物理人教版（2019）必修第三册9.3电场 电场强度（共19张ppt）

(共19张PPT)
第3节 电场 电场强度
第九章
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？
新课导入
手不直接接触小球，怎么让细线与小球偏离竖直方向？
借助第三个物体
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
一、电场
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
一、电场
1.定义:电场存在于电荷周围,是一种特殊物质。
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。
一、电场
电场对电荷有力的作用，怎样描述这种作用呢？
+
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;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。
二、电场强度
+
q2
q1
P1
在电场中的同一位置放入电荷量不同的试探电荷，所受的电场力不同。
说明不能用电场力来反映电场的性质。
电场强度
寻找一个不变的量
进一步研究表明：
对于电场中的同一点，试探电荷受到的电场力与其电荷量的比值是一定的。
电场强度
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。
电场强度
　在一带负电荷的导体A附近有一点B，如在B处放置
一个q1＝－2.0×10－8 C的电荷，测出其受到的静电力
F1大小为4.0×10－6 N，方向如图，则：
(1)B处电场强度多大？方向如何？
例1
答案　200 N/C　方向与F1方向相反
(2)如果换成一个q2＝＋4.0×10－7 C 的电荷放在B点，其受力多大？此时B处电场强度多大？
答案　8.0×10－5 N　200 N/C
(3)如果将B处电荷拿走，B处的电场强度是多大？
答案　8.0×10－5 N　200 N/C
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
三、点电荷的电场
01
两个场强公式对比
02
　在真空中O点放一个电荷量为Q＝＋1.0×10－9 C的点电荷，直线MN通过O点，O、M间的距离r＝30 cm，M点放一个电荷量为q＝－1.0×10－10 C的点电荷，如图所示。已知静电力常量
k＝9.0×109 N·m2/C2，求：
(1)q在M点受到的作用力；
例2
答案 1.0×10－8 N 方向沿MO连线指向O。
(2)M点的电场强度；
答案 EM＝ 100 N/C ，其方向沿OM连线背离O
(3)拿走q后M点的电场强度；
拿走电荷q，M点的电场强度仍为100 N/C，方向沿OM连线背离O。
(4)M、N两点的电场强度哪点大。
M点
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。运算遵循平行四边形定则。
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？
四、场强的叠加
01
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
02
　(2022·浙江高二学业考试)如图所示，在真空中A、B两点处各固定一个点电荷，它们的电荷量相等，均为4.0×10－10 C，而带电的性质不同，A处为正电荷、B处为负电荷，两者相距80 cm，P点与A、B等距离，均为50 cm，静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，求：
(1)A、B连线中点O处的电场强度大小及方向；
例3
答案　45 N/C　方向沿AB方向　
(2)P点的电场强度大小和方向。
答案　23.04 N/C　方向平行于AB向右方向
　 如图所示，等边三角形ABC的三个顶点分别固
定三个点电荷＋q、－q、－q，已知三角形边长为
，静电力常量为k，则该三角形中心O点处的电
场强度大小、方向如何？
例4
　如图所示，真空中有两个点电荷，Q1＝4.0×10－8 C，Q2＝－1.0×10－8 C，分别固定在x轴的坐标为0和6 cm的位置上。
(1)x轴上哪个位置的电场强度为0
例5
答案　12 cm　
(2)P点的电场强度大小和方向。
答案　(0,6 cm)和(12 cm，＋∞)