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3.静电场 电场强度和电场线
复习回顾:库仑定律的内容是什么?什么叫点电荷?
活动1:电荷间的作用力是如何产生的?是通过空气作用的吗?
点电荷:理想物理模型
作用
电荷
电荷
电场
电荷
电荷
作用
产生
产生
作用
英国物理学家法拉第引入“场”。
+Q1
F1
+Q2
F2
一、电场
2.电场是一种物质。
物质存在的形式:
①实体(由分子组成),看得见,摸得着;
②场(形式),看不见,摸不着,客观存在。
3.静电场:静止的电荷产生的电场。
4.电场的基本性质:对放入其中的电荷有力的作用,此力称电场力。
1.电场:电荷周围都存在电场,电荷间的作用力是通过电场实现的。
活动2:电场有强弱吗?如何描述电场的强弱呢?
+q
FA
+q
FB
检验电荷
(试探电荷)
检验电荷的电量 q0 2q0 3q0 …… nq0
检验电荷在A点受力 FA
检验电荷在B点受力 FB
2FA
3FA
nFA
2FB
3FB
nFB
……
……
A
B
二、电场强度(E)
1.定义:
检验电荷所受电场力与电量的比值叫作电场中该点的电场强度,简称场强。
2.公式:
3.单位:
N/C
4.性质:
状态量,矢量。
规定正电荷的受力方向为该点的场强方向。
5.意义:
电场强度是描述电场强弱和方向的物理量。
比值法
定义物理量
+q
F
场源电荷:
产生电场的电荷
检验电荷
+Q
P
r
活动3:点电荷周围的场强是什么样子的?
三、点电荷的场强公式:
思考:如果场源电荷为负电荷呢?
定义式,任何电场,q为检验电荷
决定式,点电荷的电场,Q为场源电荷
活动5:如图所示,点电荷所带电量为﹣Q,a、b、c三点均在以Q为球心的球面上,试画出此三个点处的电场强度方向,并比较其大小的关系。三点的场强一样吗?
电场强度是矢量,各处场强方向不同,故场强不同。
-Q
b
a
c
r
Eb
Ea
Ec
A
B
+
-
C
EA
EB
E
活动6:如图,C处的电场强度如何确定?
四、电场的叠加:遵循矢量合成的平行四边形定则。
活动7:我们如何来描述抽象的电场呢?
+Q
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
+
磁感线
电场线
实验1:模拟电场线
实验2:用验电羽模拟电场线
常见典型电场的电场线
B
C
A
五、电场线
1.电场线上任意点的切线方向为该点的场强方向。
2.电场线密的地方场强大,疏的地方场强小。
3.电场线是为了描述电场而引入的假想的线。
4.静电场中的电场线不相交、不闭合。
活动9:你能总结一下电场线的特点吗?
EA
EB
EC
活动8:你能画出图中A、B、C三处的场强吗?
EB>EA>EC
活动10:你认为什么样的电场最简单?电场线是什么样的?
六、匀强电场
1.定义:场强处处相同。
2.电场线:平行、等间距、直线。
实验模拟
例题:两个点电荷,Q1=3.6×10-6C,Q2=﹣2.5×10-6C,相距10cm,求下列各点的电场强度:
(1)两个点电荷连线中点O的场强;
(2)两个点电荷连线之间距离Q1为4cm处A点的场强;
(3)距离Q1为8cm、距离Q2为6cm处B点的场强。
Q1
Q2
B
O
A
课堂小结
1.电荷的周围存在电场,电场是一种特殊的物质存在的形态,电荷间的作用是通过电场产生的。
2.场强
①定义式:E=F/q。
②方向:正电荷的受力方向。
③单位:N/C。
④决定因素:场源电荷、场中的位置。
⑤叠加原理:矢量和。
3.电场线:用来描述电场,客观并不存在。
4.本节课涉及到的科学方法:比值法、理想物理模型法、类比法。
作业:
1.完成课后练习。
2.讨论:通过本节对检验电荷概念的学习,说一说你对理想物理模型的理解,列举我们都学习过哪些理想物理模型。