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(共32张PPT)
第9章　静电场及其应用
第3节　电场　电场强度
环节一：认识电场
提示：两磁体间的相互作用是通过磁场发生的。
环节一：认识电场
电场是怎么产生的呢？
　　电场由电荷产生，并在电荷周围存在着，电荷间的相互作用是通过电场发生的。
环节一：认识电场
　　电场究竟是什么呢？
　　电场具有力的性质和能的性质。
　　因此，由电荷产生的电场是客观存在的一种特殊物质。
　　由静止电荷产生的电场称为静电场。
环节二：建立电场强度的概念
如何来描述电场呢？
　　思路：
　　(1)产生电场的电荷叫作场源电荷，可以从场源电荷来研究电场。
　　(2)引入电荷来“感受”电场的存在，这个电荷称为试探电荷。
环节二：建立电场强度的概念
场源是带正电的球体，如何确定其周围各点电场的强弱呢？
　　(1)电场中各点的电场强弱是否与引不引入试探电荷有关呢？
　　(2)怎样区别电场中A、B两点的电场强弱？这说明电场的强弱与什么有关？
环节二：建立电场强度的概念
　　(4)不同试探电荷在A点所受的静电力是不同的，能否找到一个确定的量，一个与试探电荷无关的量呢？尝试填写下表。
位置 试探电荷 q 2q 3q …… nq 比值
位置A
(3)直接用静电力来描述电场中各点的电场强弱合适吗？
环节二：建立电场强度的概念
　　实验和计算表明：在电场中同一点为常量，并且这一常量与试探电荷所受的静电力和电荷量均无关。
　　如图所示，A、B两点静电力之间有什么关系呢？
环节二：建立电场强度的概念
反映了电场本身的属性，是描述电场强弱性质的物理量。
怎样定义电场强度的方向呢？
　　物理学中规定，电场中某点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。
提示：在初中阶段磁场的方向是如何定义的。
环节二：建立电场强度的概念
　　(1)放入电场中某点的试探电荷所受的静电力与它的电荷量之比，叫作该点的电场强度。用E表示，公式为E=。
　　(2)单位：电场强度的单位为牛每库(N/C)。即如果1 C的电荷在电场中的某点受到的静电力是1 N，那么该点的电场强度就是1 N/C。
　　(3)电场中某点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。
环节三：点电荷的电场　电场强度的叠加
　　在真空中，有一个点电荷，电荷量为Q，在它形成的电场中，选取任意一点。则：
　　(1)这一点的电场强度的表达式是什么？有什么特点？
　　(2)电场强度的大小与哪些因素有关？当这一点远离场源电荷时，电场强度的大小如何变化？
环节三：点电荷的电场　电场强度的叠加
　　一个正点电荷，电荷量为Q，在它形成的电场中，任意一点的电场强度的表达式：
　　可见真空中点电荷的电场强度的大小仅由Q和r决定，这个公式就是真空中点电荷电场强度的决定式。
环节三：点电荷的电场　电场强度的叠加
正点电荷形成的电场，电场强度的方向背离正点电荷。
点电荷形成的电场是否只在平面上？
环节三：点电荷的电场　电场强度的叠加
　　如果真空中同时存在两个点电荷，它们的电荷量相等，电性相反，则空间各点的电场强度如何确定？
　　如果是真实的带电体，不能看作点电荷的情况下，如何确定它的电场呢
　　电场强度是矢量，遵守平行四边形定则。用电场强度叠加的方法，可以确定多个点电荷同时存在时，电场强度的大小和方向。
环节四：电场线
　　怎样才能形象地描述静电场中各点电场强度的大小和方向？
　　问题情境：初中时，我们用磁感线描述磁场，类比磁感线，描述电场，是否也可以用画线的办法呢？
　　请结合正点电荷的电场强度分布图试着画一画。在画的过程中思考：
　　(1)如何来表示电场强度的大小和方向呢？
　　(2)电场线是否真实存在？
环节四：电场线
正点电荷的电场线
负点电荷的电场线
环节四：电场线
等量异种点电荷的电场线
等量同种点电荷的电场线
环节四：电场线
　　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；在电荷附近电场线密集，电场也更强。
　　(2)电场线在电场中不相交。
环节四：电场线
　　电场线为什么不会相交？
　　如果有两根电场线相交，那么交点所在的位置，电场强度的方向就有两个，但同一点的电场强度是唯一的，因此，电场线不可能相交。
环节五：匀强电场
　　如果电场中各点的电场强度大小相等、方向相同，这样的电场就叫作匀强电场。
　　匀强电场的电场线是什么样的？请你画出来。
匀强电场的电场线
环节五：匀强电场
　　一对相距很近的带等量异种电荷的平行金属板，它们之间的电场，除边缘外，可以看作是匀强电场。
环节五：匀强电场
　　总结：
　　(1)知识方面：
　　①电场强度：E=是电场强度的定义式；E=k是适用于真空中点电荷的电场强度的决定式。
　　②电场和电场线：电场是客观存在的，电场线是为了描述电场而引入的假想线。
环节五：匀强电场
　　(2)研究思路：通过试探电荷受到的静电力和场源电荷两个角度来研究静电场。
　　(3)研究方法：比值定义法和与磁场类比的方法。
课堂练习
　　1.把电荷量为q的带正电的试探电荷放到电场中的A点，测得它所受的静电力为F，方向向左。请回答:
　　(1)A点电场强度的大小和方向；
　　根据电场强度的定义，电场强度E=电场强度的方向为正电荷的受力方向，故电场强度的方向向左。
课堂练习
　　(2)若试探电荷的电荷量变为2q，该处电场强度的大小和方向；
　　试探电荷的电荷量变为原来的2倍，受到的静电力也会增大为原来的2倍，故电场强度仍为，方向仍然向左。
课堂练习
　　(3)若在A点放置带负电的试探电荷，电荷量为q，该试探电荷受到的静电力大小和方向；
　　静电力的大小等于F，方向向右。
　　(4)若将试探电荷移走，则A点的电场强度大小和方向。
　　电场强度与试探电荷无关，故A点的电场强度的大小仍为，方向仍然向左。
课堂练习
　　2.等量异种电荷的电场线如图所示，负点电荷在A点，正点电荷在B点，电荷量均为Q，A、B两点间的距离为L。O点是A、B连线的中点。请回答：
课堂练习
(1)A、B连线上各点电场强度的大小和方向有什么特点；
　　A、B连线上各点电场强度的方向都是相同的，从B点指向A点。O点的电场强度最小，越靠近点电荷，电场强度越大。
课堂练习
(2)O点电场强度的大小；
课堂练习
　　(3)A、B连线的垂直平分线上的各点电场强度的大小有什么特点；
　　从电场线的分布可以看出：垂直平分线上O点的电场强度最大，离O点越远，电场强度越小。
课堂练习
　　(4)根据电场强度的叠加，说明A、B连线的垂直平分线上的各点电场强度的方向与AB平行。
　　A、B连线的垂直平分线上的某点与A、B两点的距离是相等的，两个点电荷单独存在时，在这点产生的电场强度E1和E2的大小相等，矢量和为E。方向如图所示。根据几何知识可以证明E的方向平行于AB。
谢谢！

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