人教版高中物理選修（3-1）-1.3《電場(chǎng)強(qiáng)度》課件

1、高中物理系列優(yōu)教課件1.3 電場(chǎng)強(qiáng)度回顧與思考庫(kù)侖定律：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。 兩電荷不直接接觸，它們之間的相互作用是怎樣產(chǎn)生的？+AB +學(xué)習(xí)目標(biāo)1 知道電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的，場(chǎng)是物質(zhì)存在的一種形式。2 體會(huì)用比值定義物理量的方法，理解電場(chǎng)強(qiáng)度的定義公式、單位及方向。3 能推導(dǎo)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式，知道疊加原理，并進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。4 知道電場(chǎng)線的定義和特點(diǎn)，會(huì)用電場(chǎng)線描述電場(chǎng)強(qiáng)度的大小、方向。電場(chǎng)1837年法拉第提出“場(chǎng)”的概念B電荷A電荷電荷之間通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生相互作用1. 電場(chǎng) 概念：在電荷周

2、圍存在著的一種特殊物質(zhì)。 靜電場(chǎng)：靜止電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)。 性質(zhì)：對(duì)放入電場(chǎng)中的電荷有力的作用。2. 對(duì)電場(chǎng)的理解 電場(chǎng)是物質(zhì)，客觀存在。 電場(chǎng)并非有分子、原子構(gòu)成，是一種特殊物質(zhì)。猜想：電場(chǎng)有強(qiáng)弱和方向，但看不見又摸不著， 那么空間是否有電場(chǎng)通過(guò)什么來(lái)檢驗(yàn)？ 空間某點(diǎn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向又通過(guò)什么來(lái)確定？電場(chǎng)強(qiáng)度1、試探電荷與場(chǎng)源電荷（1）試探（檢驗(yàn)）電荷：用來(lái)探測(cè)電場(chǎng)是否存在或研究電場(chǎng)的性質(zhì)的電荷稱為檢驗(yàn)電荷。試探電荷所帶的電荷量和體積必須盡可能小（2）場(chǎng)源電荷：激發(fā)電場(chǎng)的電荷稱為場(chǎng)源電荷。任何電荷均能激發(fā)電場(chǎng) 2. 電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度概念放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的電場(chǎng)力F跟它的電荷量q的比值，叫做

3、該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。定義式單位牛/庫(kù)(N/C) ，伏/米(V/m) 1 V/m=1N/C方向規(guī)定與正電荷在該點(diǎn)的受力方向相同 FEq點(diǎn)撥物理量的比值定義法 在物理學(xué)中，常常用比值定義一個(gè)物理量，用來(lái)表示研究對(duì)象的某種性質(zhì)。功率：P =Wt速度：v =v =s st t電場(chǎng)強(qiáng)度：E =Fq物質(zhì)的密度：=mV它們共同的特點(diǎn)：用比值定義的物理量只與比值有關(guān)，而與比值中的兩物理量無(wú)關(guān)。 思考1、電場(chǎng)強(qiáng)度的定義為 E=F/q，那么空間某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度跟試探電荷受到的靜電力成正比、跟它的電荷量成反比？為什么？ 空間某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度由電場(chǎng)本身決定，與該處是否有試探電荷及試探電荷電荷量的大小無(wú)關(guān)，就好象物質(zhì)的密度=m

4、/v是由物質(zhì)本身決定，跟物體的體積無(wú)關(guān)一樣 點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)及電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加1. 點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 推導(dǎo)：場(chǎng)源電荷 Q 與試探電荷 q 相距為 r，則試探電荷 q 所處的電場(chǎng)強(qiáng)度為： 2QEkr22QqkFkQrEqqr點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的方向+- 正點(diǎn)電荷電場(chǎng)方向背離電荷 負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)方向指向電荷公式 與 的對(duì)比理解2QEkrFEq意義意義適用條件適用條件Q Q或或q q的意的意義義公式中各量公式中各量的關(guān)系的關(guān)系電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式任何電場(chǎng)q是試探電荷E用F與q的比值來(lái)表示，E與F、q的大小無(wú)關(guān)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式真空中的點(diǎn)電荷Q是場(chǎng)源電荷 E由Q、r決定，E與Q成正比FEq2QEkr公式項(xiàng)目2. 電場(chǎng)強(qiáng)度

5、的疊加電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于各個(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和，這叫做電場(chǎng)的疊加原理。電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，遵循平行四邊形定則點(diǎn)撥均勻帶電球體（或球殼）外某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算 一個(gè)半徑為R的均勻帶電球體（或球殼）在外部產(chǎn)生的電場(chǎng)與一個(gè)位于球心的、電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)相同。QrqrQq2QEkr思考1. 一個(gè)均勻帶電的球或球殼，在其球心的電場(chǎng)強(qiáng)度是多少？ 根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理，其球心處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零 。2. 比較大的帶電體的電場(chǎng)強(qiáng)度如何計(jì)算？ 求比較大的帶電體的電場(chǎng)強(qiáng)度，可把帶電體分成若干小塊，每個(gè)小塊看成點(diǎn)電荷，用點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度疊加的方法計(jì)算。電場(chǎng)線 勻強(qiáng)電場(chǎng)1. 電場(chǎng)線 （1）電場(chǎng)線

6、是畫在電場(chǎng)中的一條條有方向的曲線，曲線上各點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向。EAEBEC2. 電場(chǎng)線的特點(diǎn) 電場(chǎng)線密的地方場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)，電場(chǎng)線疏的地方場(chǎng)強(qiáng)弱 靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線起于正電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)，終止于無(wú)窮遠(yuǎn)或負(fù)電荷 電場(chǎng)線不會(huì)相交，也不會(huì)相切 電場(chǎng)線是假想的，實(shí)際電場(chǎng)中并不存在 電場(chǎng)線不是閉合曲線，且與帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡之間沒有必然聯(lián)系點(diǎn)撥幾種常見電場(chǎng)中電場(chǎng)線的比較（1）點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線 離點(diǎn)電荷越近，電場(chǎng)線越密，場(chǎng)強(qiáng)越大。 以點(diǎn)電荷為球心作個(gè)球面，電場(chǎng)線處處與球面垂直，在此球面上場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等，方向不同。（2）等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的電場(chǎng)線分布 沿點(diǎn)電荷的連線，場(chǎng)強(qiáng)先變小后變大 兩點(diǎn)電荷

7、連線中垂面（中垂線）上，場(chǎng)強(qiáng)方向均相同，且總與中垂面（中垂線）垂直 在中垂面（中垂線）上，與兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O等距離各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相等。（3）等量同種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中電場(chǎng)線分布 兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處場(chǎng)強(qiáng)為0 兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)附近的電場(chǎng)線非常稀疏，但場(chǎng)強(qiáng)并不為0 兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)到無(wú)限遠(yuǎn)電場(chǎng)線先變密后變疏2. 勻強(qiáng)電場(chǎng)（1）定義：如果電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小相等、方向相同，這個(gè)電場(chǎng)就叫勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度方向處處相同，電場(chǎng)線是平行線電場(chǎng)強(qiáng)度大小處處相等，電場(chǎng)線間距相等思考1. 電場(chǎng)線與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡并不一定重合，若要使運(yùn)動(dòng)軌跡和電場(chǎng)線重合，應(yīng)滿足什么條件？ 電場(chǎng)線與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡重合必須同時(shí)滿足以下條件：電場(chǎng)線是直線；帶電粒子只受靜電力作用或受其他力，但合力方向沿電場(chǎng)線所在直線；帶電粒子初速度為 0 或初速度方向沿電場(chǎng)線所在的直線。課堂小結(jié)勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)電場(chǎng)的物質(zhì)性電場(chǎng)的基本性質(zhì)電場(chǎng)強(qiáng)度定義點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加遵循平行四邊形定則電場(chǎng)線特點(diǎn)常見電場(chǎng)的電場(chǎng)線勻強(qiáng)電場(chǎng)2QEkrFEq鞏固訓(xùn)練例1關(guān)于電場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是（ ）A. 電場(chǎng)是假想的，并不是客觀存在的物質(zhì) B. 只要有電荷存在，在其周圍就一定存在電場(chǎng)C. 電場(chǎng)對(duì)放人其中的電荷有力的作用D. 電場(chǎng)對(duì)放人其中的電荷沒有力的作用BC例2. 電場(chǎng)中有一