物理人教版（2019）必修第三册9.3电场 电场强度（共60张ppt）

(共60张PPT)
第九章：静电场及其应用
9.3 电场 电场强度
知道电场的概念及电场的基本性质。
理解电场强度及其定义式，并能用该公式进行有关计算。
掌握点电荷的电场和电场强度的叠加。
重点
难点
相隔一定距离的电荷间可以发生力的作用。电荷间的相互作用是通过什么发生的？
法拉第
非接触力
“超距作用”
以“场”为媒介
VS
磁场
感受“电场”
感受“电场”
B
A
F
一、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。
+
A
B
+
B
A
F
F
产生
施力于
电场B
施力于
产生
电场A
电荷A
电荷B
电场对场中的其它电荷产生力的作用
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。（电场看不见摸不着,但客观存在）
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（也叫静电力）。
B电荷
A电荷
电场
3.静电场:静止电荷产生的电场。
（本章只讨论静止电荷产生的电场）
一、电场
场源电荷
试探电荷
场源电荷
（静止）
静电场
激发
试探电荷
感受
q
2q
3q
F
2F
3F
+
场源电荷
试探电荷(检验电荷)
同一位置放置不同的试探电荷：
+
思考：能否用F来描述电场的强弱？
F
A
＋Q
＋q
＋q
B
研究方法：在点电荷＋Q产生的电场中A、B两点分别放入电荷q1、q2、q3，则它们分别受电场力为：
物理量 电荷量 FA FB
q1
q2
q3
k
k
k
k
k
k
得出：F与q的比值与试探电荷无关，与场源电荷以及位置有关。
比值定义法
1.定义：
2.公式：E=F/q
3.单位：牛每库（N/C）；伏每米（V/m）；1V/m=1N/C
放入电场中某点的试探电荷所受的力F与它的电荷量q的比值，叫做这点的电场强度。
二、电场强度
E
场源电荷
电场强度的矢量性
F
+q
E
F
-q
F
-q
E
F
+q
E
物理学中规定：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。
按照规定：负电荷在电场中某点受到的电场力的方向跟该点的场强方向相反。
+Q
+q
F
E
+Q
-q
F
E
根据规定：负电荷在电场中某点受到的电场力的方向跟该点的场强方向相反。
-Q
+q
F
E
-Q
-q
E
F
注意：1、电场强度是描述电场大小和方向的物理量
2、电场强度与试探电荷无关
-Q
A点
F
E
+q
∵
已知：在真空中有一个电荷量为Q的负点电荷，求距这个场源电荷的距离为r处的A点的电场强度。
∵
方向：水平向左
三、点电荷的场强
光芒四射
万箭穿心
思考
如果以Q为中心作一个球面，各处的电场强度相同么？
已知：两个等量异种点电荷带电量均为Q，固定在图中A、B两处，两点电荷相距d，请求出图中两电荷连线的垂直平分线上C处场强的大小和方向 并作图示意。
）
A　 　　 　　　　　 　B
C
+
－
600
Q
Q
四、电场的叠加——遵循平行四边形定则
如果有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。
附：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：
r>R，Q是整个球体所带的电荷量
课堂小结
1. 电场强度是反映电场力的性质的物理量，其大小为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。
2. 场强的定义式 (任意电场)
E=F/q —— q是检验电荷
3. 场强的决定式 (真空中点电荷)
E=kQ/r2 —— Q是场源电荷
4. 电场中某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。
电场线
电场看不见，摸不着，怎样才能形象的描述电场呢
为了形象地了解和描述电场中各点电场强度的大小和方向，物理学家法拉第采用了一个简洁的方法来描述电场，那就是画电场线（electric fieldline）。
法拉第：为了形象描述电场而引入了假想曲线——电场线
1.定义
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，它是用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇曲线。
电场线
A
B
C
观察下图，电场线有什么特点？电场线的疏密表示什么？
学生交流与总结
为什么任意两条电场线不相交呢
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。
2.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，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。
(3)电场线的疏密可以用来比较各点电场强度的大小。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。
电场线
几种常见的电场线
1.正点电荷
2.负点电荷
光芒四射
万箭穿心
-Q
-
几种常见电场中的电场线分布
+Q
正负点电荷电场线的立体分布
带电人体的头发由于静电力而竖起来，其形状也大致显示出电场线的分布
3.等量同种点电荷
4.等量异种点电荷
手牵手，心连心，相吸状
势不两立，相斥状
几种常见电场中的电场线分布
1. 若以点电荷为球心，作一半径为R的球面，则球面上各点的场强有什么特点？
①点电荷周围场强最大，离点电荷越远的地方，场强越小
②以点电荷为球心的球面上各点电场强度大小相等，方向不同
2.等量同种点电荷形成的电场中，两电荷连线及中垂线上的场强分布有什么特点？关于O点中心对称的两点场强有什么特点？
①由左向右，两点电荷连线上的电场强度先变小后变大。连线中点O电场强度为零
②两点电荷连线中点O沿中垂线到无限远，电场强度先变大后变小
③关于O点对称的两点电场强度等大反向
连线上E与x的关系
中垂线上E与y的关系
E
y
E
x
+Q
+Q
+Q
+Q
E+
E+
E+
E+
O
B
EB
A
E+
E+
A
E+
E+
C
C
EC
EA
B
3.等量异种点电荷形成的电场中，两电荷连线及中垂线的交点为O，两电荷连线及中垂线上的场强分布有什么特点？关于O点中心对称的两点场强有什么特点？
①由左向右，两点电荷连线上的电场强度先变小后变大
②从两点电荷连线中点O沿中垂线到无限远，电场强度逐渐变小
③关于O点对称的两点电场强度等大同向
连线上E与x的关系
中垂线上E与y的关系
E
y
E
x
+Q
-Q
E+
E-
Eo
EA
E+
E-
A
O
+Q
-Q
E+
E-
EB
B
A
EB
B
C
EC
E+
E-
EC
C
一对不等量异号点电荷的电场线如何分布？
+2q
-q
匀强电场
平行金属板相互靠近时，它们之间的电场(边缘除外)有什么特点？
1.定义：如果电场中各点的电场强度大小相等、方向相同，这个电场就叫作匀强电场。
2.特点：
(1)匀强电场的电场线是相互平行且等距的直线；
(2)电场线的疏密程度相同，即电场线分布均匀。
+
+
+
+
+
+
+
+
+
匀强电场
3.举例：两块等大、正对的、带等量异种电荷的平行金属板相互靠近时，它们之间的电场(边缘除外)可以看作匀强电场。
+
+
+
+
+
+
+
+
+
匀强电场
电场线
匀强电场
电场线
几种常见的电场线
匀强电场
定义
特点
负电荷的电场线
等量异种点电荷的电场线
正电荷的电场线
等量同种点电荷的电场线
定义
特点