【物理】電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度課件 2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

第九章靜電場(chǎng)及其應(yīng)用§9.31電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度情景思考q1q2+P1C+問題一：如圖所示的兩個(gè)帶電的物體，它們并沒有直接接觸，它們的相互作用（排斥或吸引）是通過什么來實(shí)現(xiàn)的？情景思考問題二：通過起電機(jī)使人體帶電，人的頭發(fā)會(huì)豎起散開。為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？如何解釋產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因？BA3.物質(zhì)性:電場(chǎng)以及磁場(chǎng)已被證明是一種客觀存在。場(chǎng)像分子、原子等實(shí)物粒子一樣具有能量，因而場(chǎng)也是物質(zhì)存在的一種形式。一、電場(chǎng)1.定義:電荷周圍存在著的一種傳遞電荷間相互作用的特殊物質(zhì)靜止電荷靜電場(chǎng)產(chǎn)生FF2.電場(chǎng)的力的性質(zhì):電場(chǎng)對(duì)場(chǎng)中的其它電荷有力的作用,叫作電場(chǎng)力4.靜止電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)叫作靜電場(chǎng)怎樣描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱？偵察兵試探電荷+qF激發(fā)電場(chǎng)的電荷+QA+2q2F+3q3F+qF+qF1+qF2+qF用來檢驗(yàn)電場(chǎng)是否存在和電場(chǎng)各點(diǎn)的性質(zhì)的電荷場(chǎng)源電荷1.場(chǎng)源電荷激發(fā)電場(chǎng)的帶電體所帶的電荷叫作場(chǎng)源電荷,或源電荷。2.試探電荷場(chǎng)源電荷試探電荷F(1).體積很小(2).電量很小這個(gè)電荷應(yīng)該是電荷量和體積都很小的點(diǎn)電荷。電荷量很小,是為了使它放入后不影響原來要研究的電場(chǎng)。體積很小,是為了便于用它來研究電場(chǎng)各點(diǎn)的性質(zhì)。這樣的電荷常常叫作試探電荷(或檢驗(yàn)電荷)。二、電場(chǎng)強(qiáng)度A＋Q＋q＋qB研究方法：在點(diǎn)電荷＋Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)分別放入電荷q1、q2、q3，則它們分別受電場(chǎng)力為：物理量電荷量FAFBq1q2q3

得出：F與q的比值與試探電荷無關(guān)，與場(chǎng)源電荷以及位置有關(guān)。

1.電場(chǎng)強(qiáng)度：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的力F與它的電荷量q的比值，叫做這點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度（場(chǎng)強(qiáng)）。2.公式：

3.單位：牛每庫（N/C）；伏每米（V/m）；1V/m=1N/C。4.方向：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量。其方向跟正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同；跟負(fù)電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相反。二、電場(chǎng)強(qiáng)度+QFE+Q-qFE根據(jù)規(guī)定：負(fù)檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受靜電力的方向跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E的方向相反。+q-QFE+q-QEF-q正檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受靜電力的方向跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E的方向相同。當(dāng)堂訓(xùn)練1.電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式為

，則（）A.它只適用于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)B.無論檢驗(yàn)電荷的q值如何變化，F(xiàn)與q的比值對(duì)電場(chǎng)中同一點(diǎn)來講是不變的C.電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與放在該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷所受的電場(chǎng)力成正比D.場(chǎng)強(qiáng)方向與檢驗(yàn)電荷的極性有關(guān)B2、電場(chǎng)中有一點(diǎn)

P，下列說法正確的是（）A．若放在

P

點(diǎn)的電荷的電荷量減半，則

P

點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度減半B．若

P

點(diǎn)沒有試探電荷，則

P

點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零C．P

點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度越大，則同一電荷在

P

點(diǎn)所受的靜電力越大D．P

點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向?yàn)樵囂诫姾稍谠擖c(diǎn)的受力方向C當(dāng)堂訓(xùn)練3、在真空中A點(diǎn)有一正電荷Q=2.0×10-4C，把檢驗(yàn)電荷q=2.0×10-6C的負(fù)電荷置于B點(diǎn)，他們相距離r=2m，如圖所示。求：q所在點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。當(dāng)堂訓(xùn)練三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)課堂探究三：點(diǎn)電荷是最簡單的場(chǎng)源電荷,試分析它激發(fā)的電場(chǎng)?

+Q+qFEr1.大小：2.場(chǎng)強(qiáng)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)方向指向電荷場(chǎng)源電荷電荷量到場(chǎng)源電荷的距離

思考：同一球面上的場(chǎng)強(qiáng)相同嗎?光芒四射萬箭穿心思考如果以Q為中心作一個(gè)球面，各處的電場(chǎng)強(qiáng)度相同么？1.單位：牛每庫(N/C)比值定義法

二、電場(chǎng)強(qiáng)度2.矢量：電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同。

與負(fù)電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相反。(3)電場(chǎng)強(qiáng)度由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定,與試探電荷是否存在、

電荷的正負(fù)、電荷量的大小及受到的靜電力都無關(guān)。

(1)物理意義：描述電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量

(4)電場(chǎng)力：F=qE3.理解：一、電場(chǎng)課堂小結(jié)：電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)

+Q1Q2PE1因?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度是矢量，若幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在，這時(shí)某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，等于各個(gè)點(diǎn)電荷在該點(diǎn)單獨(dú)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和(遵循平行四邊形定則)。E1E2+Q1Q2PE+Q1+Q2AE1E2如果有幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在，在幾個(gè)點(diǎn)電荷共同形成的電場(chǎng)中，如何求某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度呢？EE2E四、電場(chǎng)的疊加——遵循平行四邊形定則附：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，球外各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度：r>R，Q是整個(gè)球體所帶的電荷量4.如圖，真空中有一等邊三角形ABC，邊長d＝0.30m.在A點(diǎn)固定一電荷量q1＝＋3.0×10－6C的點(diǎn)電荷，靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2，求：(1)點(diǎn)電荷q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在C處的電場(chǎng)強(qiáng)度E1的大?。?2)在B點(diǎn)固定另一個(gè)q2＝－3.0×10－6C的點(diǎn)電荷，則C處合電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小及方向；(3)在(2)條件下，試探電荷q3＝＋5.0×10－7C放在C處受到的靜電力F大小.答案(1).3×105N/C(2).3×105

N/C平行于AB連線向左(3).0.15N例題分析五、電場(chǎng)線思考：電場(chǎng)看不見，摸不著，有沒有形象化描述的辦法?英國物理學(xué)家法拉第采用了一個(gè)簡潔的方法來描述電場(chǎng)，那就是電場(chǎng)線。即在電場(chǎng)中畫出一系列有方向的曲線，使曲線上每點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致．特點(diǎn)：以點(diǎn)電荷為球心作個(gè)球面（空間的），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。（1）正、負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布空間立體的，不是平面的離點(diǎn)電荷越近，電場(chǎng)線越密，場(chǎng)強(qiáng)越大電場(chǎng)線不相交，不相切，不閉合電場(chǎng)線起于正電荷或無窮遠(yuǎn)處，止于無窮遠(yuǎn)處或負(fù)電荷幾種常見電場(chǎng)中電場(chǎng)線的分布情況特點(diǎn)：a、沿點(diǎn)電荷的連線，場(chǎng)強(qiáng)方向相同，大小先變小后變大b、兩點(diǎn)電荷連線中垂面（中垂線）上，場(chǎng)強(qiáng)方向均相同，且總與中垂面（中垂線）垂直（2）等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布c、在中垂面（中垂線）上，與兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)0等距離各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相等。水平方向O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小O點(diǎn)A點(diǎn)豎直方向O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大無窮遠(yuǎn)處場(chǎng)強(qiáng)最小為零實(shí)驗(yàn)?zāi)M電場(chǎng)線（3）等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布特點(diǎn)：a、兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處場(chǎng)強(qiáng)為0b、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0c、兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)到無限遠(yuǎn)電場(chǎng)線先變密后變疏沒有畫電場(chǎng)線的地方有電場(chǎng)O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小，為零A點(diǎn)B點(diǎn)豎直方向場(chǎng)強(qiáng)先變大后變小，無窮遠(yuǎn)處為零舉例：兩塊等大、正對(duì)的、帶等量異種電荷的平行金屬板相互靠近時(shí)，它們之間的電場(chǎng)(邊緣除外)可以看作勻強(qiáng)電場(chǎng)。+++++++++六、勻強(qiáng)電場(chǎng)1.定義：如果電場(chǎng)中各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相同，這個(gè)電場(chǎng)就叫作勻強(qiáng)電場(chǎng)。2.特點(diǎn)：(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是相互平行且等距的直線；(2)電場(chǎng)線的疏密程度相同，即電場(chǎng)線分布均勻。+++++++++勻強(qiáng)電場(chǎng)課堂練習(xí)5.以下說法正確的是（）A．電場(chǎng)線是電場(chǎng)中實(shí)際存在的線B．電場(chǎng)線是從正電荷(或無窮遠(yuǎn))發(fā)出，到負(fù)電荷或(無窮遠(yuǎn))終止的不封閉曲線C．一對(duì)正、負(fù)電荷的電場(chǎng)線不相交，但兩對(duì)以上正負(fù)電荷的電場(chǎng)線可能相交D．電場(chǎng)線的疏密程度反映電場(chǎng)強(qiáng)度大小，電場(chǎng)中沒有電場(chǎng)線的地方，場(chǎng)強(qiáng)為零BC課堂練習(xí)6.如圖所示，各電場(chǎng)中

A、B

兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同的是（）C7.（多選）某靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線如圖所示，帶電粒子在電場(chǎng)

中僅受靜電力作用，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N

點(diǎn)。以下說法正確的是（

）A．粒子必定帶正電荷B．粒子在M點(diǎn)的加速度大于它在N點(diǎn)的加速度C．粒子在M點(diǎn)的加速度小于它在N點(diǎn)的加速度D．粒子在M點(diǎn)的加速度等于它在N點(diǎn)的加速度課堂練習(xí)AC一、電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加：遵循平行四邊形定則課堂小結(jié)：強(qiáng)度疊加、電場(chǎng)線1.規(guī)定：(1).電場(chǎng)線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向

(2).