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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高中物理,新人教版,选修,-,系列课件,第一章?静电场?,第三节?电场强度?,教学目标,一知识与技能,1知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态,2理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的,3能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算,4知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算,二过程与方法,通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。,三情感态度与价值观,培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。,重点：电场强度的概念及其定义式,难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算,一.电场：,1、定义:,存在于带电体周围的特殊,物质,。,2、根本性质：,对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫,电场力,。,电场,电荷,A,电荷,B,3、用场的观点分析电荷A和B间的相互作用：,1、检验方法：,把一个带电体放入其中，看是否受到力的作用。,二.电场强度：,1、电场的检验,用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场？,2、检验电荷：,能否就用检验电荷所受的电场力来描述某点电场的强弱？,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，也称点电荷。,F,A,B,A,+q,+Q,+q,如图，电荷Q周围存在电场，把试探电荷q放,入电场中A、B两点，电荷q要受到电场力F,A,、F,B1,的作用，反映了电场具有力的性质。电荷q在A、,B两点受到的作用力F,A,、F,B1,大小是否相等？,在B点换上+2q的电荷,所受的,作用力F,B2,大小是否相等？,解析 根据库仑定律,r,A,F,B,F=k,Q,1,Q,2,r,2,可知，,F,B,F/q这个比值由电荷q在电场中的位置所决定，跟电荷q无关，是反映电场性质的物理量。,实验说明，在电场中的同一点，比值F/q是恒定的；在电场中的不同点，比值F/q一般是不同的。,在物理学中，就用比值F/q来表示电场的强弱。,2.电场强度：,1、定义：,放入电场中某点的电荷受到的,电场力,与,它所带电荷量,的比值，叫做这一点的电场强度，简称场强。,2、公式：,3、单位：,牛顿/库仑N/C,4、方向：,跟正电荷在该点所受电场力 F 的方向相同,矢量,E,E,+Q,P,-Q,P,如果Q是正电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并背,离Q；如果Q是负电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并,指向Q。“离+Q而去，向-Q而来,例.在电场中A处放点电荷+q，其受电场力为F，方向向左，那么A处场强大小为 ，方向为 ；假设将A处放点电荷为2q，那么该处电场强度大小为 ，方向为 。,向左,向左,5、电场强度的物理意义：,电场强度是,描述电场,本身的力的性质的物理量，反映电场,中某一点的电场性质，,其大小表示电场的强弱，,由产生电场的,场源电荷,和,点的位置,决定，与检验电荷无关。数值上等于,单位电荷,在该点所受的电场力。,1,2,3,4,5,3、电场强度和电场力的对比分析,电场强度E,电场力F,仅指电荷在电场中的受力,是反映电场本身的力的性质的物,理量，其大小表示电场的强弱,定义式：,计算式：,E的大小只决定于电场本身，与电荷q无关,F的大小由放在电场中某点的电荷q和该点的场强E共同决定,E是矢量，其方向与正电荷,(+q)在该点受到的电场力的方向相同,F是矢量，其方向对于正电荷(+q),F与E同向；对于负电荷(-q),F与E反向,E的单位：,F的单位：,E=F/q,F=qE,牛/库(N/C),牛(N),三、点电荷的电场 电场强度的叠加,点电荷Q在真空中形成的电场中，不同点的场强是不同的，那么场强的大小由什么因素决定？,解析在点电荷Q形成的电场中，在距离Q为r的P点放一试探电荷q,F=k,Qq,r,2,根据库仑定律，q受到的库仑力的大小:,E=,F,q,=,k,Q,r,2,又由电场强度的定义可得出P点的场强E的大小：,1、点电荷的电场,大小：,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，E与q无关,Q是场源电荷，E与Q成正比,2、,和,的区别：,例、关于 和 ，以下说,法中正确的选项是 ,1式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中电荷的电量,2式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场电荷的电量,3式中，q是放入电场中的电荷的电量,4式中，Q是产生电场的电荷的电量,A、13B、23,C、14D、24,C,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，如何求某点的场强？,3、电场的叠加:,在几个点电荷共同形成的电场中，某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和，这叫做电场的叠加原理。,+Q,1,-Q,2,P,1）,如图，P点的场强，等于+Q,1,在该点产生,的场强E,1,和-Q,2,在该点产生的场强E,2,的矢量和。,.,E,1,E,2,E,Q,r,P,r,Q,P,2、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,如图，在真空中有两个点电荷Q,1,=+3.010,-8,C,和Q,2,=-3.010,-8,C，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，r=0.1m。,Q,2,A,Q,1,=2E,1,cos60,r,2,2kQ,1,cos60,=,代入数值得：E=2.710,4,N/C,合场强E的大小为,E=E,1,cos60+E,2,cos60,解：点电荷Q,1,和Q,2,的电场在A点的场强分别为E,1,和E,2,，,巩固练习,它们大小相等，方向如图中所示。合场强E在E,1,和E,2,的夹角的平分线上，,此平分线跟Q,1,和Q,2,的连线平行。,E,1,E,2,E,练习.如图，在,x,轴上的,x,=-1和,x,=1两点分别固定电荷量为-4,Q,和+9,Q,的点电荷。求：,x,轴上合场强为零的点的坐标。并求在,x,=-3点处的合场强方向。,1,-1,-3,-5,-4,Q,+9,Q,答案：x=-5，向右,例：如下图，三个完全相同的的金属小球 a、b、c位于等边三角形的三个顶点上，a和c带正电，a所带电量的大小比b小。c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段的一条来表示，它应是 ,A.F1 B.F2,C.F3 D.F4,c,a,b,F,4,F,3,F,2,F,1,D,如下图，半经为r的硬橡胶圆环上带有均匀分布的正电荷，其单位长度上的带电量为q，现截去环上一小段AB，AB长为l(lFA,C、点电荷q在A、B两处的加速度大小，aAaB,不计重力,D、负电荷在B点处受到的电场力方向沿B点切,线方向,A,B,B,电场中有一点P，以下哪些说法正确的选项是 ,A 假设放在P点的试探电荷的电量减半，那么P点,的场强减半。,B 假设P点没有试探电荷，那么P点的场强为零。,C P点的场强越大，那么同一电荷在P点受到的,电场力越大。,D P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向,C,课堂训练,例：如图为一条电场线，以下说法正确的选项是：,A、EA一定大于EB,B、因电场线是直线，所以是匀强电场，故,EA=EB,C、A点电场方向一定由A指向B,D、AB两点的场强方向不能确定,A,B,C,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2 10-5N,那么P点的电场强度 N/C;把试探电荷的电量减少为2 10-9C,那么检验电荷所受的电场力为 N.如果把这个试探电荷取走，那么P点的电场强度为 N/C。,510,3,110,-5,510,3,课堂训练,例：正检验电荷q在电场中P点处开始向Q点作减速运动，且运动的加速度值越来越小重力不计，那么可以确定它所处的电场可能是：,A,B,C,D,P,Q,P,Q,P,Q,P,Q,C,例 电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹，这个说法正确吗？,例 电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹，这个说法正确吗？,答：这个说法是错误的。电场线不是电荷的运动轨迹，因为运动轨迹的切线方向是速度的方向，而电场线的切线方向是正电荷的受力方向和加速度方向负电荷那么相反。要使两条曲线能重合，要满足一些特殊条件，例如：电场线是直线；电荷初速度为零或初速度方向与电场线在同一直线上；电荷只受电场力作用。,关于电场强度，以下说法正确的选项是,A E=F/q，假设q减半，那么该处的场强变为原来的2倍,BE=kQ/r2中，E与Q成正比，而与r平方成反比,C在以一个点电荷为球心，r为半径的球面上，各点的场强均相同,D电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向,课堂训练,B,a,b,A,B,a,例：如图a所示，A、B是一个点电荷产生的电场的电场线，如图b则是方向在电场线上，a、b两处的检验电荷的电荷量大小与所受电场力大小之间的函数图线，则：（）,A、点电荷是正电荷，位置在B侧,B、点电荷是正电荷，位置在A侧,C、点电荷是负电荷，位置在A侧,D、点电荷是负电荷，位置在B侧,q,F,b,B,在真空中有两个点电荷q1和q2，分别位于A和B，相距20 cm，q1为410-8 C，q2为810-8 C。那么在AB连线上A点的外侧离A 点20 cm处的D点场强大小、方向如何?,4.5103 N/C，方向由D指向A。,课堂训练,是非题,(A)假设将放在电场中某点的电荷q改为q，那么该点的电场强度大小不变，方向与原来相反。,B假设取走放在电场中某点的电荷，那么该点的电场强度变为零。,C沿电场线方向，场强一定越来越小。,D假设电荷q在A处受到的电场力比B点时大，那么A点电场强度比B点的大。,E电场中某点电场线的方向，就是放在该点的电荷所受电场力的方向。,FA、B为某一电场线直线上的两点由此可知，A、B两点的电场强度方向相同，但EA和EB的大小无法比较。,如图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用EA、EB表示A、B两处的场强大小，那么正确的选项是 ,1A、B两点的场强方向相同,2因为电场线从A指向B，所以EAEB,3A、B同在一条电场线上，且电场线是直线，所以EA=EB,4不知A、B附近的电场线分布状况，EA、EB的大小不能确定,A、12B、13,C、14,C,作业：P,15,(4)、(6),再见,
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