物理人教版（2019）必修第三册9.3电场强度（共36张ppt）

(共36张PPT)
1、写出两个点电荷之间作用力大小的计算公式
知识回顾
2、两点电荷之间作用力方向？
3、三个自由点电荷仅在静电力作用下平衡的规律？
二者连线上，同斥异吸
三者共线，两同夹一异，两大夹一小，近小远大
第3节 电场 电场强度
学习目标
1、知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态．
2、理解电场强度的概念及其定义，会根据电场强度的定义进行有关的计算．知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的．
3、知道电场的叠加原理，并会应用这个原理进行简单的计算.
4、能识别常见电场的电场线特征，理解匀强电场的定义及电场线分布特征
　 两电荷间有相互作用力，不直接接触，它们之间的相互作用是怎样产生的
物体受重力作用，媒介物是重力场
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，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。
电荷
电荷
电场
对B作用
对A作用
B受到的力是A产生的电场对B的作用力
A受到的力是B产生的电场对A的作用力
只要存在电荷，它周围就存在看不见摸不着的物质；
1.产生
2.性质
对放入电场中的电荷有力的作用
带电体周围存在的特殊媒介物
一、电场
媒介物
看不到摸不着
电场是客观存在的一种特殊物质，它跟由分子、原子组成的实物构成物质存在的两种不同形式．
思考： 怎样检验空间中是否存在看不见又摸不着的电场呢？
我们利用电场的基本性质：
电场对放入其中的电荷有力的作用来检验。
叫
电场力
对放入电荷的要求：
（1）电荷量应当充分小，放入电场之后，不致影响原来要研究的电场
（2）体积要充分小，以便它在电场中有确定的位置，便于用来研究电场中各点的情况
检验电荷
怎样来描述电场的强弱呢？
能否用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱？
+Q
P
+q
+Q
P
+2q
+Q
P
+4q
F
2F
4F
理论探究
1. 电场中的同一点，不同电荷所受力不同，比值
F/q 是一定的。
2. 电场中不同的点，同一电荷所受力也不同，比
值 F/q 一般是不同的。
结论:
F/q 能反映电场中某点电场的力的性质——电场的强弱。
1.定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。
2.定义式：
3.单位：牛/ 库；即 N/C
4.方向：规定电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受静电力的方向相同。（与负电荷的受力方向相反）
5.电场强度是矢量
（适用于任何电场）
二 电场强度（E）
F：检验电荷在该点受力
q：检验电荷的电荷量（不带电性）
E：该点场强
+Q
+q
F
E
+Q
-q
F
E
-Q
+q
F
E
-Q
-q
E
F
6.电场力：F=qE
5.理解：场强反映电场力的性质，由电场本身决定，与试探电荷是否存在、电荷的正负、电荷量的大小及受到的电场力都无关
例1、电场中有一点P，下列说法中正确的有（ ）
A.若放在P点的电荷的电量减半，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点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向
场强由电场本身决定，与检验电荷大小、正负、有无都无关系，场强的方向与正的检验电荷的受力方向一致。
√
知识链接
C
例2. 在电场中 A 处放点电荷 +q，其受电场力为 F，方向向左，则 A 处场强大小 ，方向为 ；若将 A 处放点电荷为 －2q ，则该处电场强度大小为 ，方向为 。
向左
向左


电场强度和电场力的比较
电场强度 电场力
计算 公式
物理 意义
决定 因素
方向 特点
反映电场力的性质，其大小表示电场的强弱。
仅指电荷在电场中的受力。
E 的大小只决定于电场本身，与电荷 q 无关。
F 的大小由放在电场中某点的电荷 q 和该点的场强
E 共同决定。
E 是矢量。其方向与正电荷受到的电场力的方向相同；与负电荷受到的电场力的方向相反。
F 是矢量。其方向对于正电荷电场力与电场方向相同；对于负电荷电场力与电场方向相反。
三 点电荷的电场强度
请画出检验电荷A、B的受静电力方向
请画出A、B两点的电场强度方向
三 点电荷的电场强度
(Q ：场源电荷,E是Q产生的，二者有关，决定式）
+
-
正电荷
发散
负电荷
收敛
3．在真空中O点放一个点电荷Q＝＋1.0×10－9 C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30 cm，M点放一个试探电荷q＝－1.0×10－10 C，如图所示。求：
(1)q在M点受到的作用力；
(2)M点的电场强度；
(3)拿走q后M点的电场强度；
(4)M、N两点的电场强度哪点大？
学案大本P11
公式 适用范围 场强与电荷
定义式，适用于一切电场
决定式，仅对点电荷的电场适用
由场源电荷Q及该点到Q的距离r决定
3、
和
的区别：
q是检验电荷，E与q大小、有无无关
例4. 关于电场强度，下列说法正确的是（ ）
A. E =F/q，若 q 减半，则该处的场强变为原来的 2 倍
B. E =kQ/r2 中，E 与 Q 成正比，而与r平方成反比
C. 在以一个点电荷为球心，r 为半径的球面上，各点的场强均相同
D. 电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向
B
四、电场强度的叠加
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。
P点的电场强度，等于+Q1在该点产生的电场强度E1与-Q2在该点产生的电场强度E2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？
拓展：上题中，若A、B为同种电荷，求二者连线中点O处场强？
E1
E合
等量电荷连线中垂线上的场强
E合
+Q
-Q
A
A′
+Q
+Q
A
A′
E1
E2
E合
E2
E合
五、电场线
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。
我们可以用什么方法来形象地描述电场呢？
2.物理意义:
疏密程度-----该点场强的大小(强弱)
切线方向-----该点的电场方向
注意;电场线不是电场中实际存在的线，而是形象描述电场的假想的线，电场虽然抽象但它是客观存在的物质，电场线虽然形象但它是假想的线
特点：
b、离点电荷越近，电场线越密，场强越大
c、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。(即在点电荷周围找不到场强相同的两个点）
二.几种常见电场中电场线的分布及特点
（1）正、负点电荷的电场中电场线的分布
a、电场线是直线，正点电荷：起于正电荷，终于无穷远。负点电荷：起于无穷远，终于负电荷
特点：
a、两点电荷连线上：电场方向从正电荷指向负电荷，中点处E最小，往两边E都逐渐增大
c、两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且总与中垂面（中垂线）垂直由正电荷一侧指向负电荷一侧且中点处E最大，从中点到无穷远，E一直减小
（2）等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布
b、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点0等距离各点场强相等。
E
A2
A1
E
(3)等量的同种电荷的电场分布特点：
a、两点电荷连线上：中点处E=0，向两侧E逐渐增大
c、两点电荷连线中垂线上：从中点起沿中垂线到无限远，电场线先变密后变疏,E先增大后减小。
E1
E2
E
b、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为0，
（说明无电场线的地方也有电场）
一对不等量异号点电荷的电场线
正点电荷与带负电金属板间的电场线分布的平面图
相吸状
与金属板表面处处垂直.
起始于正电荷，终止于负电荷.
左右对称.
（4）匀强电场
特点：
a、匀强电场是场强大小和方向都相同的电场，故匀强电场的电场线是平行等距的直线
b、电场线的疏密均匀，电场方向与电场线平行
电场 电场线图样 简要描述
正点电荷 光芒四射、发散状
负点电荷 众矢之的、会聚状
等量同号电荷 势不两立、相斥状
等量异号电荷 手牵手，心连心相吸状
匀强电场 平行的、等间距的、
同向的直线
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程度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？
电场线的特点：
4.任意两条电场线都不相交。
5.电场线不是电荷在电场中的运动轨迹。
例1. 如图是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是（ ）
A. 这个电场只能是负电荷的电场
B. 点电荷 q 在 A、B 两处受到的电场力 FB > FA
C. 点电荷 q 在 A、B 两处的加速度大小，aA > aB
（不计重力）
D. 负电荷在 B 点处受到的电场力方向沿 B 点切
线方向
A
B
B
例2. 如图为一条电场线，下列说法正确的是（ ）
A. EA一定大于EB
B. 因电场线是直线，所以是匀强电场，故 EA =EB
C. A点电场方向一定由 A 指向 B
D. A 、B 两点的场强方向不能确定
A
B
C
例3、一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的速度—时间图象如图所示．则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的(　　)
电荷的速度、加速度越来越大，故电荷一定向电场线密集的地方移动，所以A、B错误
电荷为负电荷，受力应该逆着电场线，故C正确，D错误
3．(多选)如图所示是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线，虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可判断出该带电粒子(　　)
A．电性与场源电荷的电性相同
B．在a、b两点所受电场力大小Fa>Fb
C．在a、b两点的速度大小va>vb
D．在a、b两点的动能Eka答案：BC
学案大本P13
例4.竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场．其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，小球与负极板距离为b,如图所示，请问：
(1)小球带电荷量是多少？
(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？
mg
qE
T
对小球受力分析
课堂小结