高中物理：电场强度课件 人教选修31

1、2021/8/11 星期三11.3 电场 电场强度三、点电荷的电场强度一、电 场二、电场强度四、电场的叠加六、匀强电场五、电场线2021/8/11 星期三2物质一类是实物物质，即由分子、原子等微粒构成的物质，如水、铁块等一类是场：如电场、磁场、引力场等,场是客观存在的一种特殊物质形态。2021/8/11 星期三3 两电荷不直接接触，它们之间的相互作用是怎样产生的?B +A+2021/8/11 星期三4 1. 电场 电荷周围空间里存在的一种特殊形态的物质称为电场 2. 静电场 存在于静止电荷周围的电场称为静电场 3. 电场力 电荷间的相互作用力称为电场力。 4.电场的基本性质： 对放入其中的电荷

2、具有力的作用（电荷和电荷间的作用 力是通过电场来实现的）电 场电荷 1电荷 2产生作用于产生作用于 一、电 场+1Q2QF1F22021/8/11 星期三5 用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场？电场的基本性质： 对放入其中的电荷有力的作用。2021/8/11 星期三6检验电荷（试探电荷）： 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）的电荷。场源电荷： 产生电场的电荷2021/8/11 星期三7电场的研究:如图所示，在电荷Q的电场中，放入试探电荷q2021/8/11 星期三8 如图所示，在场电荷Q 形成的电场中A 点，分别放一检验电荷+q , +2q , +3q ，

3、分别计算检验电荷所受的电场力大小和F / q 的比值。3q2qq F / q电场力 F检验电荷的电荷量q QqA+FrkQ qr2kQr22kQ qr2kQr23kQ qr2kQr2思考：2021/8/11 星期三9结论: F/q能反映电场中某点电场的力的性质电场的强弱。2.电场中不同的点，同一电荷所受力也不同，比值F/q一般是不同的。1.电场中的同一点，不同电荷所受力不同，比值F/q是一定的。问题2实验现象：2021/8/11 星期三10 分析：对电场中某点来说，电场的强弱是一定的，但把不同的检验电荷放在电场中同一点时，所受的电场力是不同的。这说明了电场力并不能反映电场中某点的电场的强弱。实

4、验表明，在电场中同一点，F/q 这一比值是不变的。比值的大小，反映了这一点电场的强弱，而跟检验电荷无关, 这个比值我们称之为电场强度。 放入电场中某一点的电荷所受的电场力F 跟它的电荷量q 的比值叫做电场强度。 1. 定义 2.定义式 二、电场强度+FqQq表示检验电荷的电量2021/8/11 星期三11 规定电场中某点的电场强度方向跟正电荷在该点所受电场力的方向相同。 3. 方向F+qQ 当 q 为正电荷时，F 与 E 同向； 当 q 为负电荷时，F 与 E 反向。 Q+qEF+qQE QqFEFE2021/8/11 星期三12 4. 单位N/C （牛/库 ）V / m (伏/ 米) 5.

5、说明电场中任一点电场强度E 的大小都是由电场本身的性质来决定的，与该点有无检验电荷或者放入的检验电荷q 的大小无关。 6.物理意义:描述电荷在电场中所受的电场力的性质2021/8/11 星期三13练习：在电场中A处放点电荷+q，其受电场力为F，方向向左，则A处场强大小 ，方向为 ；若将A处放点电荷为2q，则该处电场强度大小为 ，方向为 。向左向左课堂训练2021/8/11 星期三141、电场中有一点P，下列哪些说法正确的是（ ）A 若放在P点的试探电荷的电量减半，则P点的场强减半。B 若P点没有试探电荷，则P点的场强为零。C P点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大。D P点的场强方向

6、为试探电荷在该点的受力方向C课堂训练2021/8/11 星期三152、真空中有一电场，在电场中的P点放一电量为410-9C的试探电荷，它受到的电场力 210-5N，则P点的场强度 N/C；把试探电荷的电量减少为210-9C，则检验电荷所受的电场力为 N。 如果把这个试探电荷取走，则P点的电场强度为 N/C。5103110-55103课堂训练2021/8/11 星期三16 点电荷在 r 处的电场强度大小为 三、点电荷的电场强度FEr+qQP 在点电荷Q 形成的电场中，距Q 为 r 的P 点，检验电荷受到的电场力为 根据电场强度的定义，可知P 点的电场强度大小为(Q表示场源电荷的电量)2021/8

7、/11 星期三17真空中点电荷的场强+- 由库仑定律和场强的定义式推导1、大小2.场强方向：正点电荷电场方向背离电荷 负点电荷电场方向指向电荷2021/8/11 星期三18QrPrQP一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同2021/8/11 星期三19适用范围电荷的意义定义式，适用于一切电场仅对点电荷的电场适用q是检验电荷，但E与q无关Q是场源电荷，E与Q成正比和的区别：2021/8/11 星期三20+1Q2QP 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，如何求某点的电场强度呢？1E2E 因为电场强度是矢量，若几个点

8、电荷同时存在，这时某点的电场强度，等于各个点电荷在该点单独产生的电场强度的矢量和。1E2E+1Q2QPEE 四、电场的叠加2021/8/11 星期三21电场的叠加矢量运算法则平行四边形法则2021/8/11 星期三22练习 如图所示，在真空中有两个点电荷Q13.0108C和Q23.0108C，它们相距0.1m。求电场中A点的场强。A点与两个点电荷的距离r相等，r0.1m。EE1cos600E2cos600 2 E1cos600 2kQ1cos600r2 2.7104 Vm Q1Q2AE1E2E合2021/8/11 星期三23练习 真空中，两个等量异种电荷电量数值均为q，相距r 。两点电荷连线中

9、点处的电场强度的大小为 A、0 B、2kqr2 C 、4kqr2 D、 8kqr2 答案 D2021/8/11 星期三24 我们可以在电场中画出一系列带箭头的曲线，使这些曲线上每一点的切线方向, 都和该点的电场强度方向相同。这些曲线叫做电场线。 1. 电场线 五、电场线2021/8/11 星期三25+ 2. 几种典型的电场线正点电荷形成的电场线负点电荷形成的电场线等量异种电荷形成的电场线等量同种电荷形成的电场线2021/8/11 星期三26 4. 电场线的特点 （3）电场强度大的地方电场线密；电场强度小的地方电场线疏。 （1）电场线不是实际存在的线，是理想化模型。 （2）电场线始于正电荷（或无

10、限远处），终止于负电荷（或无限远处），不闭合，不相交； （4）电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系2021/8/11 星期三27特点：a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大b、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。几种常见电场中电场线的分布及特点1、正、负点电荷的电场中电场线的分布2021/8/11 星期三28特点：a、沿点电荷的连线，场强先变小后变大b、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2、等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布2021/8/11 星期三293、等量同种点电荷形成的电场中电场线

11、分布特点：a、两点电荷连线中点O处场强为0b、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀 疏，但场强并不为0c、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏2021/8/11 星期三304、匀强电场特点：a、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平行等距的直线b、电场线的疏密反映场强大小，电场方向与电场线平行2021/8/11 星期三31点电荷与带电平板的电场中电场线的分布 特点：a、以点电荷向平板作垂线为轴电场线左右对称b、电场线的分布情况类似于等量异种电荷的电场线分布，而带电平板恰为两电荷连线的垂直平分线c 、在带电平板表面场强与平板垂直2021/8/11 星期三32练习 1、根据

12、场强的定义式EFq可以知道A、电场中某点的场强跟放入该点的电荷所受的 电场力成正比，跟放入该点的电荷的电荷量 成反比B、电场中的某一点，如果不放入检验电荷，则 该点的场强为零C、电场中的某一点，如果不放入检验电荷，则 该点的场强为无穷大D、电场中的某一点，不管放不放入检验电荷， 也不管检验电荷的电荷量是多少，该点的场 强都是一定的答案 D2021/8/11 星期三33 解:（1）P 点的电场强度大小为F QqP 电场强度方向与放在 P 点的负点电荷所受电场力的方向相反。E 2、在与场源电荷Q 相距 r = 30 cm 的P 点，q = 4.010-9 C 的负点电荷受到的电场力F = 2.01

13、0-5 N，方向指向Q , 如图所示。（1）求P 点电场强度的大小和方向;（2）Q 为何种电荷，其电荷量是多少？2021/8/11 星期三34 （2）因为场源电荷 Q 对负点电荷q 产生的是吸引力，因此，Q 应该是正电荷。 根据点电荷的电场强度公式 ，正电荷的电荷量为F QqP+E2021/8/11 星期三353、源关于电场，下列叙述正确的是( )A.以点电荷为圆心，r为半径的球面上，各点的场强都相同B.正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强度大C.在电场中某点放入检验电荷q，该点的场强为EF/q，取走q后，该点场强不为零D.电荷在电场中某点所受电场力很大，则该点电场一定很大 C2021/8/11 星期三364、场电荷Q=210-4C，是正点电荷：检验电荷q=210-5，是负电荷，它们相距r=2m且都在真空中，如图所示。求：(1) q受的电场力。(2) q所在的B点的场强EB.(3)只将q换为=410-5C的