(新教材)20版物理人教版必修第三册课件：第九章 3.电场 电场强度 第一课时 电场 电场强度

B.a=ΔΔ������������ D.E=k���������2���
解析:一般地,比值法定义的基本特点是被定义的物理量往往是反
映物质的最本质的属性,它不随定义所用的物理量的大小取舍而改 变;加速度与力成正比,与质量成反比,a=������������是决定式,a=ΔΔ������������是定义式, 故 A 错误、B 正确;电流与电压成正比,与电阻成反比,I=������������是决定式, 故 C 错误;电荷 Q 在电场中某点的电场强度与 Q 的多少、带电性质 及该点到 Q 的距离有关,E=k������������2是决定式,选项 D 错误。
3.电场 电场强度
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学习目标
1.了解电场是一种特殊的物 质,初步形成场是物质的概 念。 2.掌握电场强度的概念和公 式,会进行相应的计算。 3.理解点电荷的电场强度及 场叠加原理。
思维导图
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2.确定电场强度的方向一定要看清试探电荷是正电荷还是负电 荷,再确定电场强度与力的方向相同还是相反。
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变式训练1电场中有一点P,下列说法正确的是 ( ) A.若放在P点的电荷的电荷量减半,则P点电场强度减半 B.若P点没有试探电荷,则P点的电场强度为零 C.P点的电场强度越大,则同一电荷在P点所受的静电力越大 D.P点的电场强度方向为试探电荷在该点受的静电力方向 解析:电场强度是由电场本身决定的,与是否放入试探电荷、放 入电荷的电性、电荷量的多少均无关,选项A、B错。电荷量一定 时,由F=Eq可知,电场强度越大,所受的静电力越大,C对。若试探电 荷是正电荷,它受的静电力方向就是该点的电场强度方向,但试探 电荷是负电荷时,它受的静电力方向的反方向是该点电场强度的方 向,D选项错。 答案:C
对电场强度的理解 情景导引 (1)电场的基本性质是什么?如何去探究电场的这种性质? (2)在空间中有一电场,把一电荷量为q的试探电荷放在电场中的 A点,该电荷受到的静电力为F。①若把电荷量为2q的点电荷放在A 点,则它受到的静电力为多少?②若把电荷量为nq的点电荷放在该 点,它受到的静电力为多少?③能否用电荷受到的静电力来描述电 场的强弱?④电荷受到的静电力F与电荷量q有何关系? 要点提示:(1)电场对放入其中的电荷有力的作用。可在电场中放 一试探电荷,通过分析试探电荷的受力研究电场性质。 (2)①2F ②nF ③不能。不同电荷在电场中的同一点受的静电 力不同。 ④F与q成正比,即F与q的比值为定值。
10-5
N=9 N
方向在 A 与 B 的连线上,且指向 A。
(2)由电场强度的定义式 E=������������,得
EB=2×190-5 N/C=4.5×105 N/C,方向由 A 指向 B。
(3)电场强度是反映电场的力的性质的物理量,它是由形成电场的
电荷Q及场中位置决定的,与试探电荷q是否存在无关。故B点的电
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一、电场 1.电场:19世纪30年代,英国物理学家法拉第提出一种观点,认为 在电荷的周围存在着由它产生的电场,处在电场中的其他电荷受到 的作用力就是这个电场给予的。 2.电荷之间的作用力是通过电场发生的。 3.场和实物是物质存在的两种不同形式。 二、电场强度 1.试探电荷 用来研究电场各点的性质的电荷。 2.场源电荷或源电荷 激发电场的带电体所带的电荷。
(3)1.8×10-4 N
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5.N(N≥2,N是整数)个电荷量均为q(q>0)的小球,均匀位于圆周上P点的一个小球,则
圆心O点处的电场强度大小为
,方向
。
(已知静电力常量为k)
解析:P 点的带电小球在圆心 O 处的电场强度大小为 E1=k������������2,方向 沿 PO 指向 O;N 个小球在 O 点处电场强度叠加后,合电场强度为零;
(1)q受的静电力。 (2)q所在的B点的电场强度EB。 (3)拿走q后B点的电场强度。
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解析:(1)q受的静电力由库仑定律得
F=k������������|2������|=9×109×2×
10-4×2× 22
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1.正误判断。 (1)电荷与电荷间的相互作用力是通过电场发生的。 ( ) 解析:电荷甲受到电荷乙的作用力是电荷乙的电场给电荷甲的作 用力,同样,电荷乙受到电荷甲的作用力是电荷甲的电场给电荷乙 的作用力。 答案:√ (2)只有电荷发生相互作用时才产生电场。 ( ) 解析:只要有电荷存在,其周围空间一定存在电场。
画龙点睛 电场强度取决于产生它的电荷而不是取决于试探它的
电荷。
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实例引导
例1场源电荷Q=2×10-4 C,是正点电荷;试探电荷q=-2×10-5 C,是
负点电荷,它们相距r=2 m而静止,且处在真空中,如图所示。求:
场强度仍为4.5×105 N/C,方向由A指向B。
答案:(1)9 N,方向沿BA指向Q
(2)4.5×105 N/C,方向由A指向B (3)4.5×105 N/C,方向由A指向B
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规律方法 1.分清哪个是试探电荷,哪个是场源电荷,E= ������������中的q是 试探电荷。
答案:B
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4.一试探电荷q=+4×10-9 C,在电场中P点受到的静电力F=6×10-
7 N。则:
(1)P点的电场强度大小为
;
(2)将试探电荷移走后,P点的电场强度大小为
;
(3)放一电荷量为q'=1.2×10-6 C的电荷在P点,受到的静电力F'的
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知识归纳 1.关于电场的三点说明 (1)电场是一种看不见、摸不着,但是客观存在的特殊物质。 (2)电荷周围一定存在电场,静止的电荷周围存在静电场。 (3)电场是电荷间相互作用的桥梁,电荷不直接接触就可以发生相 互作用。 画龙点睛 上述三点可概括总结为特殊物质性,客观存在性,桥梁 纽带作用。
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3.电场强度 (1)物理意义:电场强度是反映电场强弱和方向的物理量。 (2)定义:放入电场中某点的试探电荷受到的静电力跟它的电荷量 的比值。 (3)公式:E=������������。
(4)单位:牛每库,符号N/C。 (5)方向:电场强度是矢量,规定某点电场强度的方向跟正电荷在 该点所受的静电力的方向相同。负电荷在电场中某点所受的静电 力的方向跟该点电场强度的方向相反。 (6)决定因素:电场本身,与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、 电荷量的多少均无关。
答案:×
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(5)由公式 E=���������������2���,E 与电荷量 Q 成正比、与距离 r 的二次方成反比。 ()
解析:Q是电场E的场源电荷,电场强度E与场源电荷的电荷量和到 场源电荷的距离有关。
答案:√ (6)以点电荷为球心的球面上各点电场强度处处相同。 ( ) 解析:以点电荷为球心的球面上各点电场强度处处大小相等,方 向不同。
移去 P 点的小球后,则剩余 N-1 个小球在圆心 O 处的电场强度与 P 点的小球在圆心 O 处的电场强度等大反向,即 E=E1=k������������2,方向沿 OP 指向 P。
答案:k������������2 沿 OP 指向 P 点
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三、点电荷的电场、电场强度的叠加
1.真空中点电荷的电场强度 (1)大小:E=k���������2��� 。 (2)方向:Q为正电荷时,电场强度E的方向沿半径向外;Q为负电荷
时,电场强度E的方向沿半径向内。
2.电场强度的叠加
答案:×
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2.电场强度的定义为 E=������������,这种通过两个物理量的比值定义的新 物理量可以反映物质本身的某种属性,这种定义物理量的方法叫比
值定义法。下列物理公式中属于用比值法定义物理量的是( )
A.a=������������ C.I=������������
答案:B -11-
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3.在真空中有一点电荷形成的电场,离该点电荷距离为r0的一点, 引入一电荷量为q的试探电荷,所受静电力为F,则离该点电荷为r处
的电场强度大小为( )
A.������������
B.������������������������022
大小为
。
解析:(1)E=������������
=
6×10-7 4×10-9
N=1.5×102
C
N/C。
(2)电场强度是描述电场的物理量,跟试探电荷无关,所以将试探
电荷移走后,电场强度仍是1.5×102 N/C。
(3)F'=q'E=1.2×10-6×1.5×102 N
=1.8×10-4 N。
答案:(1)1.5×102 N/C (2)1.5×102 N/C
电场中某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场
强度的矢量和。
3.图中已经标出+Q1和-Q2在P点产生的电场强度分别为E1和E2, 请在图上画出P点的电场强度E。
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答案:
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4.均匀带电球体或球壳的半径为 R,电荷量为+Q,在距离球心为 r(r≫R)处,电场强度的大小和方向分别为 E=���������������2���,沿半径向外。
(3)只要场源电荷确定下来,场源电荷周围形成的电场就确定下来,
电场中某点的电场强度E也就确定下来,与该点放不放试探电荷无
关。
(4)电场强度定义式E=
������ ������
为我们提供了一种计算静电力的方法,即
F=qE。
(5)电场强度是矢量,电场强度的方向与放入该点的正试探电荷受
的静电力方向相同,与放在该点的负试探电荷受的静电力方向相反。
答案:×
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(3)根据 E=������������,电场强度与试探电荷的电荷量和受的力有关。 ()
解析:电场强度是电场自身的性质,与试探电荷的电荷量和受力 均无关。
答案:×
(4)电场强度的方向就是电荷受力的方向。 ( ) 解析:正电荷受力的方向规定为电场强度的方向。
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2.关于电场强度的几点说明
(1)物理意义:电场强度是描述电场强弱和方向的物理量。 (2)电场强度E= ������������是用比值定义的物理量,它的大小和方向取决于 电场本身,与试探电荷的电荷量q及所受的静电力F无关。
C.������������������������0
D.������������
������0 ������
解析:根据点电荷电场强度公式 E=���������������2���可得:真空中同一点电荷产 生的电场强度与该点距离 r 的平方成反比,则������������0 = ������������022,又 E0=������������,所以 E=������������������������022,故选 B。