人教版（2019）必修第三册 9.3 电场和电场强度 课件(共31张PPT)

(共31张PPT)
静 电 场
电 场 强 度
电场
01
想一想
电荷间没有直接接触，相互作用力如何产生？
类似：磁力、万有引力（重力）
观点：超距（不需媒介、不需时间、超越空间）
有点悬
没有其他东西做媒介，一个物体可以超越距离通过真空对另一个物体作用……在我看来，这种思想荒唐之极。
——牛顿
超距作用
——与人类的理智与科学追求不符！
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
B
A
F
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
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。
B电荷
A电荷
电场
3.静电场:静止电荷产生的电场。
电场
（2）电场以及磁场已被证明是一种客观存在。场具有能量，也是物质存在的一种形式。
4.说明：
（1）只要是带电体，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。（任何带电体的周围都存在着电场）
电场强度
02
+
Q
场源电荷
(源电荷)
试探电荷(检验电荷)
q
1.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(可以看成点电荷);电荷量足够小（试探电荷的引入不改变源电荷的电场）。
。
2.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.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。
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)
电场强度
5.电场强度的方向
+Q
+q
F
E
+Q
-q
F
E
按照这个规定：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。
6、电场强度的两个性质
（1）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？
点电荷的电场
03
点电荷激发的电场
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。
+
-
Q ：场源电荷
r ：电场中点到Q的距离
点电荷的电场
01
D
3、一个检验电荷在电场中某点受到的电场力为F，这点的电场强度为E，在图中能正确反映q、E、F三者关系的是(　 　)
D
4、如下图(a)中AB是一个点电荷电场中的电场线，图(b)则是放在电场线上a、b处的检验电荷的电量与所受电场力间的函数图线，由此可以判定(　　 )
A．场源是正电荷，位于A点
B．场源是正电荷，位于B点
C．场源是负电荷，位于A点
D．场源是负电荷，位于B点
AC
5、真空中有两个相距r=0．1m、带电量相等的两异种点电荷，它们的电荷量分别为qA=1．0×10-12 C, qB=—1．0×10-12C,求在它们连线上的中点的场强大小及方向？
电场强度的叠加
04
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
1
E
2
E
+
1
Q
2
Q
P
E
E
独立性：同一空间内各个场强对电荷的作用互不影响。
两个点电荷场强的叠加
01
电场强度的运算遵循平行四边形定则
+Q
-Q
E1
E2
E
+Q
+Q
E1
E1
E2
E2
E
场强的叠加的规律
02
【例题】AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O.将电量分别为＋q和－q的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径，如图所示．要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷(　 　)
A．应放在A点，Q＝2q　　
B．应放在B点，Q＝－2q
C．应放在C点，Q＝－q
D．应放在D点，Q＝q
E1
E2
E0
+Q
先将＋q、－q在O点产生的场强合成
因为＋q、－q与O点构成等边三角形，可求出合场强E0方向水平向右，大小E0＝E1＝E2，如图所示
要使O点合场强为零，放入的电荷Q在O点产生的场强必与E0等大反向
-Q
CD
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。
Q
r
P
r
Q
P
带电球体的场强
03
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
电场的描述
04
电场线
05
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。
(电场线是假想的，实际电场中并不存在.)
电场线
01
特点：
（1）离点电荷越近，电场线越密，场强越大。
（2）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。
正、负点电荷的电场中电场线的分布
3.几种常见电场中的电场线分布及特点
等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布
等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况
两个点电荷的电场线
等量电荷：对称
不等量电荷：不对称
（1）两点电荷连线中垂线上，场强方向均相同，且总与中垂面（中垂线）垂直。
（2）在点电荷连线上，O点场强最小；在中垂线上，O点场强最大。
（1）两点电荷连线中点O处场强最小为0。
（2）在中垂线上，从中点O到无限远时，场强先变大后变小。
等量异种电荷的电场
等量同种电荷的电场
匀强电场
特点：
（1）电场线的疏密反映场强大小，电场方向与电场线平行。
（2）匀强电场是大小和方向都相同的电场，
故匀强电场的电场线是间隔相等的平行线。
+
+
+
+
+
+
+
+
+
六、匀强电场