资源简介

(共41张PPT)
3. 电场　电场强度
第九章 静电场及其应用
3. 电场　电场强度
生活中的两类力：
1．通过接触而产生的力（例：弹力、摩擦力）
2．没有直接接触就产生的力（例：重力、库仑力）
思考1：抛体运动中，在空中物体依然受重力，
力是通过什么传递的？
重力场（引力场）
思考2：两个带正电的小球A、B互相排斥，
电荷间的相互作用力是通过什么作用的？
思考3：通过起电机使人体带电，为什么
头发竖起散开？
电场
探究影响电荷间相互作用力的因素
为什么距离会影响电荷间的相互
作用力？本质原因在哪里？
通过本节课的学习我们将会解决这个疑问。
交流讨论
自学“电场”内容，讨论并回答以下问题：
电荷间的相互作用是如何发生的？
这一观点是谁提出来的？
用自己的语言描述：
什么是电场？电场具有什么样的特点？
电场有什么本领？
什么是静电场？
交流讨论
电荷间的相互作用是如何发生的？这一观点是谁提出来的？
法拉第（英国科学家）：在电荷的周围存在着由它产生的电场，
处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。
电场
电荷 B
电荷 A
产生
作用于
作用于
产生
交流讨论
用自己的语言描述：
① 什么是电场？
② 电场具有什么样的特点？
电场是存在于电荷周围的一种特殊的物质。
电场是看不见、摸不着的。
电场有什么本领？
什么是静电场？
交流讨论
电场对放入其中的电荷产生力的作用。
静止电荷产生的电场，叫作静电场。
梳理深化
电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质。
（电场看不见、摸不着的但又客观存在的特殊物质）
静止电荷产生的电场称为静电场。
电场的基本性质：对放入电场的电荷有力的作用。
巩固提升
例1．（多选）关于电场，下列说法中正确的是（　　　）
只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场
电场是一种物质，它与其他物质一样，不依赖我们的感觉而客观存在
电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的性质是对放在其中的电荷有力的作用
电场只能存在于真空中和空气中，不可能存在于物体中
ABC
练习1．下列关于电场的叙述中，不正确的是（　　）
两个未接触的电荷发生了相互作用，一定是电场引起的
只有电荷发生相互作用时才产生电场
只要有电荷存在，其周围就存在电场
A电荷受到B电荷的作用，是B电荷的电场对A电荷的作用
B
思考1：
用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场？
＋q
FA
＋q
FB
＋Q
场源电荷：
产生电场的电荷
试探电荷
（或检验电荷）
思考3：
能否用电场力的大小表示该点的电场强弱？
思考2：
为了准确测定A点的电场强弱，试探电荷有什么要求？
（电量充分小、
体积充分小）
A
B
思考4：
用什么物理量能够描述电场的强弱？
＋Q
＋q
F
A
＋q
F
C
A点：
可发现：
C点：
同样：
小结：场源电荷Q对不同的检验电荷q有不同的电场力；但同一位置，
F与q的比值不变
电场强度
1. 定义：
放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，简称场强
2. 定义式：
（比值定义）
试探电荷
（或检验电荷）
思考1：能说E与F成正比，与q成反比吗？
单位：
N/C
电场强度是电场本身的性质，与电场力、试探电荷无关
思考2：任意电场都可以用 来求电场强度吗？
都可以，适用于所有电场
思考3：电场强度有方向吗？
+Q
+q
F
E
+Q
-q
F
E
按照规定：
负电荷在电场中某点受到的电场力方向与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
思考4：电场的叠加遵循什么定则？
平行四边形定则
场源电荷
电场中的点到Q的距离
仅适用于真空中静止点电荷
适用于所有电场
（决定式）
（定义式）
真空中点电荷的场强
分析点电荷周围电场的电场强度的大小和方向的特点。
＋
－
Q
Q
大小：以电荷 Q 为中心的球面上各点的电场强度大小相等。
方向：正点电荷——沿半径向外；负点电荷——沿半径向内。
Q
r
P
r
Q
P
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
适用范围 电荷的意义
定义式，适用于一切电场
决定式，仅适用于点电荷电场分布
q是检验电荷，E与q无关
Q是场源电荷，E与Q成正比
和
的区别：
电场强度的叠加原理
将试探电荷放入两个点电荷产生的场中
电场中任何一点的总场强等于各个点电荷在该点各自产生的场强的矢量和。这就是场强叠加原理。
＋Q1
－Q1
A
E1
E2
E
注意： 只有同时作用在同一区域内的电场才可
以进行叠加。
例５．如图，真空中，带电量分别为＋Ｑ和－Ｑ的点电荷Ａ、Ｂ相距ｒ，则：
（１）两点电荷连线的中点Ｏ的场强多大？
（２）在两电荷连线的中垂线上，距Ａ、Ｂ两点都为ｒ的Ｐ点的场强如何
巩固提升
例、真空中两个正点电荷A、B所带电荷量皆为＋Q，且相距为r，
则A、B之间连线上距离A为　处的P点的电场强度的大小为多少？
解：A、B都在P点产生电场，根据公式　　　　可得
EA、EB方向相反，则P点的电场强度的大小
练习、如图所示，空间中 A、B、C 三点的连线恰好构成一直角三
角形，且∠C＝30°，AB＝L。在 B、C 两点分别放置一点电荷，它
们的电荷量分别是＋Q与－Q，静电力常量为 k 。求斜边 AC 的中点
D 处的电场强度。
解：由几何知识知，CD＝BD＝AB＝L；
B处电荷在D点的电场强度　　　　；
C处电荷在D点的电场强度　　　　；
D处的电场强度　　　　　　　　　　　。
EC
EB
ED
例题7、 关于电场强度，下列说法正确的是（ ）
A、电场强度的大小和试探电荷q的大小成正比
B、点电荷在电场中某点受力的方向一定是该点的电场强度方向
C、在电场中某点，试探电荷q所受的力与q的比值不随q的大小而变化
D、在以点电荷为中心的球面上，由该点电荷所产生的电场的电场强度处处相同
C
例1. 关于电场强度，下列说法正确的是：
A. E=F/q，若q减半，则该处的场强变为原来的2倍
B. E=kQ/r2中，E与Q成正比，而与r平方成反比
C. 在以一个点电荷为球心，r为半径的球面上，各点的场强均相同
D. 电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向
F. 若移去检验电荷，则该点的场强为零
G. E=F/q中，E与F成正比，而与q成反比
√
×
×
×
×
×
1. 定义：
放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，简称场强
2. 定义式：
（比值定义）
3. 决定式：
（只适用于真空中静止点电荷）
5. 物理意义：
描述电场的强弱和方向
单位：
6. 决定因素：
由电场本身决定，与放入的试探电荷无关
4. 方向：
规定——与正电荷受力的方向相同
N/C
电场强度
能说E与Q成正比，
与成反比吗？
（矢量）
交流讨论
演示实验：
在金属球上装上一束很轻的细丝
线（验电羽），用感应起电机使
金属球带电，可以看到验电羽在
电场的作用下呈一定的形状分布。
视频《电场线模拟实验》
除了数学公式外，还可以怎样形象地描述电场中各点电场强度
的大小和方向？是哪位科学家先想到这个方法的？
画电场线时，依照什么原则？
法拉第首先想到采用电场线来描述电场。
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。
3.常见的电场有哪些？它们的电场线分布情况是怎样的？
（利用电场叠加的方法分组讨论）
正点电荷
负点电荷
3.常见的电场有哪些？它们的电场线分布情况是怎样的？
（利用电场叠加的方法分组讨论）
等量异种点电荷
等量同种正点电荷
4.电场线有哪些基本性质？
电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向。
电场线的疏密反映电场强度的大小(疏弱、密强)。
电场线始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远。
它不封闭，也不在无电荷处中断。
任意两条电场线不会在无电荷处相交(包括相切)。
A
巩固提升
例4．如图所示是点电荷Q周围的电场线，图中A点到Q的距离小于
B点到Q的距离。以下判断正确的是（　　）
A．Q是正电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度
B．Q是正电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度
C．Q是负电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度
D．Q是负电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度
AC
练习4．（多选）某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场
中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M点运动到N
点。以下说法正确的是（　　　）
A．粒子必定带正电荷
B．粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度
C．粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度
D．粒子在M点的加速度等于它在N点的加速度
交流讨论
如果电场中各点的电场强度的大小也相等，那么这个电场的
电场线有什么特点？
如果一个电场中，各点的电场强度的方向均相同，那么这个
电场的电场线有什么特点？
电场线是平行的。
电场线的疏密程度是相同的。
匀强电场：
如果电场中各点的电场强度的大小相等、方向相同，
这个电场就叫作匀强电场。
匀强电场的电场线：
平行、等距、同向的直线。
梳理深化
＋
＋
＋
＋
＋
－
－
－
－
－
常见的匀强电场
相距很近的一对带等量异种电荷的
平行金属板间的电场。
电场线是电荷的运动轨迹吗？
如图所示，若带正电粒子只受到电场力的作用，这些粒子的运动轨迹如何？
F1
F2
F3
F4
F5
F6
拓展1．电场线与带电质点在电场中的运动轨迹的关系：
根据电场线的定义，一般情况下，带电质点在电场中的运动
轨迹不会与电场线重合。
只有同时满足以下三个条件时，两者才会重合：
① 电场线为直线；
② 电荷初速度为零，或速度方向与电场线平行；
③ 电荷仅受静电力或所受其他力合力的方向与电场线平行。
以点电荷向平板作垂线为轴，电场线关
于该轴对称。
电场线的分布情况类似于等量异种电荷
的电场线分布，而带电平板恰为两电荷
连线的垂直平分线。
在平板表面电场强度方向与平板垂直。
拓展2．点电荷与带电平板的电场中电场线的分布

展开更多......

收起↑