高二物理人教版2019必修第三册同步课件第九章静电场及其应用第三节+电场+电场强度

第九章

静电场及其应用人教版

必修三第三节

电场

电场强度情景引入：任何力的作用都离不开物质。脚踢球，脚对球的力直接作用在球上；狗拉雪橇，狗对雪橇的拉力是通过绳子作用的。

两电荷间相互作用时不直接接触，它们之间的相互作用是通过什么作用的呢？打开水龙头，将带电的橡胶棒去靠近水流，发现水流偏向带电棒一侧，为什么带电棒与水流没有接触，水流的方向却发生了弯曲？

电荷之间的相互作用并不需要直接接触，近代物理学的理论和实验证实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。一、电场1.定义：电场是能传递电荷间相互作用力的一种客观存在的特殊物质。2.特点：（1）特殊性：看不见、摸不着、无法称量、可以叠加（2）物质性：是客观存在的、具有质量和能量3.性质：（1）电场对放入其中的电荷存在着作用力（2）电场具有能量：当带电体在电场中移动时，电场力将对带电体做功。4.静电场：静止电荷产生的电场，本章只讨论静电场二、电场强度场源电荷:激发电场的带电体所带的电荷试探电荷:电荷量和体积都很小的点电荷,它放入后不影响原来要研究的电场。保持场源电荷Q的位置和电荷量不变，试探电荷q在A点时距离Q比在B点时近，受到的静电力也较大；在C、D、E点时与在A点时到Q的距离相同，但是受到的力的方向不同，这些说明什么？保持场源电荷Q的位置和电荷量不变，保持试探电荷的位置和电性不变，使电荷量分别为q、2q、3q，发现受力大小分别为F、2F、3F，方向不变，这说明什么？用什么物理量能够描述电场的强弱呢？二、电场强度二、电场强度（常用E来表示）1.定义：试探电荷所受的静电力与它的电荷量之比2.大小：适用于一切电场q为试探电荷的电荷量F为电场对试探电荷的作用力3.方向：与正电荷在该点所受的静电力的方向相同。4.单位：N/C；牛每库5.物理意义：描述该点的电场强弱和方向，是描述电场力的性质的物理量，是矢量。二、电场强度6.对电场强度的理解

例1

在真空中O点放一个Q＝＋1.0×10－9C的点电荷，直线MN通过O点，OM的距离r＝30cm，M点放一个q＝－1.0×10－10C的点电荷，如图所示，求：（1）q在M点受到的库仑力大小；（2）M点的场强大小；（3）移走q后M点的场强大小；[答案]（1）1×10-8N（2）100N/C；（3）100N/C；

变式训练1(多选)如图是电场中某点的电场强度E及所受静电力F与放在该点处的试探电荷所带电荷量q之间的函数关系图像，其中正确的是(

)AD三、点电荷的电场电场强度的叠加

点电荷是最简单的场源电荷。点电荷在某点产生的电场的电场强度与什么有关？如何可以得出真空中静止的点电荷的电场强度的表达式？三、点电荷的电场电场强度的叠加三、点电荷的电场电场强度的叠加三、点电荷的电场电场强度的叠加

例2

如图所示，在真空中有两个点电荷Q1＝＋3.0×10－8C和Q2＝－3.0×10－8C，它们相距r＝0.1m。A点与两个点电荷的距离均为r。求电场中A点的场强。[答案]场强大小为2.7×104N/C，方向与两点电荷的连线平行并指向负电荷一侧

变式训练2

如图所示，在直角三角形ABC中，∠A=90°，∠B=30°，在B、C处分别固定两个点电荷q1、q2，A点的电场强度大小为E，方向垂直于BC边向下，则下列说法正确的是（）A．q1和q2是异种电荷B．q1和q2的电量之比为C．若仅改变q1的电性，则A处场强大小不变D．若仅改变q1的电性，则A处场强方向与BC平行C

除了用数学公式描述电场外，有没有更好地形象描述电场的方法？

物理学家法拉第采用了一个简洁的方法来描述电场，那就是画电场线1.电场线的定义：2.电场线的应用(1)比较电场强度大小：同一幅图中，场强大处电场线密，场强小处电场线疏。(2)确定电场强度方向：电场线上任意一点的切线方向就是该点电场强度的方向。电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线3.电场线的特点（1）电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；（2）同一电场的电场线在电场中不相交，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。四、电场线4.常见电场线的四、电场线类型图形特点点电荷(1)离点电荷越近，电场线越密集，场强越强(2)若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向各不相同4.常见电场线的类型头发屑和蓖麻油模拟单个点电荷电场线点电荷4.常见电场线的类型图形特点等量异种点电荷(1)两点电荷连线上各点处，电场线方向从正电荷指向负电荷，中点O场强最小，但不为零，越靠近点电荷场强越强(2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，电场线的方向均相同，即场强方向均相同，且总与中垂面(线)垂直(3)沿中垂面(线)从O点到无穷远，场强逐渐减弱4.常见电场线的类型头发屑和蓖麻油模拟等量异种电荷电场线等量异种点电荷4.常见电场线的类型图形特点等量同种点电荷(1)两点电荷连线的中点O处场强为零，此处无电场线，中点O处附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零(2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，场强方向总沿中垂面(线)远离O(等量正点电荷)或指向O(等量负点电荷)(3)在中垂面(线)上从O点到无穷远处，场强先变强后变弱4.常见电场线的类型头发屑和蓖麻油模拟等量同种电荷电场线等量同种点电荷类型图形特点匀强电场(1)匀强电场的电场线是间隔相等的平行直线(2)带等量异种电荷的平行板间的电场除边缘部分外，电场线是间隔相等的平行直线，说明场强的大小、方向都相同，为匀强电场。注意两板边缘的电场并非匀强电场4.常见电场线的类型头发屑和蓖麻油模拟带电平行金属板间电场线匀强电场4.常见电场线的

例3

法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场。如图所示是点电荷a、b所形成电场的电场线分布图，下列说法正确的是

（）A．a、b为异种电荷，a的带电量大于b的带电量B．a、b为异种电荷，a的带电量等于b的带电量C．a、b为同种电荷，a的带电量等于b的带电量D．a、b为同种电荷，a的带电量小于b的带电量B

变式训练3如图为金属球放入匀强电场后电场线的分布情况。设该电场中A、B两点的电场强度大小分别为EA、EB，则A、B两点(

)DA．EA＝EB，电场方向相同 B．EA<EB，电场方向相同C．EA>EB，电场方向不同 D．EA<EB，电场方向不同三、课堂练习三、课堂练习三、课堂练习三、课堂练习四、课堂小结一、电场（1）定义

（2）特点（3）性质

（4）静电场二、