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(共50张PPT)
9.3 电场 电场强度
（两课时）
高中物理必修第三册课件
主讲老师：xxx
高中物理必修第三册
电场
电场强度
电场叠加
电场线
课堂引入
00.
高中物理必修第三册
课堂引入
02.
高中物理必修第三册
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？
通过起电机使人体带电，人的头发会竖起并散开。为什么会出现这种现象？你能解释吗？
是超距作用还是其他原因
？
电场
第一部分
电场
01.
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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
B
A
F
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。
电荷间的作用
02.
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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
高中物理必修第三册
1.电场的产生:电场是存在于带电体周围的且传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质。电荷间的作用总是通过电场进行的。
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。
3.静电场:静止电荷产生的电场。静电场对电荷的作用力称为静电力.
电场及性质
03.
B电荷
A电荷
电场
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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。
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。
关于电场的几点说明
04.
电场对电荷有力的作用，怎样描述这种作用呢？
电场强度
第二部分
场源电荷和试探电荷
01.
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+
Q
场源电荷
(源电荷)
试探电荷(检验电荷)
q
2.试探电荷:用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷。电性可正可负。
1.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。
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。
观察与思考
02.
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观察下图，连接小球的细绳与竖直方向的夹角不同，离源电荷Q 越远，夹角越小，这说明了什么问题？电场的强弱与哪些因素有关呢？
P1
P2
P3
A
B
C
q
q
q
电 场 中
+
同一试探电荷在电场中不同位置受力不同
电场对电荷的作用力与电荷的位置有关
Q
发现问题
03.
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+
q2
q1
P1
在电场中的同一位置，由于小球所带电荷量不同，所受的电场力不同。
说明不能用电场力来反映电场的性质。
不同试探电荷受到的电场力与试探电荷的电量有关
Q
寻找不变量
04.
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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。
+q
F
+2q
2F
+3q
3F
说明能表示电场的强弱
电场强度
05.
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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.概念：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)
电场强度的方向
06.
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+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。
电场强度的理解
07.
高中物理必修第三册
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。，可计算出电荷在电场中某点的静电力大小，即F=Eq.
点电荷是最简单的场源电荷，它激发的电场有什么特点呢？
点电荷的电场、
电场强度的叠加
第三部分
点电荷的电场
01.
高中物理必修第三册
点电荷激发的电场推导：
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
Q Q
+
-
两个场强公式的对比
02.
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两个点电荷场强的叠加
03.
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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。
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？
+
1
Q
2
Q
P
1
E
2
E
E
独立性：同一空间内各个场强对电荷的作用互不影响。
1
E
2
E
+
1
Q
2
Q
P
E
场强叠加规律
04.
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电场强度的运算遵循平行四边形定则
+Q
-Q
E1
E2
E
+Q
+Q
E1
E1
E2
E2
E
带电球体的场强
05.
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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
电场线
第四部分
电场线的引入
01.
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电场看不见,摸不着,除了用数学公式描述电场外，形象地了解和描述电场中各点电场强度的大小和方向也很重要。法拉第采用了一个简洁的方法来描述电场，那就是画电场线(electric field line)。
电场线的方向
02.
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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。
几种常见的电场线
03.
高中物理必修第三册
点电荷的电场
等量电荷电场
其他电场线
04.
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不等量电荷
点电荷与导体
还有没有其它电场呢？它的分布又会有何特点？
电场线的特点
05.
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1.同一幅图中可以用电场线的疏密表示电场强度的大小。
2.在静电场中，电场线从正电荷或无限远出发，终止于负电荷或无限远，是不闭合的曲线。
3.同一电场的电场线在电场中不相交。
4.电场线不是实际存在的线，是为了形象地描述电场而假想的线。
电场线的模拟
06.
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电场线的模拟 :
把奎宁的针状结晶或头发屑悬浮在蓖麻油里，再放入电场中，这时可以发现碎屑按场强的方向排列起来。
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2.中点O附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零。
1.两点电荷连线中点O处场强为零，此处无电场线。
等量同种电荷电场线的特点
07.
O
c
d
.
.
3.两电荷的连线上：每点电场强度的
方向由该点指向O点，大小由电场强度为零的O点开始向两端逐渐变大；任意一点c与该点关于O点的对称点d的电场强度大小相等、方向相反。
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等量同种电荷电场线的特点
08.
O
.
.
a
b
5.两电荷连线的中垂线上:O点和无穷远处的电场强度均为零，电场线先变密后变疏，所以在中
垂线上，由O点开始，沿中垂线向两边电
场强度先变大，后逐渐减小，到无穷远时
减小为零；中垂线上任一点a与该点关于
O点的对称点b的电场强度大小相等、方向相反。
4.两点电荷连线中垂面(线)，场强方向总沿面(线)远离O(等量正电荷)
等量异种电荷电场线的特点
09.
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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。
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。
匀强电场
10.
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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。
匀强电场
03.
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电场线空间分布模拟
总结提升
第五部分
课堂小结
高中物理必修第三册
电场
电场的
叠加
电场线
电场强度
电场存在于电荷周围,是能传递电荷间相互作用力的一种特殊物质。
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。
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。
O
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。
例题1
例题精选
01.
【参考答案】A
高中物理必修第三册
如图所示，A、B是两个电荷量分别为Q、2Q的点电荷，距离为L，其连线中点为O。静电力常量为k。O点处的电场强度大小为（ ）
A． B． C． D．
解析
例题解析
02.
根据点电荷产生的电场公式及矢量的叠加可知
故选A。
例题2
例题精选
03.
【参考答案】B
高中物理必修第三册
如图所示，半径为R的绝缘细圆环上均匀带正电，此时圆心O点处的电场强度刚好为零，点A、B、C将圆环三等分。若仅取走劣弧上的电荷，此时圆心O处的电场强度方向为（ ）
A．沿OC方向指向左 B．沿CO方向指向右
C．沿OA方向斜向上 D．沿OB方向斜向下
解析
例题解析
04.
三段圆弧上的电荷在O点产生的电场的合场强为零，则AC和BC弧在O点产生的合场强与AB弧在O点的场强等大反向，可知若仅取走劣弧AB上的电荷，则此时圆心O处的电场强度方向为沿CO方向指向右。故选B。
例题3
例题精选
05.
【参考答案】AD
高中物理必修第三册
（多选）如图，M、N两点固定两等量正电荷，O点是M、N两点连线的中点，a、b是连线上的两点且关于O点对称，c、d是连线的中垂线上的两点且关于O点对称，电势用表示。现将一带较少负电荷量的粒子P（图中未画出）放入该区域，不计重力，放入区域后不影响原电场的分布。则下列说法中正确的是（　　）
A．大于，大于
B．粒子P从c点沿直线运动到d点，加速度一定先减小后增大
C．粒子P从a点由静止释放，可能在a、b间做往复运动
D．粒子P从c点沿某个方向以一定的初速度抛出，可能做匀速圆周运动
解析
例题解析
06.
两等量正电荷周围部分电场线如图所示，其中M、N连线的中垂线上，从无穷远到O过程中电场强度先增大后减小，且方向始终指向无穷远方向；A．aO间的电场方向由a→O，根据沿着电场线电势降落，可知一定大于，cO间的电场线方向从O→c，可知一定大于，故A正确；
B．由上面的分析知粒子所受的电场力是变化的，粒子由c向O的加速度可能先增大后减小，也可能一直减小；过O点可能先增大后减小，也可能一直增大，所以粒子从c点到d点的运动过程中加速度可能先增大后减小再增大后又减小，可能先减小后增大，故B错误；
C．由图可知MN连线上，粒子P带负电，异种电荷相互吸引，故释放后
向左侧电荷靠近，故C错误；D．负粒子P从c点沿垂直电场力cd方向，以一定的速度释放，当电场力提供的向心力等于所需要的向心力时，则可能做匀速圆周运动，故D正确。故选AD。
例题4
例题精选
07.
高中物理必修第三册
如图所示，带负电的小球A固定，电荷量为，质量为m的带电小球B静止在水平向右的匀强电场中。小球A与B的连线AB与竖直方向AC的夹角，已知AB长为L，静电力常量为k，重力加速度为g，，，A、B均可视为点电荷，小球B的带电量不影响小球A的电场和匀强电场。
（1）判定小球B的电性并求其所带电荷量的多少；
（2）若将匀强电场撤去，求在撤去瞬间小球B的加速度大小。
解析
例题解析
08.
【解析】（1）小球带正电；由题意可知小球受力如图示，
则 ， ，所以
（2）由小球受力知
撤去电场瞬间
解得B的加速度大小
THANKS
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