高中物理电场强度课件新人教版选修3-1

2）、 公式：
F E= q
） 单位：牛顿/ 3）、 单位 牛顿/库仑（N/C）
4）、 方向： 矢量 方向：
跟正电荷在该点所受电场力 F 的方向 相同
E P P E +Q -Q
如果Q是正电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并背 如果Q是正电荷， 的方向就是沿着PQ的连线并背 PQ 如果Q是负电荷， 的方向就是沿着PQ PQ的连线并 离Q；如果Q是负电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并 指向Q。（“ +Q而去 而去， 而来” 指向Q。（“离+Q而去，向-Q而来”）
如图， 点的场强，等于+Q 1） 如图，P点的场强，等于+Q1在该点产生 的场强E 在该点产生的场强E 的矢量和。 的场强E1和-Q2在该点产生的场强E2的矢量和。
P
E1 E
.
E2 +Q1 -Q2
2）、一个半径为R的均匀带电球体（或球 ）、一个半径为 的均匀带电球体 带电球体（ ）、一个半径为 壳）在外部产生的电场 与一个位于 球心的、电 球心的、 荷量相等的 点电荷产生 的电场相同 Q
2 定义式： E=F/q 定义式：
E的大小只决定于电场本身， 的大小只决定于电场本身， 3 与电荷q无关 与电荷q E是矢量，其方向与正电荷 是矢量， (+q)在该点受到的电场力的方 4 (+q)在该点受到的电场力的方 向相同
5 E的单位： 牛/库 (N/C) 的单位：
三、点电荷的电场 电场强度的叠加
一.电场： 电场：
1、定义: 存在于带电体周围的特殊物质。 定义: 存在于带电体周围的特殊物质。 物质 2、基本性质： 基本性质： 对放入其中的电荷有力的作用， 对放入其中的电荷有力的作用，这种力 电场力。 叫电场力。
3、用场的观点分析电荷A和B间的相互作用： 、用场的观点分析电荷 和 间的相互作用 间的相互作用：
- 4Q +9Q -5 -3 -1 1
例：如图所示，三个完全相同的的金属小球 a、 如图所示， 、
b、c位于等边三角形的三个顶点上，a和c带 、 位于等边三角形的三个顶点上 位于等边三角形的三个顶点上， 和 带 正电， 所带电量的大小比 所带电量的大小比b小 已知c受到 受到a 正电，a所带电量的大小比 小。已知 受到 和b的静电力的合力可用图中四条有向线段的 的静电力的合力可用图中四条有向线段的 D 一条来表示，它应是［ 一条来表示，它应是［ ］ A. F1 B. F2 C. F3 D. F4 a b
1、点电荷的电场 、
Q 大小： 大小： = k 2 E r
点电荷Q在真空中形成的电场中， 点电荷Q在真空中形成的电场中，不同点的场强是 不同的，那么场强的大小由什么因素决定？ 不同的，那么场强的大小由什么因素决定？ [解析]在点电荷Q形成的电场中，在距离Q为r的P 解析]在点电荷Q形成的电场中，在距离Q 点放一试探电荷q 点放一试探电荷q 根据库仑定律， 受到的库仑力的大小: 根据库仑定律，q受到的库仑力的大小: F = k
四、电场线
1、定义：电场线是用来形象地描 定义： 述电场强弱与方向特性的一簇曲线。 述电场强弱与方向特性的一簇曲线。 电场线上每一点的切线方向 切线方向， 电场线上每一点的切线方向，都和该 点的场强方向一致。 场强方向一致 点的场强方向一致。
2、电场线的特征
1）、电场线密的地方场强强，电场线疏的地方场强弱 ）、电场线密的地方场强强 电场线疏的地方场强弱 电场线 ）、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷 静电场的电场线起于正电荷止于负电荷， 2）、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的 正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于） 正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于）无穷远处 点 3）、电场线不会相交，也不会相切 ）、电场线不会相交， 电场线不会相交 4）、电场线是假想的，实际电场中并不存在 ）、电场线是假想的 电场线是假想 5）、电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的 ）、电场线不是闭合曲线， 电场线不是闭合曲线 运动轨迹之间没有必然联系
在电场中A处放点电荷 例.在电场中 处放点电荷 在电场中 处放点电荷+q，其受电场 ， 力为F，方向向左， 力为 ，方向向左，则A处场强大小 处场强大小 F 为 ，方向为 向左 ；若将A处放点 若将 处放点 q 电荷为－2q，则该处电场强度大小 电荷为－ ， 为
F q
，方向为 向左
。
5）、电场强度的物理意义： ）、电场强度的物理意义： 电场强度的物理意义
F1 F2 F4
c
F3
如图所示，半经为r的硬橡胶圆环上带有均匀 如图所示，半经为r 分布的正电荷，其单位长度上的带电量为q 分布的正电荷，其单位长度上的带电量为q， 现截去环上一小段AB AB长为l(l<<r),则剩余 AB， 长为l(l<<r), 现截去环上一小段AB，AB长为l(l<<r),则剩余 部分在圆心O处产生的场强多大？方向如何？ 部分在圆心O处产生的场强多大？方向如何？
在物理学中，就用比值F/q来表示电场的强弱。 在物理学中，就用比值F/q来表示电场的强弱。 F/q来表示电场的强弱
2.电场强度： 2.电场强度： 电场强度
1）、 定义： 定义：
放入电场中某点的电荷受到的电场力与 放入电场中某点的电荷受到的电场力与 电场力 它所带电荷量的比值 的比值， 它所带电荷量的比值，叫做这一点的电 场强度，简称场强。 场强度，简称场强。
（二）过程与方法 通过分析在电场中的不同点，电场力F 与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值 F/q反映的是电场的强弱，即电场强度的概 念；知道电场叠加的一般方法。 （三）情感态度与价值观 培养学生学会分析和处理电场问题的一般 方法。 。 重点：电场强度的概念及其定义式 重点： 难点：对电场概念的理解、应用电场的叠 难点： 加原理进行简单的计算
练习. 如图， =1两点分 练习. 如图，在x轴上的x = -1和x =1两点分 别固定电荷量为的点电荷。 别固定电荷量为- 4Q 和+9Q 的点电荷。求：x 轴上合场强为零的点的坐标。 轴上合场强为零的点的坐标。并求在x = -3点 处的合场强方向。 处的合场强方向。
答案：x=答案：x=-5，向右
如果有几个点电荷同时存在， 如果有几个点电荷同时存在，在几个点 电荷共同形成的电场中， 电荷共同形成的电场中，如何求某点的场 强？
3、电场的叠加: 电场的叠加:
在几个点电荷共同形成的电场中， 在几个点电荷共同形成的电场中，某点的 场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的 场强的矢量和，这叫做电场的叠加原理。 场强的矢量和，这叫做电场的叠加原理。
如图，电荷Q周围存在电场，把试探电荷q 如图，电荷Q周围存在电场，把试探电荷q放 入电场中A 两点，电荷q要受到电场力F 入电场中A、B两点，电荷q要受到电场力FA、FB1 的作用，反映了电场具有力的性质。电荷q 的作用，反映了电场具有力的性质。电荷q在A、 两点受到的作用力F 大小是否相等？ B两点受到的作用力FA、FB1大小是否相等？ 在B点 点 换上+2q的电荷 所受的作用力FB2大小是否相等？ 的电荷,所受的作用力F 换上 的电荷 所受的作用力 大小是否相等？
A
B电荷电场电荷二.电场强度： 电场强度：
用什么可以检验空间存在看不见又摸 不着的电场？ 不着的电场？
1、电场的检验 、
1）、检验方法： ）、检验方法： 检验方法
把一个带电体放入其中，看是否受到 把一个带电体放入其中， 力的作用。 力的作用。
2）、检验电荷： ）、检验电荷： 检验电荷
用来检验电场的电量很小（ 用来检验电场的电量很小（不影响原 电场）；体积很小（可以当作质点） ）；体积很小 电场）；体积很小（可以当作质点）的 电荷，也称点电荷。 电荷，也称点电荷。 能否就用检验电荷所受的电场力来描 述某点电场的强弱？ 述某点电场的强弱？
Q E=k 2 r
定义式， 定义式，适 用于一切电 场 仅对点电荷 的电场适用
F Q 例、关于 E = ……①和 E = k 2 ……②，下列说 ① ② q r
法中正确的是（ 法中正确的是（ C ） 式中， 是放入电场中的电荷所受的力， （1）①式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是 放入电场中电荷的电量 式中， 是放入电场中的电荷所受的力， （2）①式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是 产生电场电荷的电量 式中， （3）②式中，q是放入电场中的电荷的电量 式中， （4）②式中，Q是产生电场的电荷的电量 A、（1）（3） 、（1）（3 、（1）（4 C、（1）（4） B、（2）（3） 、（2）（3 、（2）（4 D、（2）（4）
FA
[解析] 根据库仑定律 解析] F=k
Q1Q2
r2
可知， 可知，
+Q
A +q B +q FB
∵ rA < rB ∴ FA > FB
实验表明，在电场中的同一点，比值F/q是恒定 实验表明，在电场中的同一点，比值F/q是恒定 F/q 在电场中的不同点，比值F/q一般是不同的。 F/q一般是不同的 的；在电场中的不同点，比值F/q一般是不同的。 F/q这个比值由电荷q在电场中的位置所决定， F/q这个比值由电荷q在电场中的位置所决定， 这个比值由电荷 跟电荷q无关，是反映电场性质的物理量。 跟电荷q无关，是反映电场性质的物理量。
Q
r
P
Q E=k 2 r
r
P
如图，在真空中有两个点电荷Q1=+3.0×10-8C 如图，在真空中有两个点电荷Q =+3.0× 3.0× 它们相距0.1m 求电场中A点的场强。 0.1m。 和Q2=-3.0×10-8C，它们相距0.1m。求电场中A点的场强。 点与两个点电荷的距离r相等，r=0.1m。 A点与两个点电荷的距离r相等，r=0.1m。 E1 解：点电荷Q1和Q2的电场在A点的场 点电荷Q 的电场在A A 强分别为E 强分别为E1和E2， E 它们大小相等，方向如图中所示。 它们大小相等，方向如图中所示。合 E2 场强E在E1和E2的夹角的平分线上， 场强E 的夹角的平分线上， 此平分线跟Q 的连线平行。 此平分线跟Q1和Q2的连线平行。 合场强E 合场强E的大小为 cos60° cos60° E= E1cos60°+ E2cos60° Q1 Q2 2kQ1 = cos60° = 2E1cos60° r2 cos60° cos60° 代入数值得：E=2.7× 代入数值得：E=2.7×104 N/C