电场 电场强度 课件【知识导图+拓展训练】高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

横县百合完全中学：韦衍虎182761435379.3电场 电场强度脚踢球，脚对球的力直接作用在球上。脚与球之间必需接触才能产生作用。而电荷之间却不必接触也能产生作用。它们之间的相互作用是通过什么作用的呢？+AB+新课导入法拉第法拉第 Faraday电场电场电场电场电场电场电场电场FB电荷电荷A电荷电荷B-19世纪世纪30年代，年代，法拉第法拉第提出：在电荷的周围存在着由它产生的提出：在电荷的周围存在着由它产生的电电场，场，处在电场中的处在电场中的其他电荷受到其他电荷受到的的作用力作用力就是这个就是这个电场施加电场施加的。的。A电荷和电荷和B电荷之电荷之间的间的相互作用力相互作用力如何产生？如何产生？电荷电场电荷AB1.1.产生产生2.2.性质性质对放入电场中的电荷有力的作用带电体周围存在的特殊物质媒介物电场是客观存在的一种特殊物质，它跟由分子、原子组电场是客观存在的一种特殊物质，它跟由分子、原子组成的实物构成物质存在的两种不同形式成的实物构成物质存在的两种不同形式本章只讨论本章只讨论静止电荷产生的电场静止电荷产生的电场，称为，称为静电场静电场。电场1电场强度2怎么才能感知到电场的存在呢？如何才能去研究电场呢？电场对放入其中的电荷有力的作用，因此要研究电场，应该将电荷放入电场中，从电荷所受的力入手。试探电荷：1作用：感知电场的电荷2电荷量小，放入电场后不影响原本要研究的电场3体积很小，能看做点电荷，便于研究电场各点的性质场源电荷：激发电场的带电体所带的电荷，又叫作源电荷不同的电荷在电场中同一点所受的电场力不同，但电场中同一点的电场是一定的，因此不能用电场力的大小来表示电场的强弱。思考：能否用电场力的大小表示电场的强弱？须找一个与检验电荷无关而由电场决定的物理量！电场强度2思考：能否用比值F/q的大小表示电场的强弱？4q2qq F/q电场力 F检验电荷的电荷量q电场中的同一点，比值F/q是一定的。电场中不同的点，F/q一般是不同的。因此F/q能反映电场中某点的性质。电场强度2电场强度2一.电场强度：2.定义式：（比值定义法）3.国际单位：单位电荷量1C所受的电场力4.矢量：与正（试探）电荷受力方向相同，与负（试探）电荷受力方向相反。+Q+qFE-Q+qFE+Q-qFE-Q-qEF1.定义：放入电场中某点的试探电荷所受的静电力F与它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。适用范围：适用于一切电场电场强度25.唯一性：唯一性：E由电场由电场本身的性质本身的性质决定，与试探电荷的决定，与试探电荷的有无有无、正负正负、大小大小及受到的及受到的电场力电场力都无关。都无关。6.6.物理意义：形容电场形容电场强弱和方向强弱和方向的物理量的物理量。其大小为单位电荷受到的力。其大小为单位电荷受到的力 7.电荷在电场中受到电场力：电荷在电场中受到电场力：F=qE例1电场中有一点P，点P处放一试探电荷q，关于P点的电场强度，下列说法正确的是A.P点电场强度的方向总是跟静电力的方向一致B.将放在P点的试探电荷q拿走，则P点的电场强度为零C.根据公式E 可知，P点电场强度的大小跟静电力成正比，跟放入P点的电荷的电荷量成反比D.若P点的场强越大，则同一试探电荷在P点所受的静电力越大电场强度2例2如图所示，在一带负电荷的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q12.0108 C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0106 N，方向如图，则：(1)B处场强多大？方向如何？答案200 N/C方向与F1方向相反因为B处是负电荷，所以B处场强方向与F1方向相反.电场强度2(2)如果换成一个q24.0107 C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？答案8.0105 N200 N/C解析q2在B点所受静电力大小F2q2EB4.0107200 N8.0105 N，方向与场强方向相同，也就是与F1方向相反.此时B处场强大小仍为200 N/C，方向与F1方向相反.例2如图所示，在一带负电荷的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q12.0108 C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0106 N，方向如图，则：电场强度2(3)如果将B处电荷拿走，B处的场强是多大？答案200 N/C解析某点场强大小与有无试探电荷无关，故将B处电荷拿走，B处场强大小仍为200 N/C.例2如图所示，在一带负电荷的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q12.0108 C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0106 N，方向如图，则：电场强度2二.点电荷的电场强度：+Q 该点的场强为FE+q+光芒四射-万箭穿心电场强度2（2）决定因素：场源电荷电量Q 到场源电荷的距离r（3）场强方向：正点电荷电场方向：沿连线背离场源电荷 负点电荷电场方向：沿连线指向场源电荷式源适用范围电荷的意义定义式决定式一切电场真空中点电荷电场q 是检验电荷，E 与 q 无关Q 是场源电荷，E 与 Q 有关电场强度2电场强度公式对比电场强度公式对比思考：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？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P点的电场强度，等于+Q1在该点产生的电场强度E1与-Q2在该点产生电场强度E2的矢量和，合成应遵循平行四边形法则。电场叠加3例3如图所示，真空中，带电荷量分别为Q和Q的点电荷A、B相距r，求：(1)两点电荷连线的中点O的场强大小和方向.电场叠加3解析如图甲所示，A、B两点电荷在O点产生的场强方向相同，均由AB.例3如图所示，真空中，带电荷量分别为Q和Q的点电荷A、B相距r，求：电场叠加3(2)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O点的场强大小和方向.由矢量图结合几何关系可知，O点的场强大小EOEAEB ，方向平行于AB向右.练习191.判断下列说法的正误.(1)根据电场强度的定义式E 可知，E与F成正比，与q成反比.()(2)电场中某点的电场强度与正电荷受力方向相同，当该点放置负电荷时，场强反向.()(3)由E 知，在以Q为球心、r为半径的球面上，各处场强相同.()(4)公式E 与Ek 中q与Q含义不同.()(5)若空间中只有两个点电荷，则该空间某点的场强等于这两个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和.()练习202.在静电场中的某一点A放一个试探电荷q11010 C，q受到的静电力为1108 N，方向向左，则A点的场强的大小为_，方向_；如果从A点取走q，A点场强大小为_.电场是如何分布的呢？英国物理学家法拉第首先引入了电场线，他在电场中英国物理学家法拉第首先引入了电场线，他在电场中画了画了一些线，使这些线上每一点的一些线，使这些线上每一点的切线方向切线方向都跟该点的都跟该点的场强方向一场强方向一致致，并使线的，并使线的疏密疏密表示场强的表示场强的大小大小。这些线称为。这些线称为电场线电场线。电场线41.电场线：在电场中画一系列有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。EAEBEC切线方向切线方向-该点的电场方向该点的电场方向疏密程度疏密程度-该点场强的大小该点场强的大小(强弱强弱)2.2.物理意义物理意义:电场线43.特点：（1）电场线从正电荷或者无穷远出发，终止于无穷远或者负电荷 （2）电场线在电场中不相交，不相切，不闭合。（3）电场线不是实际存在的线，只是为了形象地描述电场而假想的线。-+点电荷地电场线：辐射状24几种常见的电场线-正电荷的电场线负电荷的电场线+等量异种点电荷的电场线和等量同种点电荷的电场线25几种常见的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思考：在两电荷连线上和连线的中垂线上，电场强度是如何变化的？特点特点：b b、c c、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。小处处相等，方向不同。几种常见电场中电场线的分布及特点几种常见电场中电场线的分布及特点（1 1）正、负点电荷的电场中电场线的分布）正、负点电荷的电场中电场线的分布a、电场线是直线，正点电荷：起于正电荷，终于无穷远。负点电荷：起于、电场线是直线，正点电荷：起于正电荷，终于无穷远。负点电荷：起于无穷远，终于负电荷无穷远，终于负电荷离点电荷越近，电场线 ，电场强度 。在点电荷的电场中，场强相等的点越密越密越密越密越大越大越大越大不存在不存在特点：特点：a、两点电荷连线上：两点电荷连线上：电电场场方向从正电荷指向负电方向从正电荷指向负电荷，中点处荷，中点处E最小，往两最小，往两边边E都逐渐增大都逐渐增大c c、两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且总与中垂面（中垂线）垂直由正电荷一侧指向负同，且总与中垂面（中垂线）垂直由正电荷一侧指向负电荷一侧且电荷一侧且中点处中点处E最大，从中点到无穷远，最大，从中点到无穷远，E一直减小一直减小（2 2）等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布）等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布b b、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点0 0等距离各点场强相等等距离各点场强相等。EA2A1E(3)等量的同种电荷的电场分布特点：a、两点电荷连线上：、两点电荷连线上：中点处中点处E=0，向两侧，向两侧E逐渐增大逐渐增大c、两点电荷连线中垂线上：、两点电荷连线中垂线上：从中点起沿中垂线到无从中点起沿中垂线到无限远，电场线先变密后变疏限远，电场线先变密后变疏,E先增大后减小。先增大后减小。E1E2Eb、两点电荷连线两点电荷连线中点附近中点附近的电场线非常稀疏，的电场线非常稀疏，但场强并不为但场强并不为0，（说明无电场线的地方也有电场）（说明无电场线的地方也有电场）常见电场的电场线电场电场线图样简要描述特点正点电荷光芒万丈（1）越靠近点电荷处，电场线越密，电场强度E越大（2）以场源电荷为圆心一定长度为半径的圆周上的各点场强的大小相同，方向不同负点电荷万箭穿心常见电场的电场线等量同号电荷相斥状(1)电荷连线的中点处电场强度E=0，电荷连线上，电场强度从中间往两边逐渐增大(2)电荷连线的中垂线上各点的电场强度与中垂线共线,从中心向上下两侧电场强度先增大后减小等量异号电荷相吸状(1)电荷的连线上从左往右场强先减小后增大(2)电荷连线的中垂线上从中心向上下两侧逐渐变小，并且方向相同匀强电场平行等间距同向直线电场强度处处相等匀强磁场5(1)概念：如果电场中各点电场强度的大小 、方向 ，这个电场就叫做匀强电场.(2)特点：电场方向处处相同，电场线是 直线.场强大小处处相等，电场线 .(3)实例：相距很近、带有等量异号电荷的一对平行金属板之间的电场(边缘除外)，可以看做匀强电场相等相同平行且等间距平行例：用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球的质量为例：用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球的质量为例：用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球的质量为例：用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球的质量为0.01kg0.01kg，所，所，所，所带电量为带电量为带电量为带电量为+210+2108 8C C。现加一个。现加一个。现加一个。现加一个水平方向的匀强电场水平方向的匀强电场水平方向的匀强电场水平方向的匀强电场，平衡时绝缘，平衡时绝缘，平衡时绝缘，平衡时绝缘绳与铅垂线成绳与铅垂线成绳与铅垂线成绳与铅垂线成4545o o角，求这个匀强电场的电场强度。角，求这个匀强电场的电场强度。角，求这个匀强电场的电场强度。角，求这个匀强电场的电场强度。练习33判断下列说法的正误.(1)电场线不仅能在空间相交，也能相切.()(2)在电场中，凡是电场线通过的点的电场强度不为零，不画电场线区域内的点的电场强度为零.()(3)同一试探电荷在电场线密集的地方所受静电力大.()(4)电场线是人们假设出来的，用以形象表示电场的强弱和方向，客观上并不存在.()(5)匀强电场的电场线可以是间距相等的曲线.()例题34例1如图1所示