电场电场强度【知识精讲+拓展提升】 高二物理 备课精研课件 （人教版2019必修第三册）.pptx

第3节 电场 电场强度第九章 静电场及其应用课标定位课标定位1 1、知道电荷相互作用是通过电场发生的、知道电荷相互作用是通过电场发生的2 2、理解电场强度的概念和定义、理解电场强度的概念和定义3 3、能推导点电荷场强的计算公式、能推导点电荷场强的计算公式4 4、知道电场叠加求合场强时用平行四边形定则、知道电场叠加求合场强时用平行四边形定则素养阐释素养阐释1 1、物理观念：电荷、电荷守恒定律物理观念：电荷、电荷守恒定律2 2、科学思维：尽量启用学生的知识储备中已知、科学思维：尽量启用学生的知识储备中已知的相类似知识，通过类比、分析，使得抽象概的相类似知识，通过类比、分析，使得抽象概念能够较顺利地建立念能够较顺利地建立引入引入人体带电后，人的头发会竖起散开人体带电后，人的头发会竖起散开为什么会出现这样的现象？为什么会出现这样的现象？头头发发因因为为带带上上同同种种电电荷荷相相互互排排斥斥而竖立起来而竖立起来思思考考：弹弹力力、摩摩擦擦力力都都是是因因为为物物体体相相互互接接触触而而产产生生的的，那那么么电电荷荷间间没没有有接接触触，它它们们的的相相互作用互作用力是因为什么而产生的力是因为什么而产生的？一、电场一、电场19 19 世纪世纪 30 30 年代，英国科学家法拉第提出一种年代，英国科学家法拉第提出一种观点，认为在电荷周围存在着由它产生的电场。

观点，认为在电荷周围存在着由它产生的电场电场是看不见、摸不着，但人们可以根据它所表电场是看不见、摸不着，但人们可以根据它所表现出来的性质来认识它，研究它现出来的性质来认识它，研究它英国物理学家英国物理学家 法拉第法拉第初中时学过磁体间的相互作用是因为初中时学过磁体间的相互作用是因为磁体周围有磁场磁体周围有磁场的存在，那的存在，那么么类比磁场类比磁场的概念，电荷的周围的概念，电荷的周围是否存在一个电场是否存在一个电场呢？呢？研究对象研究对象力的性质力的性质能的性质能的性质物质物质oror假想假想风风有有有有真实存在、物质真实存在、物质磁场磁场有有有有真实存在、物质真实存在、物质电场电场有有有有真实存在、物质真实存在、物质风风的有无，可以用的有无，可以用小旗子小旗子来反映磁场磁场的有无，可以用的有无，可以用小磁针小磁针来反映电场电场的有无，可以用的有无，可以用电荷电荷来反映1 1电场：电场：电荷周围客观存在的一种特殊物质电荷周围客观存在的一种特殊物质2 2基本特性：基本特性：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电场电场电荷电荷A A电荷电荷B B物理学的理论和实验证实了电场和磁场是一种物理学的理论和实验证实了电场和磁场是一种客观的存在客观的存在。

场场像像分分子子、原原子子等等实实物物粒粒子子一一样样具具有有能能量量，因因而而场场也也是是物物质质存存在在的一种形式的一种形式本章只考虑静止电荷产生的电场，叫作本章只考虑静止电荷产生的电场，叫作静电场静电场怎么才能感知到电场的存在呢？如何才能去研究电场呢？怎么才能感知到电场的存在呢？如何才能去研究电场呢？电电场场对对放放入入其其中中的的电电荷荷有有力力的的作作用用，因因此此要要研研究究电电场场，应应该该将将电电荷荷放入电场中，从电荷所受的放入电场中，从电荷所受的力力入手试探电荷：试探电荷：感知电场是否存在以及强弱的电荷感知电场是否存在以及强弱的电荷1 1电荷量小，放入电场后不影响原本要研究的电场电荷量小，放入电场后不影响原本要研究的电场2 2体积很小，能看做点电荷，便于研究电场各点的性质体积很小，能看做点电荷，便于研究电场各点的性质场源电荷：场源电荷：激发电场的带电体所带的电荷，又叫作源电荷激发电场的带电体所带的电荷，又叫作源电荷二、电场强度二、电场强度思考：能否用电场力的大小表示电场的强弱？结论结论1 1：静电力大的位置电场强，似乎可用：静电力大的位置电场强，似乎可用静电力大小描述电场强弱。

静电力大小描述电场强弱相同试探电荷q放在不同位置验证：验证：同一个位置同一个位置q q1 1：q q2 2：q q3 3=3=3：2 2：1 1结论结论2 2：同一个位置电场应该相同，但静电力大小不一样：同一个位置电场应该相同，但静电力大小不一样 用用静电力描述该处电场强度静电力描述该处电场强度出现了出现了局限性局限性要要选择相同电荷量的试探电荷选择相同电荷量的试探电荷作为统一标准作为统一标准.比较比较“单位试探电荷的受力单位试探电荷的受力”，即比较，即比较F F/q q验证：同一位置，验证：同一位置，若若q q1 1:q q2 2:q q3 3=3:2:1 =3:2:1 根据库仑定律可得根据库仑定律可得F F1 1:F F2 2:F F3 3=3:2:1=3:2:1同一位置，单位试探电荷的受力：同一位置，单位试探电荷的受力：1.1.电场强度电场强度：放入电场中某点的电荷所受的静电力放入电场中某点的电荷所受的静电力F F跟它的电荷量跟它的电荷量q q的比值，的比值，叫做该点的电场强度，简称场强电场强度是矢量）叫做该点的电场强度，简称场强电场强度是矢量）2.2.定义式定义式：3.3.单位：单位：牛牛/库；即库；即 N/CN/C4.4.方向：方向：规定电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受静电力的方规定电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受静电力的方向相同。

向相同与负电荷的受力方向相反与负电荷的受力方向相反）5.5.物理意义：物理意义：描述电场力的性质的物理量描述电场力的性质的物理量（适用于任何电场）（适用于任何电场）总结总结【课堂反馈课堂反馈1】电场中有一点电场中有一点P P，下列说法中正确的有（，下列说法中正确的有（）A.A.若放在若放在P P点的电荷的电量减半，则点的电荷的电量减半，则P P点的场强减半点的场强减半B.B.若若P P点没有检验电荷，则点没有检验电荷，则P P点场强为零点场强为零C.PC.P点的场强越大，则同一电荷在点的场强越大，则同一电荷在P P点受到的电场力越大点受到的电场力越大D.PD.P点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向C场强由电场本身决定，与检验电荷大小、正负、有无都无关系，场强的方向与正的检验电荷的受力方向一致三、点电荷的电场三、点电荷的电场2.2.场强方向：场强方向：以点电荷以点电荷Q Q为球心作个球面，则球面各点的电场强度为球心作个球面，则球面各点的电场强度方向方向:Q Q真空中点电荷的电量真空中点电荷的电量r r某点到点电荷的距离某点到点电荷的距离1.1.公式：公式：正正电荷电场方向电荷电场方向沿半径向外沿半径向外；负负电荷电场方向电荷电场方向沿半径向内沿半径向内适用范围适用范围公式中电荷的意义公式中电荷的意义定义式，定义式，适用一适用一切电场切电场。

仅对仅对点电荷的电点电荷的电场适用场适用=电场强度公式对比电场强度公式对比四、电场强度的叠加四、电场强度的叠加电场强度的叠加：电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和在该点产生的电场强度的矢量和P P点的电场强度，等于点的电场强度，等于+Q Q1 1在在该点产生的电场强度该点产生的电场强度E E1 1与与-Q Q2 2在该点产生的电场强度在该点产生的电场强度E E2 2的的矢量和如果场源电荷不只是一个点电荷，那么电场强度又是多少呢？如果场源电荷不只是一个点电荷，那么电场强度又是多少呢？一个半径为一个半径为R R的均匀带电球体（或的均匀带电球体（或球壳）在外部产生的电场，与一个球壳）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位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同，球外各点的电场产生的电场相同，球外各点的电场强度：强度：r r R R，Q Q是整个球体所带的电荷量是整个球体所带的电荷量【课堂检测课堂检测2】如图所示，在真空中有两个点电荷如图所示，在真空中有两个点电荷Q13.0108C和和Q23.0108C，它们相距，它们相距0.1m。

A点与两个点电荷的距离点与两个点电荷的距离r相等，相等，r0.1m求电场中求电场中A点的场强大小？点的场强大小？解：EE1cos 600E2cos 600 2 E1cos 600 2kQ1cos 600r2 2.7104 NC Q1Q2AE1E2E五、电场线五、电场线电场电场看不见看不见,摸不着摸不着,除了用公式描述电场以外，除了用公式描述电场以外，形象地描述形象地描述电场电场中各点电场强度的中各点电场强度的大小大小和和方向方向也很重要法拉第在电场中画了一也很重要法拉第在电场中画了一系列带箭头的曲线，这些曲线就叫做电场线系列带箭头的曲线，这些曲线就叫做电场线法拉第法拉第为了形象描述电为了形象描述电场引入假想曲线场引入假想曲线电场线电场线1 1、定定义义：电电场场线线是是用用来来形形象象地地描描述述电电场场强强弱弱与与电电场场强强度度方方向向特特性性的的一簇曲线一簇曲线1 1）电场线上每一点的切线）电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向跟该点的场强方向方向一致一致（2 2）在同一幅图中，电场强度较）在同一幅图中，电场强度较大大的地方电场线较的地方电场线较密密，电场强度较，电场强度较小小的地方电场强线较的地方电场强线较疏疏，因此可以用，因此可以用电场线的疏密电场线的疏密来表示电场强度的来表示电场强度的相对相对大小大小。

E EA AEEB BA A B B 2 2、几种典型的电场线几种典型的电场线+正点电荷正点电荷形成的电场线形成的电场线负点电荷负点电荷形成的电场线形成的电场线等量异种电荷等量异种电荷形成的电场线形成的电场线等量同种电荷等量同种电荷形成的电场线形成的电场线电电场场线线模模拟拟实实验验3 3、电场线的特点、电场线的特点1.1.同一幅图中可以用同一幅图中可以用电场线的电场线的疏密表示电场疏密表示电场强度的大小强度的大小2.2.在静电场中，电场线在静电场中，电场线从正电荷或无限远出发从正电荷或无限远出发，终止于负电荷或无终止于负电荷或无限远限远，是，是不闭合的曲线不闭合的曲线3.3.同一电场的电场线在同一电场的电场线在电场电场中中不相交不相交4.4.电场线电场线不是实际存在的不是实际存在的线，是为了形象地描述电场而假想的线线，是为了形象地描述电场而假想的线课课堂堂反反馈馈3】一一负负电电荷荷从从电电场场中中A A点点由由静静止止释释放放，只只受受电电场场力力作作用用，沿沿电电场场线线运运动动到到B B点点，它它运运动动的的速速度度时时间间图图象象如如图图所所示示则则A A、B B两两点点所所在在区区域域的的电电场场线线分布情况可能是下图中的分布情况可能是下图中的()C六、匀强电场六、匀强电场1.1.定义：定义：各点各点电场强度的电场强度的大小相等大小相等、方向相同方向相同的电场的电场。

2.2.匀强电场的电场线匀强电场的电场线：间隔相等间隔相等的的平行直线平行直线课课堂堂反反馈馈4】图图为为某某电电场场的的电电场场线线，关关于于A A、B B两两点点的的电电场场强强度度，下列判断正确的是下列判断正确的是()A A大小不等，方向相同大小不等，方向相同B B大小不等，方向不同大小不等，方向不同C C大小相等，方向相同大小相等，方向相同D D大小相等，方向不同大小相等，方向不同C课堂小结课堂小结电场电场客观存在、特殊物质客观存在、特殊物质电场强度电场强度特例特例电场的叠加电场的叠加矢量运算矢量运算电场线电场线不是实际存在的线，只是用来不是实际存在的线，只是用来形象地描述电场形象地描述电场匀强电场匀强电场电场强度的大小相等，方向电场强度的大小相等，方向相同相同【课堂检测课堂检测1】电场强度的定义式为电场强度的定义式为E=F/qE=F/q，则（，则（）A.A.它只适用于点电荷产生的电场它只适用于点电荷产生的电场B.B.无论检验电荷的无论检验电荷的q q值。