物理選修3-1第一章第三節(jié)電場強(qiáng)度

1、第一章第一章 靜電場靜電場第一章第一章 靜電場靜電場第第1課時(shí)電場電場強(qiáng)度點(diǎn)電荷課時(shí)電場電場強(qiáng)度點(diǎn)電荷的電場電場強(qiáng)度的疊加的電場電場強(qiáng)度的疊加 第一章第一章 靜電場靜電場知識(shí)與技能知識(shí)與技能1.知道電荷間相互作用是通過電場發(fā)生知道電荷間相互作用是通過電場發(fā)生的的2理解電場強(qiáng)度，理解電場強(qiáng)度是矢理解電場強(qiáng)度，理解電場強(qiáng)度是矢量，掌握電場強(qiáng)度的定義式和單位量，掌握電場強(qiáng)度的定義式和單位過程與方法過程與方法1.體會(huì)研究電場性質(zhì)的方法，這一思想方體會(huì)研究電場性質(zhì)的方法，這一思想方法在以后學(xué)習(xí)磁場時(shí)也有重要應(yīng)用法在以后學(xué)習(xí)磁場時(shí)也有重要應(yīng)用2通過電場強(qiáng)度的定義，理解比值定義通過電場強(qiáng)度的定義，理解比值定

2、義法法情感、態(tài)度情感、態(tài)度與價(jià)值觀與價(jià)值觀理解電場的物質(zhì)性，加深對(duì)世界的物質(zhì)性理解電場的物質(zhì)性，加深對(duì)世界的物質(zhì)性的認(rèn)識(shí)的認(rèn)識(shí).第一章第一章 靜電場靜電場第一章第一章 靜電場靜電場當(dāng)物體在地球附近時(shí)，物體要受到重力作用，因?yàn)楫?dāng)物體在地球附近時(shí)，物體要受到重力作用，因?yàn)樗幵谥亓鲋?；把一個(gè)帶電體放在另一帶電體附近，它處在重力場中；把一個(gè)帶電體放在另一帶電體附近，該帶電體也要受到力的作用，該力是電場力，電場力和該帶電體也要受到力的作用，該力是電場力，電場力和重力一樣，都是場力學(xué)習(xí)電場和電場力時(shí)要對(duì)比著重重力一樣，都是場力學(xué)習(xí)電場和電場力時(shí)要對(duì)比著重力場和重力來分析理解如下圖所示是無網(wǎng)捕魚力場和重

3、力來分析理解如下圖所示是無網(wǎng)捕魚電捕電捕魚的過程圖，為什么在電場里面魚兒會(huì)沖向陽極呢？魚的過程圖，為什么在電場里面魚兒會(huì)沖向陽極呢？第一章第一章 靜電場靜電場1電場電場在電荷的周圍存在著由它產(chǎn)生的電場電場是在電在電荷的周圍存在著由它產(chǎn)生的電場電場是在電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)2靜電場：靜止電荷產(chǎn)生的電場叫靜電場靜電場：靜止電荷產(chǎn)生的電場叫靜電場第一章第一章 靜電場靜電場3靜電場的性質(zhì)靜電場的性質(zhì)(1)電場的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有力的作電場的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有力的作用庫侖力實(shí)際上就是這種電場力用庫侖力實(shí)際上就是這種電場力(2)當(dāng)放入靜電場中的帶電體在電場中

4、移動(dòng)時(shí)，電場當(dāng)放入靜電場中的帶電體在電場中移動(dòng)時(shí)，電場力可能對(duì)它做功力可能對(duì)它做功第一章第一章 靜電場靜電場(1)電場是一種特殊的物質(zhì)，并非由分子、原子組成，電場是一種特殊的物質(zhì)，并非由分子、原子組成，但客觀存在但客觀存在(2)電荷間的相互作用力是通過電場發(fā)生的，如圖所電荷間的相互作用力是通過電場發(fā)生的，如圖所示示(3)電場雖然看不見摸不著，但可以通過一些性質(zhì)表電場雖然看不見摸不著，但可以通過一些性質(zhì)表現(xiàn)其存在現(xiàn)其存在第一章第一章 靜電場靜電場1試探電荷和場源電荷試探電荷和場源電荷(1)試探電源：用來檢驗(yàn)電場是否存在及其強(qiáng)弱分布試探電源：用來檢驗(yàn)電場是否存在及其強(qiáng)弱分布情況的電荷，也叫檢驗(yàn)電荷

5、情況的電荷，也叫檢驗(yàn)電荷(2)場源電荷：激發(fā)被檢驗(yàn)電場的電荷，也叫源電場源電荷：激發(fā)被檢驗(yàn)電場的電荷，也叫源電荷荷(3)試探電荷的特點(diǎn)：試探電荷的特點(diǎn)：試探電荷的電荷量和尺寸必須充分小，對(duì)場源電荷試探電荷的電荷量和尺寸必須充分小，對(duì)場源電荷的電荷分布及其產(chǎn)生的電場沒有明顯的影響的電荷分布及其產(chǎn)生的電場沒有明顯的影響第一章第一章 靜電場靜電場2電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度(1)定義：放入電場中某一點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷受到的靜電定義：放入電場中某一點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷受到的靜電力跟它的電荷量的比值，叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度力跟它的電荷量的比值，叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度(3)單位：牛每庫，符號(hào)單位：牛每庫，符號(hào)N/C.(4)方向：電場強(qiáng)度

6、是矢量，規(guī)定某點(diǎn)電場強(qiáng)度的方方向：電場強(qiáng)度是矢量，規(guī)定某點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向跟正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同負(fù)電荷在向跟正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同負(fù)電荷在電場中某點(diǎn)所受的靜電力的方向跟該點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向電場中某點(diǎn)所受的靜電力的方向跟該點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向相反相反第一章第一章 靜電場靜電場第一章第一章 靜電場靜電場(4)靜電力與電場強(qiáng)度比較靜電力與電場強(qiáng)度比較物理量物理量比較內(nèi)容比較內(nèi)容靜電力靜電力電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度區(qū)區(qū)別別物理意物理意義義電場對(duì)電荷的作用力電場對(duì)電荷的作用力反映電場的力的屬性反映電場的力的屬性決定因決定因素素由電場和電荷共同決定由電場和電荷共同決定 僅由電場自身決定僅由電場自

7、身決定大小大小FqEEF/q方向方向正電荷受力方向與正電荷受力方向與E同同向，負(fù)電荷受力方向與向，負(fù)電荷受力方向與E反向反向規(guī)定規(guī)定E的方向?yàn)檎姾稍谠摰姆较驗(yàn)檎姾稍谠擖c(diǎn)的受力方向點(diǎn)的受力方向單位單位NN/C(或或V/m)聯(lián)系聯(lián)系FqE(普遍適用普遍適用)第一章第一章 靜電場靜電場思考討論：若已知負(fù)電荷在電場中某點(diǎn)的受力方向，思考討論：若已知負(fù)電荷在電場中某點(diǎn)的受力方向，如何確定該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向？如何確定該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向？提示：提示：由于異號(hào)電荷在電場中同一點(diǎn)的受力方向相由于異號(hào)電荷在電場中同一點(diǎn)的受力方向相反，所以負(fù)電荷受力方向的反方向即為該點(diǎn)的場強(qiáng)方反，所以負(fù)電荷受力方向的反方向即為

8、該點(diǎn)的場強(qiáng)方向向第一章第一章 靜電場靜電場第一章第一章 靜電場靜電場(3)方向：如果以方向：如果以Q為中心，為中心，r為半徑作一球面，則球?yàn)榘霃阶饕磺蛎?，則球面上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等當(dāng)面上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等當(dāng)Q為正點(diǎn)電荷時(shí)，為正點(diǎn)電荷時(shí)，E的的方向沿半徑向外；當(dāng)方向沿半徑向外；當(dāng)Q為負(fù)點(diǎn)電荷時(shí)，為負(fù)點(diǎn)電荷時(shí)，E的方向沿半徑向的方向沿半徑向內(nèi)內(nèi)2電場強(qiáng)度的疊加電場強(qiáng)度的疊加(1)電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和這種關(guān)系叫做電場強(qiáng)度的疊產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和這種關(guān)系叫做電場強(qiáng)度的疊加加(2)比較大的帶電體的電場，可把帶

9、電體分為若干小比較大的帶電體的電場，可把帶電體分為若干小塊，每一小塊看成一個(gè)點(diǎn)電荷，用點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度疊加塊，每一小塊看成一個(gè)點(diǎn)電荷，用點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度疊加的方法計(jì)算整個(gè)帶電體的電場的方法計(jì)算整個(gè)帶電體的電場第一章第一章 靜電場靜電場第一章第一章 靜電場靜電場公式比公式比較內(nèi)容較內(nèi)容EF/qEkQ/r2本質(zhì)區(qū)本質(zhì)區(qū)別別定義式定義式?jīng)Q定式?jīng)Q定式意義及意義及用途用途給出了一種量度電場給出了一種量度電場強(qiáng)弱的方法強(qiáng)弱的方法指明了點(diǎn)電荷場強(qiáng)大小的指明了點(diǎn)電荷場強(qiáng)大小的決定因素決定因素適用范適用范圍圍一切電場一切電場真空中點(diǎn)電荷的電場真空中點(diǎn)電荷的電場Q或或q意意義義q表示引入電場的檢表示引入電場的檢驗(yàn)驗(yàn)(

10、或試探或試探)電荷的電電荷的電荷量荷量Q表示產(chǎn)生電場的點(diǎn)電荷表示產(chǎn)生電場的點(diǎn)電荷的電荷量的電荷量E及其及其他量關(guān)他量關(guān)系系E用用F與與q的比值來表的比值來表示，但示，但E大小與大小與F、q大小無關(guān)大小無關(guān)E不僅用不僅用Q、r來表示，且來表示，且EQ，第一章第一章 靜電場靜電場第一章第一章 靜電場靜電場例例1關(guān)于電場強(qiáng)度和靜電力，以下說法正確的是關(guān)于電場強(qiáng)度和靜電力，以下說法正確的是()A電荷所受靜電力很大，該點(diǎn)電場強(qiáng)度一定很大電荷所受靜電力很大，該點(diǎn)電場強(qiáng)度一定很大B以點(diǎn)電荷為圓心，以點(diǎn)電荷為圓心，r為半徑的球面上各點(diǎn)的場強(qiáng)為半徑的球面上各點(diǎn)的場強(qiáng)相同相同C如空間某點(diǎn)的場強(qiáng)為零，則試探電荷在該

11、點(diǎn)受如空間某點(diǎn)的場強(qiáng)為零，則試探電荷在該點(diǎn)受到的靜電力也為零到的靜電力也為零第一章第一章 靜電場靜電場D在電場中某點(diǎn)放入試探電荷在電場中某點(diǎn)放入試探電荷q，該點(diǎn)的場強(qiáng)為，該點(diǎn)的場強(qiáng)為EF/q；取走；取走q后，該點(diǎn)場強(qiáng)仍然為后，該點(diǎn)場強(qiáng)仍然為EF/q答案：答案：CD分析：分析：從電場強(qiáng)度的客觀性、矢量性和力的特性三從電場強(qiáng)度的客觀性、矢量性和力的特性三個(gè)方面考慮個(gè)方面考慮第一章第一章 靜電場靜電場解析：解析：電場強(qiáng)度是矢量，其性質(zhì)由場源電荷決定，電場強(qiáng)度是矢量，其性質(zhì)由場源電荷決定，與試探電荷無關(guān)；而靜電力則與場強(qiáng)和試探電荷都有關(guān)與試探電荷無關(guān)；而靜電力則與場強(qiáng)和試探電荷都有關(guān)系，逐項(xiàng)分析如下：

12、系，逐項(xiàng)分析如下：選項(xiàng)選項(xiàng)診斷診斷結(jié)論結(jié)論A由由FqE知，知，F(xiàn)由由q和和E共同決定，所以共同決定，所以F很大，可能很大，可能是因?yàn)槭且驗(yàn)閝很大造成的很大造成的B由由E知，以點(diǎn)電荷知，以點(diǎn)電荷Q為圓心，為圓心，r為半徑的球面上，各為半徑的球面上，各點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等，但方向則不同，因場強(qiáng)是矢點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等，但方向則不同，因場強(qiáng)是矢量，故各點(diǎn)場強(qiáng)不相同量，故各點(diǎn)場強(qiáng)不相同C由由FqE知：當(dāng)知：當(dāng)E0時(shí)，時(shí)，F(xiàn)0，即，即q不受靜電力作用不受靜電力作用D只要電場確定了，電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)就是確定的，只要電場確定了，電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)就是確定的，試探電荷試探電荷q只是用來體現(xiàn)電場強(qiáng)弱的手段，它的有只是用來

13、體現(xiàn)電場強(qiáng)弱的手段，它的有無，不會(huì)改變電場的客觀性質(zhì)無，不會(huì)改變電場的客觀性質(zhì)第一章第一章 靜電場靜電場反思提升：反思提升：電場強(qiáng)度和靜電力是兩個(gè)不同的概念，電場強(qiáng)度和靜電力是兩個(gè)不同的概念，它們的決定因素，大小的關(guān)系，以及方向的判定等均有它們的決定因素，大小的關(guān)系，以及方向的判定等均有各自的規(guī)律要注意它們的區(qū)別各自的規(guī)律要注意它們的區(qū)別第一章第一章 靜電場靜電場變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練11如圖所示，在一帶負(fù)電的導(dǎo)體如圖所示，在一帶負(fù)電的導(dǎo)體A附附近有一點(diǎn)近有一點(diǎn)B，如在，如在B處放置一個(gè)處放置一個(gè)q12.0108C的電荷，的電荷，測(cè)出其受到的靜電力測(cè)出其受到的靜電力F1大小為大小為4.0106N，方

14、向如圖，方向如圖，則則B處場強(qiáng)是多少？如果換用一個(gè)處場強(qiáng)是多少？如果換用一個(gè)q24.0107C的電荷的電荷放在放在B點(diǎn)，其受力多大？此時(shí)點(diǎn)，其受力多大？此時(shí)B處場強(qiáng)多大？處場強(qiáng)多大？答案：答案：200 N/C 8.0105N200N/C第一章第一章 靜電場靜電場分析：分析：解答本題應(yīng)把握以下三點(diǎn)：解答本題應(yīng)把握以下三點(diǎn)：(1)電場強(qiáng)度的大小計(jì)算和方向判斷可分開進(jìn)行電場強(qiáng)度的大小計(jì)算和方向判斷可分開進(jìn)行(2)場強(qiáng)大小可由場強(qiáng)的定義式求解場強(qiáng)大小可由場強(qiáng)的定義式求解(3)場強(qiáng)方向與正場強(qiáng)方向與正(負(fù)負(fù))電荷所受電場力方向相同電荷所受電場力方向相同(反反)第一章第一章 靜電場靜電場第一章第一章 靜電

15、場靜電場例例2如圖，真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷如圖，真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q14.0108C和和Q2108C，分別固定在，分別固定在x坐標(biāo)軸的坐標(biāo)軸的x0和和x6cm的的位置上位置上(1)x坐標(biāo)軸上哪個(gè)位置的電場強(qiáng)度為零？坐標(biāo)軸上哪個(gè)位置的電場強(qiáng)度為零？(2)x坐標(biāo)軸上哪些地方的電場強(qiáng)度方向是沿坐標(biāo)軸上哪些地方的電場強(qiáng)度方向是沿x方向的？方向的？第一章第一章 靜電場靜電場答案：答案：見解析見解析解析：解析：首先明確兩個(gè)點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的電場的方向，首先明確兩個(gè)點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的電場的方向，然后再考慮場強(qiáng)的大小關(guān)系然后再考慮場強(qiáng)的大小關(guān)系因因Q1Q2，故在，故在Q1點(diǎn)的左側(cè)，點(diǎn)的左側(cè)，Q1的電場強(qiáng)度總大于的電場強(qiáng)度

16、總大于Q2的電場強(qiáng)度，且方向總指向的電場強(qiáng)度，且方向總指向x軸負(fù)半軸，在軸負(fù)半軸，在x0和和x6cm之間，電場強(qiáng)度總沿之間，電場強(qiáng)度總沿x軸正方向故只有在軸正方向故只有在Q2右側(cè)電右側(cè)電場強(qiáng)度才有可能為零場強(qiáng)度才有可能為零第一章第一章 靜電場靜電場反思提升：反思提升：根據(jù)場疊加原理，多個(gè)場源激發(fā)電場的根據(jù)場疊加原理，多個(gè)場源激發(fā)電場的合場強(qiáng)應(yīng)等于各個(gè)電場單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的合場強(qiáng)應(yīng)等于各個(gè)電場單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和，各個(gè)場強(qiáng)方向若在一條直線上，可用代數(shù)運(yùn)算矢量和，各個(gè)場強(qiáng)方向若在一條直線上，可用代數(shù)運(yùn)算法，如不在一條直線上用矢量合成的平行四邊形定則來法，如不在一條直線上用矢量合成的平行四邊形定則來運(yùn)算運(yùn)算第一章第一章 靜電場靜電場變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練21如圖所示，一半徑為如圖所示，一半徑為R的絕緣球殼的絕緣球殼上均勻地帶有上均勻地帶有Q的電荷，球心的電荷，球心O上場強(qiáng)為零現(xiàn)在球殼上場強(qiáng)為零現(xiàn)在球殼上上N處挖去半徑為處挖去半徑為r(rR)的一個(gè)小圓孔，則此時(shí)球心的一個(gè)小圓孔，則此時(shí)球心O上上的場強(qiáng)大小為的場強(qiáng)大小為_(已知靜電力常量已知靜電力常量k)，方向，方向_第一章第一章 靜電場靜電場第一章第一章 靜電場靜電場第一章第一章 靜電