物理人教版（2019）必修第三册9.3 电场 电场强度（共25张ppt）

(共25张PPT)
第九章 第三节
电场 电场强度
新课导入
思考：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？
Q1:库仑定律的内容是什么
真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与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。
Q2:库仑定律的表达式？
一、电场
法拉第
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。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A
电荷B
电场
1.电场:
电场是看不见摸不着,但电场是客观存在的，是一种特殊物质。
任何带电体的周围都存在着电场。
2.电场基本性质：
电场对放入其中的电荷有力的作用
电场力
二、电场的描述
思考1：在空间中放一个点电荷+Q，它周围有电场吗？
+Q
+
q是用来检验电场的电荷——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
体积足够小：可以精确检测电场各位置
Q是被检验的电荷——场源电荷
+
q
电场看不见摸不着，你怎样检验电场是否存在？
+Q
+
+
+
+
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？
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。
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，图中什么量不随试探电荷的改变而改变？
能表示电场的强弱
+Q
A
+q
F
+2q
2F
+nq
nF
电场力与试探电荷电量的比值，不随试探电荷的改变而改变
1.定义：
2.定义式：
3.单位：
（适用于任何电场，运算时q取绝对值）
放入电场中某点的试探电荷所受的静电力跟它的电荷量的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。
牛每库（）
——比值定义法
伏每米（）
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那里所受的电场力。（电场强度由电场本身决定，与放入的试探电荷无关）
5.标矢性：
规定电场强度的方向：跟正电荷在该点所受静电力的方向相同
电场强度是矢量
与负电荷的受力方向相反。
一个带正电的点电荷的电荷量为Q，在距此点电荷r处的A点的电场强度是多少？方向如何？
+Q
+
A
设想在A点放一个电荷量为的试探电荷，
方向：沿二者连线向外
则它所受到的电场力为：
在该点产生的场强为：
三、点电荷的电场 电场强度的叠加
方向：沿二者连线向外
1.点电荷的场强公式：
①是场源电荷的电量，是到场源电荷的距离
②适用条件：真空中静止的点电荷
③的决定因素：跟场源电荷和位置有关，与试探电荷无关
Q：若以Q为中心作球面，则球面上各点的电场强度的大小方向有什么特点？
+
-
Q
Q
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。
Q：若带电体比较大，不能看作点电荷？我们如何求带电体的电场？
可以证明：半径为R的均匀带电球体（或球壳）在球外产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相等。
2.两个电场强度公式的比较
适用范围 式中电荷的意义
定义式，适用于一切电场
仅适用于点电荷在真空中的电场
q是试探电荷的电荷量，但E与q无关
Q是场源电荷的电荷量，E与Q成正比
3.电场强度的叠加
+
1
Q
2
Q
P
Q:如果有几个点电荷同时存在，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？
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
遵循平行四边形定则
课堂练习
1．真空中两个完全相同、带等量异号电荷的金属小球A和B可视为点电荷，分别固定在两点，它们连线中点处的电场强度大小为E。用一个不带电的同样金属球C先后与A、B球接触，然后移开球C至无穷远，此时A、B球连线中点处的电场强度大小为（　　）
A．E/3 B．E/4 C．3E/4 D．3E/8
D
2．如图所示，真空中a、b、c、d四点共线且ab=bc=cd，在a点和d点分别固定有电荷量为Q的等量异种点电荷，则下列说法正确的是（　　）
A．b、c两点的电场强度相同
B．b、c两点的电场强度方向不同
C．要使c点处的电场强度为零，可以在b点放置电荷量为Q/2的正电荷
D．要使c点处的电场强度为零，可以在b点放置电荷量为5Q/4的负电荷
AD
四、电场线
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。
A
B
C
电场线模拟
电场线是假想的，
实际电场中并不存在
2.几种常见电场中电场线的分布
①点电荷的电场线
正电荷的电场线
负电荷的电场线
特点：
光芒四射
万箭穿心
c.不存在场强相同的点(即点电荷周围找不到场强相同的两点)
a.近密远疏，近大远小
b.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等量异种点电荷的电场线
O
.
.
c
d
a.两电荷的连线上:各点电场强度的方向由正电荷沿两电荷的连线指向负电荷，O点的电场强度最小，从O点沿两电荷的连线向两边逐渐增大；两电荷的连线上，任一点c与它关于O点对称的点d的电场强度相同。
特点：
O
a
b
.
.
b.两电荷连线的中垂线上:各点的电场强度方向为由正电荷的一边指向负电荷的一边，且与中垂线垂直，O点的电场强度最大，从O点沿中垂线向两边逐渐减小，直至无穷远时为零；中垂线上任意一点a与该点关于O点的对称点b的电场强度大小相等方向相同。
③等量同种点电荷的电场线
O
c
d
.
.
特点：
a.两电荷的连线上：每点电场强度的方向由该点指向O点，大小由电场强度为零的O点开始向两端逐渐变大；任意一点c与该点关于O点的对称点d的电场强度大小相等、方向相反。
O
.
.
a
b
b.两电荷连线的中垂线上:O点和无穷远处的电场强度均为零，所以在中垂线上，由O点开始，沿中垂线向两边电场强度先变大，后逐渐减小，到无穷远时减小为零；中垂线上任一点a与该点关于O点的对称点b的电场强度大小相等、方向相反。
④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。
E
两块等大、靠近、正对的平行金属板，带等量异种电荷时，它们之间的电场除边缘附近外（忽略边缘效应）就是匀强电场。
b.电场线的疏密程度相同，即电场线分布均匀.
特点：
a.匀强电场的电场线是相互平行且等距的直线.
④电场线并不是真实存在的，只是为了描述电场方便而假想的线
3.电场线的特点
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。
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
3.如图是某电场区域的电场线分布，A、B、C是电场中的三个点，下列说法正确的是（　　）
A．A点的电场强度最小
B．B点的电场强度最小
C．把一个正的点电荷依次放在这三点时，其中放在B点时它受到的静电力最大
D．把一个带负电的点电荷放在A点时，它所受的静电力方向和A点的电场强度方向一致
AC
课堂练习
4．电场线能直观、方便地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点；O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称。则（　　）
A．E、F两点场强不同
B．A、D两点场强不同
C．B、O、C三点，O点场强最小
D．只在静电力作用下，电子在O点的加速度小于它在E点的加速度
C
5．两个带等量正电的点电荷，固定在图中A、B两点，O是它们连线的中点，N、P是中垂线上的两点，ON=OP。一带负电的试探电荷，从P点由静止释放，只在静电力作用下运动，则试探电荷（　　）
A．运动到O点时的速度最大
B．经过关于O对称的两点时加速度相同
C．沿着P→O→N，试探电荷的加速度一定先减小后增加
D．若试探电荷的电量增大，试探电荷在P点所受电场力与其电量的比值增大
A