寧夏回族自治區(qū)銀川市六盤(pán)山高級(jí)中學(xué)高中物理人教版選修3-1課件第一章第三節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度（57張）（共58張）

第一章靜電場(chǎng)

第三節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度人教版選修3-1人教版選修3-1

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)與實(shí)物是物質(zhì)存在的兩種不同形式．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、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．重點(diǎn)難點(diǎn)：1.對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的理解和對(duì)電場(chǎng)線的認(rèn)識(shí)．2．兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)公式的應(yīng)用．任何力的作用都離不開(kāi)物質(zhì)腳踢球，腳對(duì)球的力直接作用在球上任何力的作用都離不開(kāi)物質(zhì)汽車?yán)宪?，汽車?duì)拖車的拉力是通過(guò)繩子作用的。ＡＢ+++思考：兩電荷間相互作用時(shí)不直接接觸，它們之間的相互作用時(shí)通過(guò)什么傳遞的呢？請(qǐng)閱讀教材P10頁(yè)ＢＡ

電荷A對(duì)電荷B的作用，實(shí)際上是電荷A的電場(chǎng)對(duì)電荷B的作用

+++ＢＡ

電荷Ｂ對(duì)電荷Ａ的作用，實(shí)際上是電荷Ｂ的電場(chǎng)對(duì)電荷Ａ的作用

+++ＡＢ電場(chǎng)B電荷A電荷++++——電場(chǎng)

電場(chǎng)的基本性質(zhì)：電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用，這種力叫做電場(chǎng)力或靜電力．

存在于電荷周圍的一種特殊物質(zhì)

電場(chǎng)的物質(zhì)性及特殊性一、電場(chǎng)基本性質(zhì)（著手）電荷受力認(rèn)識(shí)電場(chǎng)（試探電荷）研究方法試探電荷（檢驗(yàn)電荷）：用來(lái)檢驗(yàn)電場(chǎng)是否存在及其強(qiáng)弱分布情況的帶電小球。Ａ++Ｂ場(chǎng)源電荷試探電荷試探電荷的電荷量和尺寸必須充分小，對(duì)金屬球A上的電荷分布不產(chǎn)生明顯的影響，從而原來(lái)的電場(chǎng)不因試探電荷的出現(xiàn)有明顯的變化。Ａ

因?yàn)殡妶?chǎng)具有方向性以及各點(diǎn)強(qiáng)弱不同，所以同一電荷q在電場(chǎng)中不同點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的方向和大小不同，我們用電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向．

同一電荷q在電場(chǎng)中不同點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的方向和大小一般不同，這是什么因素造成的？

+QP+qQP+2qQP+4qF2F4F

不同的電荷q在電場(chǎng)的同一點(diǎn)所受的電場(chǎng)力F是不同的。實(shí)驗(yàn)表明，在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)，比值F/q是恒定的。

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，叫做電場(chǎng)在該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng)。用字母E表示E=Fq2、定義式1、定義4、物理意義：反映電場(chǎng)本身的強(qiáng)弱及方向二、電場(chǎng)強(qiáng)度3、單位:牛每庫(kù)，符號(hào)為N/C5、方向：物理學(xué)中規(guī)定，電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向跟正電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向相同．

+Q+qFAE設(shè)：試探電荷的電荷量q=+5.0×10-9C，測(cè)得它在電場(chǎng)中的A點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為F=3.0×10-4N，求：A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是多大？如果改用電荷量為q=-6.0×10-9C的試探電荷，來(lái)確定該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，場(chǎng)強(qiáng)會(huì)不會(huì)改變？解：E=F/q=3.0×10-4/5.0×10-9=6.0×104N/C場(chǎng)強(qiáng)方向：水平向右

如果A點(diǎn)未放試探電荷，則A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為多少？方向如何？三、點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)+-推導(dǎo)式場(chǎng)強(qiáng)方向：正點(diǎn)電荷電場(chǎng)方向向外

負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)方向向內(nèi)適用范圍電荷的意義定義式，適用于一切電場(chǎng)僅對(duì)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)適用q是檢驗(yàn)電荷，但E與q無(wú)關(guān)Q是場(chǎng)源電荷，E與Q成正比和的區(qū)別：QrPrQP2、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1、電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，合成應(yīng)遵循平行四邊形法則

2、疊加原理：空間如果多個(gè)電荷同時(shí)存在，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和E+E-E合四、電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加P＋Q1?Q2人們經(jīng)過(guò)探索，發(fā)現(xiàn)可以用一些有方向的曲線來(lái)形象地表征電場(chǎng)。這樣的線就是電場(chǎng)線。英國(guó)物理學(xué)家法拉第首先引入了電場(chǎng)強(qiáng)度的圖象，他在電場(chǎng)中畫(huà)了一些線，使這些線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致，并使線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大?。ɡ诜Q為電力線．即電場(chǎng)線。英國(guó)物理學(xué)家

法拉第（1791-1867）

1、電場(chǎng)線：電場(chǎng)中假想的一些有方向的曲線。下面我們來(lái)看一下一種最簡(jiǎn)單的場(chǎng)源——點(diǎn)電荷——的電場(chǎng)線的情況五、電場(chǎng)線正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線2、電場(chǎng)線特點(diǎn)①電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向.ABC②電場(chǎng)線從正電荷出發(fā),到負(fù)電荷終止.

在正電荷形成的電場(chǎng)中,電場(chǎng)線起于正電荷延伸到無(wú)窮遠(yuǎn)處,在負(fù)電荷形成的電場(chǎng)中,電場(chǎng)線起于無(wú)窮遠(yuǎn)處止于負(fù)電荷.③任何兩條電場(chǎng)線不相交、不閉合，不是電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡E1E2④、電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。EAEBECEA>EB>

EC···abc···abc(2)(3)Ea<Eb<EcEa<Ec<Eb只有一條電場(chǎng)線是不能判斷這三個(gè)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小?！ぁぁbc(1)Ea>Eb>Ec(2).帶等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線:3、幾種常見(jiàn)電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布(1).帶等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線:等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線幾種常見(jiàn)電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布

一、定義：場(chǎng)強(qiáng)大小和方向處處相同的電場(chǎng)叫勻強(qiáng)電場(chǎng)。六．勻強(qiáng)電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是怎樣分布的？？二、電場(chǎng)線的特點(diǎn)：間隔相等的平行直線。E通常情況下怎樣得到勻強(qiáng)電場(chǎng)？

帶等量異種電荷、大小相等、互相靠近且正對(duì)的兩平行金屬板中部區(qū)域的電場(chǎng)就是勻強(qiáng)電場(chǎng)。？課前自主學(xué)案一、電場(chǎng)1．電荷的周圍存在______．帶電體間的相互作用是通過(guò)周圍的_______發(fā)生的．2．場(chǎng)和分子、原子組成的實(shí)物一樣具有能量、質(zhì)量和動(dòng)量．場(chǎng)與實(shí)物是物質(zhì)存在的兩種不同形式．靜電場(chǎng)是________的電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)．

電場(chǎng)

電場(chǎng)

靜止

3．電場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有_____的作用．二、電場(chǎng)強(qiáng)度1．定義：放入電場(chǎng)中某一點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷受到的靜電力跟它的電荷量的______，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度．2．公式：E＝_____________.力比值3．單位：牛/庫(kù)，符號(hào)_______.4．方向：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，規(guī)定某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向跟_________在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同．負(fù)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受的靜電力的方向跟該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向_________．三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加1．點(diǎn)電荷周圍某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小計(jì)算式為E＝

____.N/C正電荷相反2．以Q為中心，r為半徑作一球面，則球面上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小______，當(dāng)Q為正電荷時(shí)，E的方向_______________________，當(dāng)Q為負(fù)電荷時(shí)，E的方向_____________．同一球面上的場(chǎng)強(qiáng)只是大小相等，方向并不相同．3．如果場(chǎng)源電荷不只是一個(gè)點(diǎn)電荷，則電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的_____________．相等背離球心向外指向球心矢量和四、電場(chǎng)線1．電場(chǎng)線是畫(huà)在電場(chǎng)中的一條條有方向的曲線，曲線上每點(diǎn)的_______________表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向，電場(chǎng)線不是實(shí)際存在的線，而是為了形象描述電場(chǎng)而假想的線．切線方向2．電場(chǎng)線的特點(diǎn)：(1)電場(chǎng)線從____________或____________出發(fā)終止于___________或___________；(2)電場(chǎng)線在電場(chǎng)中不________；(3)在同一電場(chǎng)里，電場(chǎng)線________的地方場(chǎng)強(qiáng)大．正電荷無(wú)窮遠(yuǎn)無(wú)窮遠(yuǎn)負(fù)電荷相交密集出正入負(fù)密強(qiáng)疏弱思考感悟2．電場(chǎng)線為什么不能相交？電場(chǎng)線是電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡嗎？提示：某點(diǎn)的電場(chǎng)方向是唯一的，所以電場(chǎng)線不能相交，電場(chǎng)線不是電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡．五、勻強(qiáng)電場(chǎng)1．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)就叫做____________．2．由于方向相同，勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線應(yīng)該是_____________；又由于電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，電場(chǎng)線的密度應(yīng)該是________．所以勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是間隔相等的平行線．勻強(qiáng)電場(chǎng)平行的均勻的核心要點(diǎn)突破一、對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度概念及兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)公式的理解1．對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的理解(1)電場(chǎng)強(qiáng)度是用比值法定義的物理量，它僅由電場(chǎng)本身決定，與定義它的檢驗(yàn)(試探)電荷的電荷量q及所受的靜電力F無(wú)關(guān)．(2)只要場(chǎng)源電荷確定下來(lái)，場(chǎng)源電荷周圍形成的電場(chǎng)也就確定下來(lái)，電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E與該點(diǎn)放不放檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)．比較項(xiàng)名稱定義大小要求試探電荷用來(lái)檢驗(yàn)電場(chǎng)是否存在及其強(qiáng)弱分布情況的電荷尺寸和電量必須充分小，放入電場(chǎng)后，不影響原電場(chǎng)場(chǎng)源電荷激發(fā)出電場(chǎng)的電荷無(wú)要求，可大可小（4）．兩個(gè)電荷的比較2．兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)公式的比較二、電場(chǎng)線1．電場(chǎng)線的四個(gè)特點(diǎn)(1)電場(chǎng)線不是電場(chǎng)里實(shí)際存在的線，而是為形象地描述電場(chǎng)而假想的線，因此電場(chǎng)線是一種理想化模型．(2)電場(chǎng)線始于正電荷，止于負(fù)電荷，在正電荷形成的電場(chǎng)中，電場(chǎng)線起于正電荷延伸到無(wú)窮遠(yuǎn)處；在負(fù)電荷形成的電場(chǎng)中，電場(chǎng)線起于無(wú)窮遠(yuǎn)處，止于負(fù)電荷．(3)電場(chǎng)線不閉合，不相交，也不是帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡．(4)在同一電場(chǎng)里，電場(chǎng)線越密的地方，場(chǎng)強(qiáng)越大，電場(chǎng)線越稀的地方，場(chǎng)強(qiáng)越小2．電場(chǎng)線認(rèn)識(shí)的兩個(gè)誤區(qū)(1)誤認(rèn)為電場(chǎng)線客觀存在．電場(chǎng)中實(shí)際并不存在電場(chǎng)線，電場(chǎng)線是形象描述電場(chǎng)的有效工具，用虛擬的圖線描述抽象的物理概念的做法是科學(xué)研究中一種重要的思想方法．(2)誤認(rèn)為電場(chǎng)線就是電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡．①電場(chǎng)線與帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡的比較電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)軌跡客觀性電場(chǎng)中并不存在，是為研究電場(chǎng)方便而人為引入的粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡是客觀存在的切線意義曲線上各點(diǎn)的切線方向即為該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，同時(shí)也是正電荷在該點(diǎn)的受力方向，即正電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生加速度的方向軌跡上每一點(diǎn)的切線方向即為粒子在該點(diǎn)的速度方向，但加速度的方向與速度的方向不一定相同②電場(chǎng)線與帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡重合必備的條件a．電場(chǎng)線是直線；b．帶電粒子只受電場(chǎng)力作用，或受其他力，但方向沿電場(chǎng)線所在直線；c．帶電粒子初速度為零或初速度方向沿電場(chǎng)線所在的直線．3．常見(jiàn)電場(chǎng)的電場(chǎng)線光芒四射，發(fā)散狀眾矢之的，會(huì)聚狀勢(shì)不兩立，相斥狀手牽手，心連心，相吸狀平行的、等間距的、同向的直線三、兩點(diǎn)電荷連線和中垂線上電場(chǎng)強(qiáng)度分布特點(diǎn)圖1－3－11．等量異種電荷(1)兩電荷連線的中垂線上：各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)橛烧姾傻囊贿呏赶蜇?fù)電荷的一邊，且與中垂線垂直，O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最大，從O點(diǎn)沿中垂線向兩邊逐漸減小，直至無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)為零；中垂線上任意一點(diǎn)a與該點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)b的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相同．(2)兩電荷的連線上：各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向由正電荷沿兩電荷的連線指向負(fù)電荷，O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最小，從O點(diǎn)沿兩電荷的連線向兩邊逐漸增大；兩電荷的連線上，任一點(diǎn)