匀强电场。 基本知识点 电场 客观、特殊 电场强度 E=F/q E=kQ/r2 特例 电场的叠加 矢量运算 基本方法 （思想） 比值定义法： E=F/q 试探电荷（理想模型） FE q  2 QE k r  定义式，适 用于一切电 场 仅对点电荷 的电场适用 q是检验电 荷，E与q 无关 Q是场源电 荷，E与Q 成正比 FE q  2 QE k r 和 的区别：