(共29张PPT)
第九章 静电场及其应用
高中物理人教版（2019）必修三教学课件
第三节
电场 电场强度（2）
01
新课导入
02
素养目标
03
新课讲解
04
例题与练习
05
课后小结
目录
| CONTENTS
PART-01
回顾导入
New Lesson Presentation
回顾导入
1、电场强度：放入电场中某点的电荷所受的静电力F与它的电荷量q的比值，叫做这点的电场强度（场强）。
2、公式：E=F/q
3、单位：牛每库（N/C）
4、电场强度的方向
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。
5.点电荷公式 E=
PART-02
素养目标
Learning Objectives
正确教育
1.了解电场的物质性
2.了解电场强度，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的
3.能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷电场强度的计算式
4.知道电场强度的叠加原理
5.学会建立电场线这一物理模型，并借此分析物理问题
素养目标
PART-03
新课讲解
新课讲解
一、电场强度的叠加
思考：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？
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。
P点的电场强度，等于+Q1在该点产生的电场强度E1与-Q2在该点产生电场强度E2的矢量和，合成应遵循平行四边形法则 。
独立性：同一空间内各个场强对电荷的作用互不影响。
新课讲解
电场强度的运算遵循平行四边形定则
活动：试画出两个等量同种电荷连线垂直平分线上一点的电场强度的方向，分析结论
新课讲解
一个半径为R的均匀带电球体（或球壳） 在球的外部产生的电场，与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同，即
式中的r是球心到该点的距离（r > R） ，Q为整个球体所带的电荷量。
Q
r
P
r
Q
P
新课讲解
二、电场线
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？
英国物理学家法拉第采用了一个简洁的方法来描述电场，那就是电场线。即在电场中画出一系列有方向的曲线，使曲线上每点的切线方向都跟该点的场强方向一致．
新课讲解
1.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。
2. 特点：
①电场线密的地方场强强，电场线疏的地方场强弱。
②静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于）无穷远处点。
③电场线不会相交，也不会相切。
④电场线是假想的，实际电场中并不存在。
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。
新课讲解
3. 几种常见电场中电场线的分布
点电荷的电场
等量电荷电场
新课讲解
2.两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，场强方向均相同，且总与中垂面(线)垂直。在中垂线上到O点等距离处各点的场强相等，中点场强最大。
O
1.两点电荷连线上各点，电场线方向从正电荷指向负电荷。连线上，中点场强最小；
3.在中垂面(线)上的电荷受到的电场力的方向总与中垂面(线)垂直，因此，在中垂面(线)上移动电荷时电场力不做功。
等量异种点电荷的电场线
新课讲解
2.中点O附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零。
O
1.两点电荷连线中点O处场强为零，此处无电场线。
4.在中垂面(线)上从O点到无穷远，电场线先变密后变疏，即场强先变强后变弱．
3.两点电荷连线中垂面(中垂线上)，场强方向总沿面(线)远离O(等量正电荷)
等量同种点电荷的电场线
新课讲解
三、匀强电场
1.定义：各点电场强度的大小相等、方向相同的电场。
2.匀强电场的电场线：间隔相等的平行直线。
实例：相距很近带有等量异种电荷的一对平行金属板间的电场(忽略边缘)可以看做匀强电场。
新课讲解
点电荷与带点平板
特点：
电场线与导体表面垂直，在导体表面移动电荷，电场力不做功。
PART-04
例题与练习
例题与练习
例1.点电荷A和B，分别带正电和负电，电荷量分别为4Q和Q，在A、B连线上,如图所示，电场强度为零的地方在( )
A. B的左侧
B. A的右侧
C. A和B之间
D. A的右侧及B的左侧
A
例题与练习
【例2】如图所示为某电场的电场线分布，A、B是电场中的两点。
（1）A、B两点中哪一点的电场强度大？
由于A点附近的电场线比B点附近的电场线密集，所以A点的电场强度较大
（2）画出正点电荷在A点和负点电荷在B点所受电场力的方向。
分析：电场线上每一点的切线方向即为该点的电场强度方向，负电荷受电场力的方向与场强方向相反，正点电荷在A点和负点电荷在B点所受电场力的方向。
例题与练习
例题与练习
例题与练习
例题与练习
例题与练习
例题与练习
PART-05
课堂小结
课堂小结
①电场
（1）性质：电荷之间是通过电场发生相互作用的，对置于其中的电荷有电场力的作用.
（2）检验：把一个带电体放入其中，看是否受到电场力的作用.
②电场强度
（1）定义式： ，适用于任何电场，单位：牛每库（符号位N/C）.
（2）方向正电荷在电场中某一点受到的静电力的方向就是该点的电场强度的方向.电场强度是矢量.
客观存在的特殊物质
负电荷受力方向与电场强度相反
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第九章 静电场及其应用
高中物理人教版（2019）必修三教学课件
第三节
电场 电场强度（1）
01
新课导入
02
素养目标
03
新课讲解
04
例题与练习
05
课后小结
目录
| CONTENTS
PART-01
新课导入
New Lesson Presentation
新课导入
通过起电机使人体带电，人的头发为什么会竖起并散开？女孩手中的蛋挞壳为什么飞起来呢？
【视频欣赏：起电机实验】
观察并思考
新课导入
19世纪30年代，英国物理学家法拉第提出了“场”的观点，认为磁体与磁体之间、电荷与电荷之间、物体与地球之间的相互作用都是通过一种特殊形式的“物质”——“场”发生的。即磁体周围空间存在磁场、电荷周围空间存在电场、地球周围空间存在重力场。
本节课，我们一起来学习电场的相关知识，电场和电场强度。
PART-02
素养目标
Learning Objectives
1.了解电场的物质性
2.了解电场强度，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的
3.能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷电场强度的计算式
4.知道电场强度的叠加原理
5.学会建立电场线这一物理模型，并借此分析物理问题
素养目标
PART-03
新课讲解
新课讲解
19 世纪 30 年代，英国科学家法拉第提出一种观点，认为在电荷周围存在着由它产生的电场。电场是看不见、摸不着，但人们可以根据它所表现出来的性质来认识它，研究它。
法拉第
（1791-1867）
B受到的力是A产生的电场对B的作用力
A受到的力是B产生的电场对A的作用力
电场
电荷
B
电荷
A
电场的基本性质是：
它对放入的电荷产生力的作用。
新课讲解
提示： 电场不是由分子、原子等实物粒子构成，但它具有物质的基本属性——力和能量，它是客观存在的。场和实物是存在的两种不同形式。
1.定义:电荷周围存在电场,电场是一种看不见、摸不着的一种特殊物质，它能传递电荷间的相互作用。
2.电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫做电场力。
3.静止的电荷产生的电场叫做静电场。
一、电场
新课讲解
F
F
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。
(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。
新课讲解
二、电场强度
1.试探电荷（又称检验电荷）
(1)定义:为了研究电场的特点而引入的电荷，叫试探电荷或检验电荷。可以利用试探电荷分析电场的性质和特点。
(2)说明:试探电荷的体积和电荷量都很小。
电荷量小：使其放入后，不影响原电场的性质
体积小：便于研究电场各点的性质。
+
Q
场源电荷
(源电荷)
试探电荷(检验电荷)
q
场源电荷Q：激发电场的电荷
新课讲解
①实验方法
回顾：探究电荷间的相互作用力
②求点电荷之间的相互作用力
③通过模拟实验的出什么结论？
控制变量法
F = mgtanα
电荷之间的作用力：
随距离的增大而减小
随电荷量的增大而增大
+
F
+
F
+
+
F
+
F
+
Q
↓
新课讲解
.....
依次类推，可以发现：静电力大小F与检验电荷的电荷量q成正比
其中k 为比例系数与F、q无关
其关系式：
即：
新课讲解
凡是k大处，即：“ ”大处，对于同一电荷，所受静电力就是大，且与检验电荷q无关，与位置有关。
探究结论：
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。
可见：比值“ ”能够描述电场的力的性质，我们引入一个新的物理量——“电场强度”来表示它。
新课讲解
1、电场强度：放入电场中某点的电荷所受的静电力F与它的电荷量q的比值，叫做这点的电场强度（场强）。
2、公式：E=F/q
3、单位：牛每库（N/C）；伏每米（V/m）；1V/m=1N/C
4、方向：电场强度是矢量
其方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同；跟负电荷在该点所受的静电力的方向相反.
试探电荷电荷量
新课讲解
5、电场强度的方向
+Q
+q
F
E
+Q
-q
F
E
思考：负电荷在电场中的受力方向与电场的方向相同吗？
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。
提示：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。
新课讲解
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。
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。
6、对电场强度的理解
对 ，不能从数学角度理解E∝F,E,可利用F=qE计算电场力的大小。
新课讲解
三、点电荷的电场
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
光芒四射
万箭穿心
新课讲解
对点电荷公式的理解
①由E=可以看出，某处电场强度由场源电荷的电荷量Q和空间位置r决定，与试探电荷本身无关。
②如果以Q为圆心、r为半径作一个球面，则球面上各点的电场强度大小相等，但方向不同。
③在计算式E=中,r→0时,带电荷量为Q的物体就不能看成点电荷了，E的计算结果也不成立。
新课讲解
两个场强公式对比
PART-04
例题与练习
例题与练习
【例题】在一带负电的导体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，方向如图所示，则：
(1)B处场强多大？方向如何？
由场强公式可得
因为是负电荷，所以场强方向与F1方向相反。
例题与练习
(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处场强多大？
q2在B点所受静电力F2=q2EB=4.0×10－7×200 N=8.0×10－5 N
方向与场强方向相同，也就是与F1方向相反。
此时B处场强仍为200 N/C，方向与F1方向相反。
(3)如果将B处电荷拿走，B处的场强是多大？
某点场强大小与有无试探电荷无关，故将B处电荷拿走，B点场强大小仍为200 N/C
例题与练习
例题与练习
例题与练习
例题与练习
例题与练习
例题与练习
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