高中物理人教版（2019）必修第三册9.3 电场 电场强度（共27张ppt）

(共27张PPT)
第九章
静电场及其应用
第三节
电场
电场强度
第三节|电场
电场强度
核心素养点击
物理观念
知道电荷间的相互作用是通过电场实现的。知道场与实物是物质存在的两种不同形式；知道电场线的定义和特点，会用电场线描述电场强度的大小和方向
科学思维
能推导点电荷的电场强度公式，并能进行有关的计算。知道电场强度的叠加原理，并能用这一原理进行简单的计算
科学探究
体会用比值定义物理量的方法，理解电场强度的定义公式、单位、方向
科学态度与责任
通过探究实验，培养他们交流沟通的能力，提高理论与实践相结合的能力
梳理主干新知初感悟
一、电场
1、电场的产生：电荷在其周围产生电场，电场是电荷周围存在的一种特殊物质。
2、基本性质：电场对放入其中的电荷产生力的作用。
3、电荷之间是通过电场发生相互作用的。
4、电场和磁场统称为电磁场，电磁场是一种客观存在的特殊物质，也有能量、动量。
5、静电场：静止的电荷产生的电场。
如图，电荷A对电荷B的作用力，就是电荷A的电场对电场B的作用；电荷B对电荷A的作用力，就是电荷B的电场对电荷A的作用。
二、电场强度
1、试探电荷：为研究电场的性质而引入的电荷量和体积都很小的点电荷。
2、场源电荷：激发电场的电荷。
3．电场强度
(1)定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫作该点的电场强度。
(2)定义式：。
(3)单位：牛/库(N/C)。
(4)方向：电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同。
(5)物理意义：电场强度是描述电场的力的性质的物理量，与试探电荷受到的静电力大小无关。
思考与讨论
我们不能直接用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱因为对于电荷量不同的试探电荷，即使在电场的同一点，所受的静电力也不相同。那么，用什么物理量能够描述电场的强弱呢？
电场中的同一点，不同的电荷量，受到的静电力不同，要描述电场的强弱，不能用试探电荷受到的静电力表示，可以用试探电荷受到的静电力与其电荷量的比值来表示电场的强弱。
电场强度与静电力的比较
【典例一】
1、在相距为r的
A、B两点分别放上点电荷
和
，C为AB的中点，如图所示，现引入带正电的检验电荷q，则下列说法中不正确的是(
)
A.如果q在C点受力为零，则
和一定是等量异种电荷
B.如果q在AB延长线离B较近的D点受力为零，则
和一定是异种电荷，且电荷量大小
C.如果q在
AC段上的某一点受力为零，而在BC段上移动时始终受到向右的力，则
一定是负电荷且电荷量大小
D.如果q沿AB的垂直平分线移动时受力方向始终不变，则和一定是等量异种电荷
解题思路：A.如果q在C点受力为零，则和对q的力方向相反，所以
和一定是等量同种电荷，故A错误，符合题意；
B.如果q在AB延长线离B较近的D点受力为零，则和一定是异种电荷，有库仑定律，对q有，所以电量大小
.故B正确，不符合题意。
C.如果q在
段上的某一点受力为零，根据
，所以.在
BC段上移动时始终受到向右的力，则
一定是负电荷，故C正确，不符合题意；
D.如果q沿
AB的垂直平分线移动时受力方向始终不变，即水平方向，所以和一定是等量异种电荷，故D正确，不符合题意。故选A。
答案：A
三、点电荷的电场　电场强度的叠加
1、点电荷的电场
(1)公式：
。
(2)方向：若Q为正电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线背离Q；若Q为负电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线指向Q。
2．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。这种关系叫作电场强度的叠加。
点电荷的电场
如图所示，场源电荷Q与试探电荷q相距为r，则它们之间的库仑力，所以电荷q处的电场强度
。
电场强度公式
与的对比理解
电场强度的叠加
1、图中P点的电场强度，等于电荷＋Q1在该点产生的电场强度E1与电荷－Q2在该点产生的电场强度E2的矢量和。
2、如图所示，均匀带电球体(或球壳)外某点的电场，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。
【典例二】
2、如图所示，A、B
两点之间相距0.16
m，
A、B两点处放的电荷的电荷量分别为
+Q和+9Q
，求在
A、B连线上的
点的位置
解题思路：根据电场叠加原理可得
的位置一定在
之间，设
的位置距A点距离为x，则有：
解得：x=0.04m
即
的位置距A点距离为0.04
m。
答案：电场强度
的位置一定在AB
之间，距A为0.04m
四、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。
2、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，是不闭合曲线。
(2)电场线在电场中不相交，因为电场中任意一点的电场强度方向具有唯一性。
(3)在同一幅图中，电场线的疏密反映了电场强度的相对大小，电场线越密的地方电场强度越大。
(4)电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线。
几种经典电场线
电场线总是从正电荷出发，终止于负电荷或无穷远，如果只有负电荷，则电场线来自无穷远，终止于负电荷。
五、匀强电场
1、定义：电场强度的大小相等，方向相同的电场。
2、电场线特点：匀强电场的电场线是间隔相等的平行线。
【基础练习】
1、在电场中某点放一检验电荷，其电量为
，检验电荷受到的电场力为
F，则该点电场强度为
，那么下列说法正确的是(
)
A．若移去检验电荷
，该点的电场强度就变为零
B．若在该点放一个电量为
的检验电荷，该点的场强就变为
C．若在该点放一个电量为
的检验电荷，则该点场强大小仍为
，但电场强度的方向变为原来相反的方向
D．若在该点放一个电量为
的检验电荷，则该点的场强大小仍为
，电场强度的方向也还是原来的场强方向
答案：D
解析：电场中的电场强度与放入电场中的电荷无关，无论有无放入检验电荷、检验电荷的电量如何，电场强度不变。故D正确，A、B、C错误。
2、电场强度的定义式为
，点电荷的场强公式为
，下列说法中正确的是(
)
A.中的场强E是电荷q产生的
B.
和
都只对点电荷适用
C.
中的F表示单位正电荷的受力
D.
中的场强E是电荷Q产生的
答案：D
解析：A、B、
是电场强度的定义式，采用比值法定义，适用于任何电场，式中q是试探电荷，
是点电荷作为场源的决定式，适用于点电荷，故A、B均错误．C、
中的F表示单位电量的试探电荷的受到电场力，可以是正电荷或负电荷，故C错误．D、
中的Q是产生电场的场源电荷，故D正确．故选D。
3、在下列各静电场的电场线分布图中，其中不可能的是(
)
A.
B.
C.
D.
答案：D
解析：A.该电场是匀强电场，故A不符合题意；
B.该电场是等量同种正电荷的分布的电场，故B不符合题意；
C.该电场是等量异种电荷的分布的电场，，故C不符合题意；
D.电场线不可能相交，该电场是不存在，故D符合题意；
故选D。
4、如图所示，APB
曲线是电场中的一条电场线，ab
与曲线相切于
P，cd与
ab正交于P，一个电子通过P点时其速度与Pc
同向，若电子只受电场力作用，则其加速度(
)
A.与a同向
B.与b同向
C.与c同向
D.与d同向
答案：A
解析：电场线的切线的方向表示电场的方向，所以P点的电场的方向沿Pb
的方向，而电子带负电，负电荷受到的电场力的方向与电场的方向相反，所以电子在P点受到的电场力的方向沿Pa
的方向．故选A.