2019春高中物理 第1章 静电场 3 电场强度课件 新人教版选修3-1.ppt

第一章 静电场 3电场强度 课前预习 1 概念电荷周围存在的一种特殊物质 带电体间的相互作用是通过周围的 发生的 2 静电场是 的电荷产生的电场 3 基本性质对放入其中的电荷有 的作用 电场 电场 静止 力 1 试探电荷 检验电荷 用来检测电场 及其强弱分布情况的电荷 是研究电场的工具 2 场源电荷激发或产生我们正在研究的电场的电荷 是电场的来源 3 电场强度 1 定义 放入电场中某一点的电荷受到的 跟它的 的比值叫做该点的电场强度 电场强度 是否存在 电场力 电荷量 牛 库 N C 正电荷 电场本身的力的性质 1 公式E Q为真空中点电荷的带电量 r为该点到点电荷Q的距离 2 方向若Q为 场强方向沿Q和该点的连线指向该点 若Q为 场强方向沿Q和该点的连线指向Q 3 适用条件 点电荷的场强 正电荷 负电荷 真空中点电荷 1 场强的叠加如果场源电荷不只是一个点电荷 则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 这种关系叫做电场强度的叠加 2 运算法则电场强度是矢量 场强的叠加本质是矢量叠加 所以应该用 定则 3 应用范围电场的叠加原理对 都适用 注意只有同时共同形成电场时才能叠加 电场强度的叠加 矢量和 平行四边形 任何电场 1 电场线为了形象描述电场而 的一条条有 的曲线 曲线上每点的 的方向表示该点的电场强度的方向 2 电场线的特点 1 电场线从 或 出发 终止于 或 2 电场线在电场中不相交 3 电场强度较大的地方 电场线 电场强度较小的地方 电场线 电场线匀强电场 假想 方向 切线 正电荷 无限远 负电荷 无限远 较密 较疏 4 电场线上任一点顺着电场线的 方向 就表示该点电场强度的方向 5 电场线不是实际存在的曲线 是为了形象描述电场而假想的 3 匀强电场 1 定义 各点电场强度的大小 方向 的电场 2 匀强电场的电场线 的平行直线 切线 相等 相同 间隔相等 判一判 1 试探电荷的电荷量和尺寸都很小 放入试探电荷后不引起原电场的明显变化 因此试探电荷就是电荷量很小的点电荷 2 电场强度的方向就是放在该处的试探电荷所受电场力的方向 3 若以点电荷为球心做一个球面 电场线处处与球面垂直 在此球面上各点电场强度处处相同 4 两个异种电荷间的电场线从负电荷指向正电荷 5 电场线在实际中不存在 6 电场线是平行直线的电场一定是匀强电场 选一选 2018 江苏省无锡市高二学业水平测试 如图所示的各电场中 A B两点电场强度相同的是 解析 A图中 A B两点的场强大小相等 方向不同 B图中 A B两点的场强方向相同 但大小不相等 C图是匀强电场 则A B两点的场强大小相等 方向相同 D图中A B两点的场强大小 方向均不相同 故选C C 想一想 1 既然电场用眼睛看不到 也无法用手触摸到 那么怎么能够证明某一空间中存在电场呢 2 实验能显示电场线的形状 为什么说电场线不是客观存在的 解析 1 可根据电场的基本性质 电场对放入其中的电荷有静电力的作用 在该空间放入一带电体通过测量其是否受到静电力检验 2 电场是一种特殊的物质 无形无体 能够充满它所在的空间 而实验之所以能显示电场线的形状 是因为在引入电场线时 抓住 静电力 这一根本属性 实验显示的正是带电体在电场中受到静电力随位置而改变的情况 因此可以用实验来显示电场线的形状 但不能说明电场线是客观存在的 应理解为电场线是假想的 电场才是客观存在的 课内探究 弹力和摩擦力都是在两个物体互相接触的情况下产生的 而两个带电体没有接触 就可以发生静电力的作用 那么 电荷之间的相互作用是通过什么发生的 提示 电场 探究一对电场及电场强度的理解 1 1 对电场的理解 1 场与分子 原子组成的实物一样具有能量 质量和动量 它是物质存在的一种特殊形式 2 场与实物是物质存在的两种不同形式 3 电荷的周围一定存在电场 静止电荷的周围存在着静电场 4 电荷间的相互作用是通过电场发生的 2 对电场强度的理解 1 电场强度反映了电场的力的性质 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 3 电场强度的两个公式的比较 答案 1 200N C方向沿Oa向右不变 2 2 0 10 18N方向沿bO向左 C 如图所示 A B是点电荷a b连线上的两点 实线是它们间的电场线 1 电荷a b各带有什么性质的电荷 2 A B两点的电场强弱相同吗 方向相同吗 提示 1 a带正电 b带负电 2 A B两点电场强弱不同 方向相同 探究二对电场线的理解 2 1 电场线的应用 1 按照电场线画法的规定 场强大处电场线密 场强小处电场线疏 根据电场线的疏密可以比较场强的大小 2 根据电场线的定义 电场线每点的切线方向就是该点电场强度的方向 2 几种常见电场的电场线 点电荷的电场线分布 等量同种电荷的电场线 等量异种电荷的电场线 带电平行金属板间的电场线 3 电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的比较 特别提醒 带电粒子运动轨迹与电场线重合必备的条件 1 电场线是直线 2 带电粒子只受电场力作用 或受其他力 但方向沿电场线所在的直线 3 带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直线 ACD 解题指导 解析 根据电荷运动轨迹弯曲的情况 可以确定点电荷受电场力的方向沿电场线方向 故此点电荷带正电 A选项正确 由于电场线越密 场强越大 点电荷受电场力就越大 根据牛顿第二定律可知其加速度也越大 故此点电荷在N点加速度大 C选项正确 粒子从M点到N点 电场力做正功 根据动能定理得此点电荷在N点动能大 故D选项正确 对点训练2 2018 北京市中关村中学高二上学期期中 一负电荷从电场中A点由静止释放 只受电场力作用 沿电场线运动到B点 它运动的速度 时间图象如图所示 则A B两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的 解析 由速度 时间图象可知 电荷的速度越来越大 且加速度也是越来越大 故电荷在运动过程中 应受到逐渐增大的静电力作用 所以电场线的方向应由B指向A 由于加速度越来越大 所以电场力越来越大 即B点的电场强度应大于A点的电场强度 即B点处电场线应比A点处密集 所以正确答案为C C 素养提升 1 如果场源电荷是多个点电荷 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 这种关系叫做电场强度的叠加 2 电场强度是矢量 电场强度的叠加遵循平行四边形定则 电场强度的叠加 B