《2018-2019学年高中物理 第一章 静电场 第3节 电场强度课件 新人教版选修3-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年高中物理 第一章 静电场 第3节 电场强度课件 新人教版选修3-1（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3节 电场强度,【学习目标】 1.知道电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质.2.理解电场强度的概念及公式,并会进行有关的计算.3.理解点电荷的电场强度及场强叠加原理.4.理解电场线的概念、特点,了解常见的电场线的分布,知道什么是匀强电场.,基础知识,核心要点,学习效果,核心素养,基础知识 探究,教材探究,知识点一,电场、电场强度,【问题导学】 在空间中有一电场,把一带电荷量为q的试探电荷放在电场中的A点,该电荷受到的静电力为F.则 (1)若把带电荷量为2q的点电荷放在A点,则它受到的静电力为多少?若把带电荷量为nq的点电荷放在该点,它受到的静电力为多少?,答案:(1)2F,nF.,(2)结合
2、第(1)问思考,A点处的电场会不会随着试探电荷的改变而改变?试探电荷在电场中某点受到的静电力F与电荷所带电荷量q的比值有什么特点?,答案:(2)不会;F与q的比值为定值,或者说F与q成正比.,【知识梳理】 1.电场 (1)概念:存在于电荷周围的一种 物质,场与实物是物质存在的两种不同形式. (2)性质:对放入其中的电荷有 的作用,电荷间通过 发生相互作用. (3)静电场: 的电荷产生的电场. 2.电场强度 (1)两种不同功能的电荷 试探电荷:用来检验电场 及其 分布情况的电荷,电荷量和尺寸必须 . 场源电荷: 的电荷.,特殊,力,电场,静止,是否存在,强弱,较小,产生电场,(2)定义: 在电场
3、中某个位置所受的力与其 成正比,即F=Eq,在电场的不同位置,比例常数E一般 ,它反映了电场在这点的性质,叫做电场强度. (3)公式:E= . (4)单位: 或 . (5)方向:电场强度是矢量,规定电场中某点的电场强度的方向跟 在该点所受的静电力的方向相同.,试探电荷,电荷量,不一样,N/C,V/m,正电荷,知识点二,点电荷的电场、电场强度的叠加,【问题导学】 (1)如图(甲)所示,在正点电荷Q的电场中有一试探电荷q,已知q到Q的距离为r,Q对q的作用力是多大?Q在q所在位置产生的电场的电场强度是多大?方向如何?,(2)如果再有一正点电荷Q=Q,放在如图(乙)所示的位置,q所在位置的电场的电场
4、强度多大?,【知识梳理】 1.真空中点电荷的电场强度 (1)大小:E=k ,其中k是 ,Q是 的电荷量. (2)方向:当Q为正电荷时,E的方向沿半径 ;当Q为负电荷时,E的方向沿半径 . 2.电场强度的叠加:如果场源是多个点电荷,则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 .,静电力常量,场源电荷,向外,向内,矢量和,知识点三,电场线、匀强电场,【问题导学】 (1)电荷周围存在着电场,法拉第采用了什么方法来描述电场? (2)在实验室,可以用实验模拟电场线:头发屑在蓖麻油中的排列显示了电场线的形状,这能否说明电场线是实际存在的线?,答案:(1)法拉第采用了画电场线的方法描述电场
5、. (2)电场线实际不存在,但可以用实验模拟.,【知识梳理】 1.电场线: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 方向.电场线不是实际存在的线,而是为了形象地描述电场而 的线. 2.电场线特点 (1)起始于无限远或正电荷,终止于 或 . (2)任意两条电场线不相交. (3)电场线的疏密表示电场的 ,在同一幅图中,电场强度较大的地方电场线 ,电场强度较小的地方电场线 . 3.匀强电场 (1)定义:各点电场强度的大小 、方向 的电场. (2)匀强电场的电场线: 的平行直线.,电场强度,假想,负电荷,无限远,强弱,较密,较疏,相等,相同,间距相等,思考判断,1.电场看不见,摸
6、不着,因此电场实际不存在.( ) 2.据公式E= 可计算电场强度大小,但电场强度由场本身决定,与F,q大小无关.( ) 3.用正、负两种试探电荷检验电场中某点电场强度方向时,由于受力方向相反,则得到同一点电场强度有两个方向.( ) 4.电场强度的叠加满足平行四边形定则.( ) 5.电场线可以描述电场的强弱,也能描述电场的方向.( ),核心要点 突破,要点一,电场强度的理解,1.固有性:电场中某点的电场强度E是固有的,是由电场本身决定的.电场中不同的地方,电场强度一般是不同的. 2.矢量性:电场强度描述了电场的强弱,是矢量,其方向与在该点的正电荷所受静电力的方向相同,与在该点的负电荷所受静电力的
7、方向相反.,4.求解电场强度常用的三种方法 (1)等效法:均匀带电球等一些带电体有时可等效为点电荷,因此可以应用点电荷电场强度公式. (2)对称法:点电荷、均匀带电板等带电体周围的电场强度上下、左右可能出现对称性,利用对称性可确定某点电场强度的大小. (3)叠加法:电场强度是矢量,求解多个电荷产生的电场的电场强度,可以根据电荷的分布情况,采用合成方法求解.,电场强度由形成电场的电荷及空间位置等因素决定,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.,状元心得,【例1】 一个电荷量q=+210-8 C的试探电荷,在电场中A点的位置时它受到的静电力为7.210-5 N,方向水平向左.求:
8、 (1)电场中A点的电场强度大小为E= ,方向 . (2)将试探电荷q移走后,A点的电场强度大小为E= ,方向 . (3)若在A点换上另一电荷量为q=-410-8 C的试探电荷,则该试探电荷受到的静电力大小为 ,方向 .,思路探究 (1)点电荷Q在A点处的电场强度可由什么公式求得? (2)点电荷Q在A点处的电场强度E与试探电荷有关系吗? (3)试探电荷受到的静电力可由什么公式求得? 答案:(1)电场强度可由定义式E= 求得. (2)E与试探电荷无关. (3)静电力可由F=Eq求得. 解析:(1)电场中A点的电场强度大小为E= =3.6103 N/C,方向水平向左. (2)电场强度是描述电场的物
9、理量,跟试探电荷无关,所以A点的电场强度大小依然为3.6103 N/C,方向依然是水平向左的.,(3)试探电荷为q=-410-8 C时,电场强度不变,则试探电荷q受到的静电力F=qE=1.4410-4 N,方向水平向右. 答案:(1)3.6103 N/C 水平向左 (2)3.6103 N/C 水平向左 (3)1.4410-4 N 水平向右,理解电场强度的注意点 (1)电场强度是反映电场强弱和方向的物理量,其大小决定于电场本身,与试探电荷无关. (2)电荷在电场中所受静电力由公式F=qE计算,并且负电荷受力方向与电场方向相反.,方法总结,【针对训练1】 (2018江苏兴化一中高二月考)A为已知电
10、场中的一固定点,在A点放一电荷量为q的试探电荷,所受静电力为F,A点的电场强度为E,则( ) A.若在A点换上电荷量为-q的试探电荷,A点电场强度方向发生变化 B.若在A点换上电荷量为2q的试探电荷,A点的电场强度将变为2E C.若在A点移去电荷q,A点的电场强度变为零 D.A点电场强度的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关,D,要点二,电场强度的叠加,1.有几个场源电荷,就产生几个电场,各场源点电荷在某处产生的电场强度均可用E=k 来求得. 2.电场强度是矢量,故当某处同时存在几个电场时,该处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.,1)电场强度的叠加遵循矢量运算法则(平行
11、四边形定则),常用的方法有图解法、解析法、正交分解法等. 2)对于同一直线上电场强度的合成,可先规定正方向,进而把矢量运算转化成代数运算.,状元心得,思维导图,答案:B,计算电场强度的几种方法 (1)应用公式E= ,适用于已知或可以求静电力的试探电荷或带电体受力的普遍情况. (2)应用E=k ,仅适用于真空中的点电荷产生的电场. (3)利用叠加原理求解,常用于涉及空间中存在几部分电荷的情景. (4)根据对称性原理,灵活利用假设法、分割法求解.,规律方法,【针对训练2】 如图所示,A,B,C三点为一直角三角形的三个顶点,B= 30,现在A,B两点放置两点电荷qA,qB,测得C点电场强度的方向与A
12、B平行,则qA带 电,qAqB= .,答案:负 18,要点三,电场线的理解,1.点电荷的电场线,(1)点电荷的电场线呈辐射状,正电荷的电场线向外至无限远,负电荷则相反. (2)以点电荷为球心的球面上,电场线疏密相同,但方向不同,说明电场强度大小相等,但方向不同. (3)同一条电场线上,电场强度方向相同,但大小不等.实际上,点电荷形成的电场中,任意两点的电场强度都不同.,2.等量异种点电荷与等量同种点电荷的电场线,3.电场线与带电粒子运动轨迹的关系 (1)电场线不是带电粒子的运动轨迹,电场线与运动轨迹不一定重合. (2)如果不同时具备以下条件,运动轨迹不可能与电场线重合. 电场线为直线; 带电粒
13、子的初速度为零,或初速度沿电场线所在直线; 带电粒子只受静电力,或其他力的合力沿电场线所在直线.,电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线,带电粒子在电场中的运动轨迹是带电粒子在电场中实际通过的径迹,所以电场线不是带电粒子的运动轨迹. 带电粒子只在静电力作用下做曲线运动时,由物体做曲线运动的条件可知静电力一定指向曲线弯曲的内侧,又因为静电力一定与电场线相切,所以运动轨迹与电场线是相交的,不可能重合.,状元心得,【例3】 (2018湖南宁远县一中高二月考)如图所示是静电场的一部分电场线分布,下列说法中正确的是( ) A.这个电场可能是负点电荷的电场 B.试探电荷q在A点处受到的静电力比在B点处
14、受到的静电力大 C.试探电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速度小(不计重力) D.负试探电荷在B点处受到的静电力的方向沿B点切线方向,思路探究 (1)如何由电场线比较电场强度大小? (2)如何由电场线确定电场强度的方向? 答案:(1)根据电场线的疏密可以比较电场强度的大小.电场线密处电场强度大,电场线疏处电场强度小. (2)电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向.,解析:因为(孤立)负点电荷的电场线是自四周无穷远处从不同方向指向负电荷的球对称分布的,而图中的电场线分布不具备这种特点,所以它不可能是负点电荷的电场,选项A错误;因电场线越密处电场强度越大,故由图知电场强度EAEB.
15、又因点电荷q在电场中所受静电力F=qE,故静电力FAFB,选项B正确;由牛顿第二定律知,加速度a= ,而FAFB,故aAaB,选项C错误;因B点切线方向就是B点电场强度方向,而负电荷所受静电力方向与电场强度方向相反,故选项D错误. 答案:B,误区警示,电场线、切线方向的理解误区 电场线上某点切线的方向表示该点电场强度的方向,不表示电荷受力的方向,更不表示速度的方向.正试探电荷受到的静电力的方向沿该点切线方向,负试探电荷受到的静电力的方向沿该点切线方向的反方向.,【针对训练3】 关于电场线的以下说法中,正确的是( ) A.电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同 B.沿电场线的方向,
16、电场强度越来越小 C.电场线越密的地方同一试探电荷所受的静电力就越大 D.顺着电场线移动电荷,电荷受静电力大小一定不变,C,解析:电场线上每一点的切线方向都跟正电荷在该点的受力方向相同,选项A错误;沿电场线方向,其疏密变化情况未知,所以电场强度大小不能判定,电荷的受力情况也不能判定,选项B,D错误,C正确.,学习效果 检测,1.在点电荷形成的电场中,其电场强度( ) A.电场中各点处处相等 B.与场源电荷等距的各点的电场强度都相等 C.与场源电荷等距的各点的电场强度的大小都相等,但方向不同 D.场中各点的电场强度与该点至场源电荷的距离r成反比,C,解析:由电场强度的矢量性和点电荷的电场强度公式E=k ,故C正确.,2.(2
