高二物理选修1-1《电场》课件

1、1.2电场高中物理高中物理 选修选修-弹力和摩擦力都是在两个物体相互接触弹力和摩擦力都是在两个物体相互接触的情况下发生的。的情况下发生的。而两个物体没有接触，而两个物体没有接触，就可以发生静电力的作用。就可以发生静电力的作用。那么，电荷那么，电荷间的相互作用是通过什么发生的？间的相互作用是通过什么发生的？ 问题的提出问题的提出第二节第二节 电场电场一、电场一、电场 1 1、定义：、定义：电荷的周围电荷的周围存在一种特殊的物质，叫做电场。存在一种特殊的物质，叫做电场。 2 2、基本性质基本性质：对放入其中的电荷有电场力的作用。：对放入其中的电荷有电场力的作用。 3 3、说明：、说明：场的概念的建

2、立，是人类对客观世界认识的场的概念的建立，是人类对客观世界认识的一个重要进展。一个重要进展。现在，人们已经认识到，实物和场是物现在，人们已经认识到，实物和场是物质存在的两种不同形式，虽然我们看不见电场和磁场，质存在的两种不同形式，虽然我们看不见电场和磁场，但它们但它们是客观存在的物质是客观存在的物质。电场电场电荷电荷A电荷电荷B用场的观点分析电荷用场的观点分析电荷A和和B间的相互作用：间的相互作用： 如图，如图，电荷电荷Q Q周围存在电场，把周围存在电场，把试探电荷试探电荷q q放放入电场中入电场中A A、B B两点，电荷两点，电荷q q要受到电场力要受到电场力F FA A、F FB B的作用

3、，反映了电场具有力的性质。电荷的作用，反映了电场具有力的性质。电荷q q在在A A、B B两点受到的作用力两点受到的作用力F FA A、F FB B大小是否相等？大小是否相等？ 解析解析 根据库仑定律根据库仑定律 r rA A r F FB BF = kQ1Q2r2可知，可知，FA BA+q+Q+q FB二、电场强度二、电场强度F/qF/q这个比值由电荷这个比值由电荷q q在电场中的位置所决定，在电场中的位置所决定，跟电荷跟电荷q q无关，是反映电场性质的物理量。无关，是反映电场性质的物理量。实验表明，在电场中的同一点，比值实验表明，在电场中的同一点，比值F/qF/q是恒定是恒定的；在电场中的

4、不同点，比值的；在电场中的不同点，比值F/qF/q一般是不同的。一般是不同的。在物理学中，就用比值在物理学中，就用比值F/qF/q来表示电场的强弱。来表示电场的强弱。 怎样来表示电场的强弱？能否直接用电怎样来表示电场的强弱？能否直接用电场力的大小来表示电场的强弱？场力的大小来表示电场的强弱？ 结论结论: : F/qF/q能反映电场中某点电场的能反映电场中某点电场的力力的性质的性质电场的强弱电场的强弱。2.2.电场中电场中不同不同的点，同一电荷所受力也的点，同一电荷所受力也不同，比值不同，比值F/qF/q一般是一般是不同不同的。的。1. 1.电场中的电场中的同同一点，不同电荷所受力不同，一点，不

5、同电荷所受力不同，比值比值F/qF/q是是一定一定的的。问题问题21 1、定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力、定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F F跟它的电荷量跟它的电荷量q q 的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。2、公式：、公式： 3、单位：牛每库，符号是、单位：牛每库，符号是N/C。牛牛/库（库（N/C ）4、物理意义：描述、物理意义：描述电场电场力的性质力的性质。F=qE。也可以说是描述电。也可以说是描述电 场场强弱的强弱的。 5、大小决定因素：、大小决定因素：由电场本身决定，由电场本身决定，与与q、F无关。无关。6、方向：、方向：规定

6、规定正电荷正电荷所受的电场力的方向所受的电场力的方向为电场强度的方向。为电场强度的方向。 FEq=7 7、说明：用比值定义物理量、说明：用比值定义物理量 在物理学中，常常用比值定义一个物理量，用来表示研在物理学中，常常用比值定义一个物理量，用来表示研究对象的某种性质。例：究对象的某种性质。例：速度速度加速度加速度功率功率密度密度 电阻电阻电场强度电场强度 它们共同的特点：用比值定义的物理量只与比值有它们共同的特点：用比值定义的物理量只与比值有关，而与比值中的两物理量无关。关，而与比值中的两物理量无关。 svt=vatD=Wpt=mVr=URI=FEq=例例1：电场中有一点电场中有一点P，下列哪

7、些说法是正确的是正确的？ A 若放在放在P点的检验电荷检验电荷的电量减半电量减半，则P点点的场强场强减半减半。 B 若P点点没有没有检验电荷检验电荷，则P点点的场强为零场强为零。 C P点的场强越大场强越大，则同一电荷同一电荷在P点受到的电场力受到的电场力越大越大。 D P点的场强方向场强方向为检验电荷检验电荷在该点的受力方向该点的受力方向。 答案：答案：C例例2 由由电场强度电场强度的的定义式定义式 可知，在可知，在电场中电场中的的同一点同一点： A 电场强度电场强度E与与F成成正比正比，跟跟q成反比成反比。 B 无论无论检验电荷检验电荷的的q值值（不为零）（不为零）如何变化如何变化，F与与

8、q的的比值比值始终不变始终不变。 C 电场中电场中某一点的某一点的场强为零场强为零，则则处在该点的电荷处在该点的电荷受受到的到的电场力一定为零电场力一定为零。 D 一个不带电不带电的的小球小球在在P点受到的点受到的电场力为零电场力为零，则，则P点的点的场强一定为零场强一定为零。答案：答案：BCqFE 练习：练习：在电场中在电场中A A处放点电荷处放点电荷+q+q，其受电场力为，其受电场力为F F，方向向左，则，方向向左，则A A处场强大小处场强大小 ，方，方向为向为 ；若将；若将A A处放点电荷为处放点电荷为2q2q，则，则该处电场强度大小为该处电场强度大小为 ，方向，方向为为 。Fq向左向左

9、Fq向左向左 三、电场力正电荷的电场力方向与场强方向相同正电荷的电场力方向与场强方向相同 F FqEqE负电荷的电场力方向与场强方向相反负电荷的电场力方向与场强方向相反四、电场线四、电场线1 1、问题：、问题：我们可以用什么方法来我们可以用什么方法来形象地形象地描述电场呢？描述电场呢？2、定义：在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的、定义：在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致，这样的曲线切线方向都跟该点的电场强度方向一致，这样的曲线就叫做电场线。如下图就叫做电场线。如下图3 3、作用：、作用：切线方向表示切线方向表示E的方向；的方向；曲线的曲线的疏密表示疏密

10、表示E的大小的大小4、电场线的模拟：、电场线的模拟：不同电场中，电场场强分布不同，不同电场中，电场场强分布不同，它们的电场线形状也不一样，它们的电场线形状也不一样，下面下面是几种电场的电场线是几种电场的电场线 几种常见电场的电场线分布几种常见电场的电场线分布特点：特点：a a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大、离点电荷越近，电场线越密，场强越大b b、以点电荷为球心作个球面，、以点电荷为球心作个球面，电场线处处电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。方向不同。5 5、几种常见电场中电场线的分布情况、几种常见电场中电场线的分布情况 （

11、1 1）正、负点电荷的电场中电场线的分布）正、负点电荷的电场中电场线的分布特点：特点：a a、沿点电荷的连线，场强先变小后变大、沿点电荷的连线，场强先变小后变大b b、两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且总与中垂面（中垂线）垂直方向均相同，且总与中垂面（中垂线）垂直（2 2）等量异种点电荷形成的电场中的电场）等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布线分布c c、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点中点0 0等距离各点场强相等。等距离各点场强相等。3 3、等量同种点电荷形成的电场中电场线分、等量同种点电

12、荷形成的电场中电场线分布情况布情况特点：特点：a a、两点电荷连线中点、两点电荷连线中点OO处场强为处场强为0 0b b、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀 疏，但场强并不为疏，但场强并不为0 0c c、两点电荷连线的中点到无限远电场线先、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏变密后变疏4 4、电场线的特点：电场线的特点：（1）电场线从正电荷或无限远出发，电场线从正电荷或无限远出发， 终止于无限远或负电荷；终止于无限远或负电荷；（2）电场线在电场中电场线在电场中不相交；不中断，不闭合不相交；不中断，不闭合（3）电场线越）电场线越密密的地方，场强越的地方

13、，场强越大大; 电场线越电场线越稀稀的的地方，场强越地方，场强越小小；（4 4）电场线是）电场线是假想假想线，不是真实存在的线，不是真实存在的。五、匀强电场五、匀强电场1 1、定义：电场强度、定义：电场强度大小和方向都相同的电场大小和方向都相同的电场2、电场线分布图：、电场线分布图：3、电场线电场线特点：特点： 匀强电场是大小和方向都相同的电场，故匀强电场是大小和方向都相同的电场，故匀强电场的电场线是匀强电场的电场线是平行等距平行等距的直线的直线说明：说明：平行但间距不均匀的电场是不存在的平行但间距不均匀的电场是不存在的匀强电场匀强电场abc(1)Ea=Eb=Ec abc abc(3)(4)E

14、aEbEcEaEcEbEc1. 1.电场电场(1)(1)产生：产生：电荷周围空间存在电场电荷周围空间存在电场(2)(2)性质：性质：对处在场中的电荷有电场力的作用。对处在场中的电荷有电场力的作用。 2 2电场强度电场强度E E：描述电场强弱和方向描述电场强弱和方向的物理量的物理量 （1 1）定义）定义: E = F / q: E = F / q（2 2）单位：）单位：N/C N/C （3 3）方向：）方向：与正电荷与正电荷在该点受电场力在该点受电场力方向相同方向相同（4 4）电场中某一点的场强）电场中某一点的场强由本身决定由本身决定，与放入电场的，与放入电场的 电荷无关。电荷无关。 3 3电场线：电场线：（1 1）电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷（2 2）疏密疏密表示电场强度的相对表示电场强度的相对大小。疏处小，密处大大小。疏处小，密处大（3 3）切线表示方向）切线表示方向4 4、匀强电场：匀强电场：大小和方向都相同的电场。大小和方向都相同的电场。电场线是电场线是平行等距平行等距的直线的直线小小 结结课堂练习课堂练习1答答:这种说法不正确。电场线的切线这种说法不正确。电场线的切线方向是正电荷在电场中受力的方向。方向是正电荷在电场