1、-1-3 电场强度-2-3 电场强度 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 情境导入课程目标 1.了解电荷间的相互作用是通过电场实现的,知道电场和实物是物质存在的两种形式.2.掌握电场强度的概念,体会比值定义物理量的方法.3.能推导点电荷产生的电场强度的公式,并能应用公式进行有关的计算.4.掌握电场强度的叠加原理,并能应用这一原理进行简单的计算.5.知道电场线的定义和特点,会用电场线描述电场强度的大小和方向.-3-3 电场强度 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难
2、点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 三 四 五 一、电场1.电场:电场是在电荷周围存在的一种特殊物质,是传递电荷间相互作用的.2.静电场:静止电荷产生的电场称为静电场.3.性质:电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用,无论电荷静止或运动.-4-3 电场强度 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 三 四 五 温馨提示电场是一种特殊物质,电场跟空气等实物一样都是物质的存在形式.感知电场的方法是用试探电荷,电场的基本属性就是对处于电场中的电荷产生力的作用.-5-3 电场强度 JICHU Z
3、HISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 三 四 五 二、电场强度1.两种不同功能的电荷(1)试探电荷:用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷,电荷量和尺寸必须充分小.(2)场源电荷:激发电场的电荷.-6-3 电场强度 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 三 四 五 2.电场强度(1)概念:放入电场中某点的点电荷所受静电力 F 与它的电荷量 q 的比值,叫做该处的电场强度,简称场强.(2)物理意义:表示电场的强弱和方向.
4、(3)定义式及单位:E=,单位牛每库,符号 N/C.(4)方向:电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受静电力的方向相同.-7-3 电场强度 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 三 四 五 思考讨论用比值法定义物理量是物理学中常用的方法,你能想出几个用比值定义的物理量吗?提示:如速度、加速度、角速度、功率等.-8-3 电场强度 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 三 四 五 三、点电荷的电场 电场强度
5、的叠加1.真空中点电荷的场强(1)大小:E=k 2(Q 为场源电荷)(2)方向:Q 为正电荷时,E 的方向沿 Q 与该点的连线向外;Q 为负电荷时,E 的方向沿 Q 与该点的连线向内.-9-3 电场强度 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 三 四 五 2.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在该点产生的电场强度的矢量和.如图所示.电场的叠加-10-3 电场强度 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一
6、 二 三 四 五 四、电场线1.电场线:电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向,电场线不是实际存在的线,是为了形象描述电场而假想的线,如图所示.电场线-11-3 电场强度 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 三 四 五 2.几种特殊的电场线熟记五种特殊电场电场线分布,如图所示-12-3 电场强度 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 三 四 五-13-3 电场强度
7、 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 三 四 五 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)电场线在电场中不相交.(3)电场强度较大的地方,电场线较密;电场强度较小的地方,电场线较疏.(4)电场线上任意一点顺着电场线的切线方向,就表示该点电场强度的方向.-14-3 电场强度 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 三 四 五 温馨提示电场线是为了形象描述电场的强弱及方向而假
8、想的有方向的曲线,现实中不存在.-15-3 电场强度 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 三 四 五 五、匀强电场1.定义:电场中各点电场强度的大小相等、方向相同的电场.2.特点:(1)场强方向处处相同,电场线是平行直线.(2)场强大小处处相等,要求电场线疏密程度相同,即电场线间隔相等.-16-3 电场强度 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 三 四 五 思考讨论电场线的疏密表示电场强度的大小,电场线越密
9、的地方,电场强度越大;电场线越疏的地方,电场强度越小.那么相邻的两条电场线之间没有画电场线的地方是否就没有电场?提示:不是.电场线是为了形象地描述电场的强弱和方向而引入的,如果在纸上每一个地方全部画上电场线,也就无法对电场进行描述.所以相邻的两条电场线之间没有画电场线的地方也有电场.-17-3 电场强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 电场和电场强度 问题导引 把一个点电荷放在另一个电荷的周围,会受到电场力的作用,放在不同的位置时,所受的电场力一般不同.思考:(1)电场是人们假想
10、出来的,还是实际存在的?(2)为什么说电场中某点的电场强度的值与试探电荷无关?-18-3 电场强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 提示:电场是电荷周围存在的一种特殊物质;电场中某点的电场强度由电场本身决定,无论放不放电荷,该点的电场强度不会变化.-19-3 电场强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 名师精讲 1.关于电场强度的三点说明(1)电场强度反映了电场的力的
11、性质.(2)唯一性:电场中某点的电场强度 E 是唯一的,是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)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.电场中不同的地方,电场强度一般是不同的.(3)矢量性:电场强度描述了电场的强弱,是矢量,其方向与在该点的正电荷所受电场力的方向相同,与在该点的负电荷所受电场力的方向相反.-20-3 电场强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 2.电场和电场强度的关系电场强度是为描述电场而引进的物理量,场强的大小和方向分别表示电场的强弱
12、和方向.-21-3 电场强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 特别提醒(1)试探电荷是一种理想化模型,它是电荷量和尺寸都充分小的点电荷,点电荷不一定能作试探电荷.(2)和已经学过的其他矢量一样,比较电场强度是否相同时,一定要考虑大小、方向两个要素.-22-3 电场强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三【例 1】电场中有一点 P,下列说法正确的是()A.若放在 P 点电
13、荷的电荷量减半,则 P 点的场强减半B.若 P 点没有试探电荷,则 P 点场强为零C.P 点场强越大,则同一电荷在 P 点所受静电力越大D.P 点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向-23-3 电场强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 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 错误.电荷量一定时,由 F=Eq 可知,场强越大,所受的电场力越大,选项 C 正确.若检验电荷是正电荷,它的受力方向就是该点的场强方向,但检验电
14、荷是负电荷时,它的受力方向的反方向是该点场强的方向,选项 D 错误.答案:C-24-3 电场强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 题后反思电场强度和静电力是两个不同的概念,它们的决定因素、大小关系以及方向判定等均有各自的规律,要注意它们的区别.-25-3 电场强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 对电场线的理解 问题导引 图中是电子经过某电场前后的运动轨迹,观察图片
15、,思考:电场线真实存在吗?电场线怎么描述电场的强弱和方向?提示:电场线是假想的曲线,实际不存在;可以用电场线的疏密表示电场的强弱,电场线某点的切线方向表示该处的电场方向.-26-3 电场强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 名师精讲 1.电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的比较 电场线运动轨迹(1)电场中并不存在,是为研究电场而人为引入的(2)曲线上各点的切线方向即为该点的场强方向,同时也是正电荷在该点的受力方向,即正电荷在该点的加速度的方向(1)粒子在电场中的运动轨迹是客观存在的
16、(2)轨迹上每一点的切线方向即为粒子在该点的速度方向粒子做曲线运动时,速度方向与加速度方向不在一条直线上,所以粒子只在电场力作用下做曲线运动时电场线与运动轨迹不重合-27-3 电场强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 2.电场线与带电粒子运动轨迹重合的条件(1)电场线是直线.(2)带电粒子只受电场力作用,或受其他力,但其他力的方向沿电场线所在直线.(3)带电粒子初速度的方向为零或初速度的方向沿电场线所在的直线.以上三个条件必须同时满足.-28-3 电场强度 ZHONGDIAN N
17、ANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 特别提醒(1)带电粒子在电场中的运动轨迹由带电粒子所受合外力与初速度共同决定.(2)运动轨迹上各点的切线方向是粒子的速度方向.(3)电场线上各点的切线方向是场强方向,决定着粒子所受电场力的方向.-29-3 电场强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三【例 2】如图所示是某静电场的一部分电场线分布情况,下列说法中正确的是()A.这个电场可能是负点电荷的电场B.点
18、电荷 q 在 A 点处受到的电场力比在 B 点处受到的电场力大C.点电荷 q 在 A 点处的瞬时加速度比在 B 点处的瞬时加速度小(不计重力)D.负电荷在 B 点处受到的电场力的方向沿 B 点切线方向-30-3 电场强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 解析:电场线的疏密反映了电场强度的大小,而加速度的大小关键是看电场力的大小.判断 A、B 两处电场线的疏密是解决本题的关键.负点电荷的电场线是从四周无限远处不同方向指向负点电荷的直线,故选项 A 错误;电场线越密的地方场强越大,由
19、图知 EAEB,又因 F=qE,得 FAFB,故选项 B 正确;由 a=知,aF,而 FE,EAEB,所以 aAaB,故选项 C 错误;负电荷在 B 点受到的电场力的方向与 B 点电场强度的方向相反,故选项 D 错误.答案:B-31-3 电场强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 题后反思点电荷的电场线为直线.电场线的疏密反映了电场的强弱.正电荷所受电场力的方向与电场方向(电场线在该点的切线方向)相同,负电荷所受电场力的方向与电场方向(电场线在该点的切线方向)相反.-32-3 电场
20、强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 公式 E=与 E=2 的对比理解 问题导引 如图为地球周围的自然界电场示意图,观察图片,思考:(1)若某同学要测量地球周围自然电场的大小,应围绕 E=设计测量方案还是围绕 E=k 2设计测量方案?(2)公式 E=在任何情况下都适用吗?公式 E=k 2对任何带电体都适用吗?-33-3 电场强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 提示
21、:应根据 E=设计测量方案.公式 E=适用于任何电场,公式 E=k 2只适用于点电荷产生的电场.-34-3 电场强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 名师精讲 1.公式 E=与 E=2的对比理解 公 式比较内容 E=FqE=kQr2本质区别定义式决定式意义及用途给出了一种量度电场强弱的方法指明了点电荷场强大小的决定因素适用范围一切电场真空中点电荷的电场Q 或 q 的意义q 表示引入电场的试探电荷的电荷量Q 表示产生电场的点电荷的电荷量关系理解E 用 F 与 q 的比值来表示,但
22、E的大小与 F、q 大小无关E 不仅能用 Q、r 来表示,且EQ,E1r2-35-3 电场强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 2.等量同号电荷与等量异号电荷的电场 等量同号电荷等量异号电荷图示电荷连线上方向:从左到右,场强方向先向右再向左方向:从左到右,场强方向始终向右大小变化:中点处场强为零,从左到右场强先减小后增大大小变化:中点处场强最小,从左到右场强先减小后增大-36-3 电场强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SU
23、ITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 电荷连线的中垂线上方向:沿着中垂线背离 O 点方向:垂直于中垂线指向负电荷一侧大小变化:中点处场强为零,无穷远处场强为零,从中点起向两边延伸,场强先增大后减小大小变化:中点场强最大,从中点起向两边延伸,场强逐渐减小-37-3 电场强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 特别提醒(1)任何带电体都可以看成由若干点电荷组成的,用点电荷电场强度叠加的方法可计算各种带电体产生的电场的场强.(2)电场强度的定义式给出了一种测量或计算电
24、场中某点场强的方法;电场强度的决定式给出了从理论上分析点电荷场强的方法.-38-3 电场强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三【例 3】如图所示,真空中,带电荷量分别为+Q和-Q 的点电荷 A、B 相距 r,则:(1)两点电荷连线的中点 O 的场强如何?(2)在两点电荷连线的中垂线上,距 A、B 两点都为 r 的 O点的场强如何?点拨:分别求出+Q 和-Q 在某点的场强大小和方向,然后根据电场强度的叠加原理,求出合场强.-39-3 电场强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难
25、点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 解析:(1)如图所示,A、B 两点电荷在 O 点产生的场强方向相同,由 OB.A、B 两点电荷在 O 点产生的电场强度 EA=EB=(2)2=42所以 O 点的场强 EO=EA+EB=82.-40-3 电场强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三(2)如图所示,EA=EB=2,由矢量图形成的等边三角形可知,O点的合场强 EO=EA=EB=2,方向与 A、B 的中垂线垂直,指向-
26、Q.-41-3 电场强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 答案:(1)82,方向由 OB(2)2,方向水平向右-42-3 电场强度 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 题后反思电场强度是矢量,如果空间中同时存在几个场源,则空间中某点的电场强度就是这几个场源单独存在时产生电场强度的矢量和.场强的合成也像力、速度等矢量一样,用平行四边形定则,而当几个矢量均在同一直线上时,可
27、简化为代数加减法.-43-3 电场强度 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 1 2 3 4 51.以下关于电场线的说法,正确的是()A.电场线是电荷移动的轨迹B.电场线是实际存在的曲线C.电场线是闭合的曲线D.电场线起始于正电荷或无限远,终止于负电荷或无限远解析:电场线是为了形象地描述电场而假想的曲线,曲线上每点的切线方向对应该点的电场强度的方向,不一定与运动轨迹重合,选项 A、B 错误;电场线起始于正电荷或无限远,终止于负电荷或无限远,不是闭合曲线,选项 C 错误,选项 D 正确.答案:D-44-3 电场
28、强度 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 1 2 3 4 52.有关对电场强度的理解,下述正确的是()A.由 E=可知,电场强度 E 跟放入的电荷 q 所受的电场力成正比B.当电场中存在试探电荷时,电荷周围才出现电场这种特殊的物质,才存在电场强度C.由 E=kQ/r2 可知,在离点电荷很近,r 接近于零,电场强度达无穷大D.电场强度是反映电场本身特性的物理量,与是否存在试探电荷无关-45-3 电场强度 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NAN
29、DIAN重点难点 1 2 3 4 5解析:电场强度 E 反映了电荷周围存在的特殊物质即电场本身的特性,试探电荷的引入仅仅是用来检验这一特性,因此与试探电荷存在与否无关,物理学中的点电荷是一种理想化的模型,对实际的带电体在满足它本身的大小远小于问题中所涉及的空间距离时,都可看成是点电荷,但当 r0 时,不能把电荷看成点电荷,即 E=k 2,在 r0 时不适用.答案:D-46-3 电场强度 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 1 2 3 4 53.(多选)真空中距点电荷(电荷量为 Q)为 r 的 A 点处,放一
30、个带电荷量为q(qQ)的点电荷,q 受到的电场力大小为 F,则 A 点的场强为()A.B.C.k 2D.k2解析:由电场强度的定义知选项 B 正确;由点电荷的场强公式知,选项 D 正确.答案:BD-47-3 电场强度 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 1 2 3 4 54.如图所示,空间有一电场,电场中有两个点a 和 b,下列表述正确的是()A.该电场是匀强电场B.a 点的电场强度比 b 点的大C.b 点的电场强度比 a 点的大D.正电荷在 a、b 两点受力方向相同解析:匀强电场的电场线是平行且等间距的,
31、选项 A错误.电场线的疏密程度表示场强的相对大小,选项 B 正确,选项 C 错误.点电荷受力方向为该点的切线方向,故 a、b 两点受力方向不相同,选项 D 错误.答案:B-48-3 电场强度 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 1 2 3 4 55.如图所示,在一带负电的导体 A 附近有一点 B,若在 B处放置一个 q1=-2.010-8 C 的电荷,测出其受到的静电力 F1 大小为 4.010-6 N,方向如图,则 B 处场强是多少?如果换用一个 q2=4.010-7 C 的电荷放在 B 点,其受力多大?此时 B 处场强多大?解析:由场强公式可得,EB=11=4.010-62.010-8 N/C=200 N/C,因为是负电荷,所以场强方向与 F1 方向相反.q2 在 B 点所受静电力 F2=q2EB=4.010-7200 N=8.010-5 N,方向与场强方向相同,也就是与 F1 反向.此时 B 处场强仍为 200 N/C 不变,方向与 F1 相反.答案:200 N/C 8.010-5 N 200 N/C
