2019-2020学年高中物理 第一章 静电场 3 第1课时课件 新人教版选修3-1.ppt

第1课时 知识自学 自我检测 一 电场1 电场 19世纪30年代 英国物理学家法拉第提出一种观点 认为在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 2 电荷之间的库仑力是通过电场发生的 3 场和实物是物质存在的两种不同形式 二 电场强度阅读教材第10 11页 电场强度 部分 知道检验电荷或试探电荷 场源电荷的概念 电场强度的定义式和单位 知道电场强度方向的规定 并初步理解电场强度的矢量性 1 试探电荷或检验电荷用来检验电场是否存在及其强弱分布的电荷 2 场源电荷或源电荷产生被检验的电场的电荷 3 电场强度 1 物理意义 电场强度是反映电场强弱和方向的物理量 2 定义 放入电场中某点的检验电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值 3 公式 E 4 单位 牛每库 符号N C 5 方向 电场强度是矢量 规定某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同 负电荷在电场中某点所受的静电力的方向跟该点电场强度的方向相反 知识自学 自我检测 知识自学 自我检测 三 点电荷的电场 电场强度的叠加1 真空中点电荷的电场强度 2 方向 Q为正电荷时 在电场中的P点 E的方向由Q指向P Q是负电荷时 E的方向由P指向Q 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 知识自学 自我检测 3 图中已经标出 Q1和 Q2在P点产生的电场强度分别为E1和E2 请在图上画出P点的电场强度E 答案 4 均匀带电球体或球壳的半径为R 电荷量为 Q 在距离球心为r r R 处 电场强度的大小和方向分别为 沿半径向外 知识自学 自我检测 1 正误判断 1 电荷与电荷间的相互作用力是通过电场发生的 解析 电荷甲受到电荷乙的作用力是电荷乙的电场给电荷甲的作用力 同样 电荷乙受到电荷甲的作用力是电荷甲的电场给电荷乙的作用力 答案 2 只有电荷发生相互作用时才产生电场 解析 只要有电荷存在 其周围空间一定存在电场 答案 3 根据 电场强度与检验电荷的电荷量和受的力有关 解析 电场强度是电场自身的性质 与检验电荷的电荷量和受力均无关 答案 知识自学 自我检测 4 电场强度的方向就是电荷受力的方向 解析 正电荷受力的方向规定为电场强度的方向 答案 5 由公式 E与电荷量Q成正比 与距离r的二次方成反比 解析 Q是电场E的场源电荷 电场强度E与场源电荷的电荷量和到场源电荷的距离有关 答案 知识自学 自我检测 答案 B 探究一 探究二 当堂检测 问题探究 名师精讲 典例剖析 对电场强度的理解 1 电场的基本性质是什么 如何去探究电场的这种性质 2 在空间中有一电场 把一电荷量为q的试探电荷放在电场中的A点 该电荷受到的静电力为F 若把电荷量为2q的点电荷放在A点 则它受到的静电力为多少 若把电荷量为nq的点电荷放在该点 它受到的静电力为多少 能否用电荷受到的静电力来描述电场的强弱 电荷受到的静电力F与电荷量q有何关系 要点提示 1 电场对放入其中的电荷有力的作用 可在电场中放一试探电荷 通过分析试探电荷的受力研究电场性质 2 2F nF 不能 不同电荷在电场中的同一点受的静电力不同 F与q成正比 即F与q的比值为定值 探究一 探究二 问题探究 名师精讲 典例剖析 当堂检测 1 关于电场的三点说明 1 电场是一种看不见 摸不着 但客观真实存在的特殊物质 2 电荷周围一定存在电场 静止的电荷周围存在静电场 3 电场是电荷间相互作用的桥梁 不直接接触就可以发生相互作用 上述三点概括总结为 特殊物质性 客观存在性 桥梁纽带作用 探究一 探究二 问题探究 名师精讲 典例剖析 当堂检测 2 关于电场强度的几点说明 1 物理意义 电场强度是描述电场强弱和方向的物理量 2 电场强度是用比值定义的物理量 它的大小和方向取决于电场本身 与试探电荷的电荷量q及所受的电场力F无关 3 只要场源电荷确定下来 场源电荷周围形成的电场就确定下来 电场中某点的电场强度E也就确定下来 与该点放不放检验电荷无关 4 电场强度定义式为我们提供了一种计算电场力的方法 即F qE 5 电场强度是矢量 电场强度的方向与放入该点的正试探电荷的受力方向相同 与放在该点的负试探电荷的受力方向相反 重点理解 电场强度取决于产生它的电荷而不是取决于试探它的电荷 探究一 探究二 问题探究 名师精讲 典例剖析 当堂检测 例题1 场源电荷Q 2 10 4C 是正点电荷 检验电荷q 2 10 5C 是负点电荷 它们相距r 2m而静止 且处在真空中 如图所示 求 1 q受的静电力 2 q所在的B点的电场强度EB 3 拿走q后B点的电场强度 思考问题 1 哪个是场源电荷 哪个是检验电荷 答案 A是场源电荷 B是检验电荷 探究一 探究二 问题探究 名师精讲 典例剖析 当堂检测 3 检验电荷存在与否影响该点的电场强度吗 答案 电场是客观存在的一种物质 是由场源电荷决定的 与检验电荷无关 探究一 探究二 问题探究 名师精讲 典例剖析 当堂检测 解析 1 q受的静电力由库仑定律得 3 电场强度是反映电场的力的性质的物理量 它是由形成电场的电荷Q及场中位置决定的 与试探电荷q是否存在无关 故B点的电场强度仍为4 5 105N C 方向由A指向B 答案 1 9N 方向沿MO指向Q 2 4 5 105N C 方向由A指向B 3 4 5 105N C 方向由A指向B 探究一 探究二 问题探究 名师精讲 典例剖析 当堂检测 1 分清哪个是检验电荷 哪个是场源电荷 公式中的q是检验电荷 2 确定电场强度的方向一定要看清检验电荷是正电荷还是负电荷 再确定电场强度与力的方向是相同还是相反 探究一 探究二 问题探究 名师精讲 典例剖析 当堂检测 点电荷的电场电场强度的叠加 1 如图所示 在正点电荷Q的电场中有一试探电荷q 已知q到Q的距离为r Q对q的作用力是多大 Q在q所在位置产生的电场的电场强度是多大 方向如何 2 如果再有一正点电荷Q Q 放在如图所示的两个不同位置 q所在位置的电场的电场强度分别是多大 探究一 探究二 问题探究 名师精讲 典例剖析 当堂检测 探究一 探究二 问题探究 名师精讲 典例剖析 当堂检测 1 点电荷的电场 1 公式 其中k是静电力常量 Q是场源电荷的电荷量 2 方向 当Q为正电荷时 E的方向沿半径向外 当Q为负电荷时 E的方向沿半径向内 点电荷产生的电场强度由电荷量和位置共同确定 方向 正外负内 探究一 探究二 问题探究 名师精讲 典例剖析 当堂检测 探究一 探究二 问题探究 名师精讲 典例剖析 当堂检测 3 多个点电荷电场的叠加原理电场强度是矢量 当空间存在多个点电荷产生的电场时 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 看一个物理公式中物理量的关系不仅要研究数学关系 更要研究物理意义 探究一 探究二 问题探究 名师精讲 典例剖析 当堂检测 例题2 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的电场强度为多大 2 在两点电荷连线的中垂线上 距A B两点都为r的O 点的电场强度如何 探究一 探究二 问题探究 名师精讲 典例剖析 当堂检测 思考问题 1 点电荷A B在中点O产生的电场强度分别为多大 方向如何 答案 A B两点电荷在O点产生的电场强度 2 点电荷A B在中点O 产生的电场强度分别为多大 方向如何 答案 A B两点电荷在O 点产生的电场强度 探究一 探究二 问题探究 名师精讲 典例剖析 当堂检测 探究一 探究二 问题探究 名师精讲 典例剖析 当堂检测 电场叠加问题的解题方法1 根据点电荷电场强度公式 确定每个场源电荷产生的电场强度 2 电场强度是矢量 合成时遵循矢量运算法则 平行四边形定则或三角形定则 与力的合成一样 常用的方法有图解法 正交分解法等 当堂检测 探究一 探究二 1 2 3 1 多选 下列关于电场和电场强度的说法正确的是 A 电荷间的相互作用是通过电场产生的 电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用B 电场是人为设想出来的 其实并不存在C 某点的电场强度越大 则同一电荷在该点所受到的电场力越大D 某点的电场强度方向为试探电荷在该点受到的电场力的方向解析 电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质 电荷间的相互作用是通过电场产生的 不是假想的 故A正确 B错误 由得 F Eq 当q一定时 E越大 F越大 所以C正确 电场强度方向规定为正电荷在该点所受的电场力方向 与负电荷所受的电场力的方向相反 D错误 答案 AC 探究一 探究二 1 2 3 当堂检测 2 在电场中的某点放入电荷量为 q的试探电荷时 测得该点的电场强度为E 若在该点放入电荷量为 3q的试探电荷 此时测得该点的电场强度为 A 大小为3E 方向和E相反B 大小为E 方向和E相同C 大小为3E 方向和E相同D 大小为E 方向和E相反解析 当在电场中某点放入电荷量为 q的试探电荷时 测得该点的电场强度为E 若在同一点放入电荷量为q 3q的试探电荷时 电场强度的大小和方向都不变 即该点的电场强度大小仍为E 方向与E相同 选项B正确 答案 B 探究一 探究二 1 2 3 当堂检测 3 如图 M N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点 O点为半圆弧的圆心 MOP 60 电荷量相等 电性相反的两个点电荷分别置于M N两点 这时O点电场强度的大小为E1 若将N点处的点电荷移至P点 则O点的电场强度大小变为E2 E1与E2之比为 探究一 探究二 1 2 3 当堂检测 解析 答案 B