高一物理课件1.3 《电场强度》 4 新人教选修3-1

欢迎进入物理课堂 新课标高中物理选修3 1 第一章电场 教学目标 1 知识与技能 知道电荷间相互作用是通过电场发生的 理解电场强度 匀强电场的概念 理解电场强度是矢量 掌握电场强度的定义式和单位 1 3电场强度 2课时 知道什么是电场线 理解用电场线可以形象地表示电场的方向和强弱 了解一个点电荷 两个等量点电荷 带电平行板间的电场线的分布 3 情感 态度与价值观 类比的方法在现实生活中有广泛的应用 2 过程与方法 体会研究电场性质的方法 这一思想方法在以后学习磁场时也有重要应用 了解用电场线表示电场的方法 探究各种电场线的分布 认识物质世界的多样性 理解电场的物质性 加深对于世界的物质性的认识 两电荷不直接接触 它们之间的相互作用是怎样产生的 问题1 法拉第提出电荷周围存在电场 电场的基本性质是 它对放入的电荷产生力的作用 这种力叫电场力 磁体与磁体间的相互作用是通过发生的 磁场 问题1两电荷间的相互作用怎样产生的 一 电场 2 基本性质 电场的物质性 对放入其中的电荷有力的作用 这种力叫电场力 1 定义 存在于带电体周围的特殊物质 3 电荷间的相互作用力通过电场发生 试探电荷 检验电荷 q 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 场源电荷Q 产生电场的电荷 用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场 结论 F q能反映电场中某点电场的力的性质 电场的强弱 2 电场中不同的点 同一电荷所受力也不同 比值F q一般是不同的 1 电场中的同一点 不同电荷所受力不同 比值F q是一定的 问题2 二 电场强度 1 定义 放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值 叫做该点的电场强度 简称场强 5 物理意义 场强反映电场的力的性质 由电场本身决定 与放入的试探电荷无关 3 单位 牛 库 N C 4 方向 电场强度是矢量 规定其方向与正电荷在该点的受力方向相同 2 定义式 练习 在电场中A处放点电荷 q 其受电场力为F 方向向左 则A处场强大小 方向为 若将A处放点电荷为 2q 则该处电场强度大小为 方向为 向左 向左 三 真空中点电荷的场强 由库仑定律和场强的定义式推导 1 大小 2 场强方向 正点电荷电场方向背离电荷负点电荷电场方向指向电荷 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 1 电场强度是矢量 合成应遵循平行四边形法则 四 电场强度的叠加 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 五 电场力 正电荷的电场力方向与场强方向相同 F qE 负电荷的电场力方向与场强方向相反 1 电场 1 产生 带电体在其周围空间存在的特殊物质 2 性质 对处在场中的电荷有电场力的作用 2 电场强度 描述电场强弱和方向的物理量 1 定义 E F q 2 单位 N C 3 方向 与正电荷在该点受电场力方向相同 4 物义 电场中某一点的场强反映了电场的力的性质 由电场本身决定 与试探电荷无关 5 真空中点电荷的场强公式 3 场强的叠加 矢量求和 小结 1 电场中有一点P 下列哪些说法正确的是 A若放在P点的试探电荷的电量减半 则P点的场强减半 B若P点没有试探电荷 则P点的场强为零 CP点的场强越大 则同一电荷在P点受到的电场力越大 DP点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向 C 课堂训练 2 真空中有一电场 在电场中的P点放一电量为4 10 9C的试探电荷 它受到的电场力2 10 5N 则P点的场强度N C 把试探电荷的电量减少为2 10 9C 则检验电荷所受的电场力为N 如果把这个试探电荷取走 则P点的电场强度为N C 5 103 1 10 5 5 103 课堂训练 3 关于电场强度 下列说法正确的是 A E F q 若q减半 则该处的场强变为原来的2倍B E 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 4 在真空中有两个点电荷q1和q2 分别位于A和B 相距20cm q1为4 10 8C q2为 8 10 8C 则在AB连线上A点的外侧离A点20cm处的D点场强大小 方向如何 课堂训练 D点场强E合 E1 E2 4 5 103 N C 方向由A指向D 解 如图 取向左为正方向 q1在D点的场强 E1方向向左 取E1 9 103 N C q2在D点的场强 E2方向向右 取E1 4 5 103 N C B A D 六 电场线 1 概念 电场线是用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇曲线 电场线是假想的 实际电场中并不存在 2 电场线的特征 静电场的电场线起于正电荷止于负电荷 孤立的正电荷 或负电荷 的电场线止于 或起于 无穷远处点 单向的 非闭合的 电场线不会相交 也不会相切 电场线疏密反映电场强弱 电场线密的地方场强大 电场线疏的地方场强小 电场线上每一点的切线方向 都和该点的场强方向一致 欠图 特点 a 离点电荷越近 电场线越密 场强越大 b 以点电荷为球心作个球面 电场线处处与球面垂直 在此球面上场强大小处处相等 方向不同 3 几种常见电场中电场线的分布及特点 正 负点电荷的电场中电场线的分布 特点 a 沿点电荷的连线 场强先变小后变大 b 两点电荷连线中垂面 中垂线 上 场强方向均相同 且总与中垂面 中垂线 垂直 等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布 c 在中垂面 中垂线 上 与两点电荷连线的中点0等距离各点场强相等 等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况 特点 a 两点电荷连线中点O处场强为0 b 两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏 但场强并不为0 c 两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏 匀强电场 特点 a 匀强电场是大小和方向都相同的电场 故匀强电场的电场线是平行等距的直线 b 电场线的疏密反映场强大小 电场方向与电场线平行 例1 如图 是静电场的一部分电场线的分布 下列说法正确的是 A 这个电场只能是负电荷的电场B 点电荷q在A B两处受到的电场力FB FAC 点电荷q在A B两处的加速度大小 aA aB 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 例2 如图为一条电场线 下列说法正确的是 A EA一定大于EBB 因电场线是直线 所以是匀强电场 故EA EBC A点电场方向一定由A指向BD AB两点的场强方向不能确定 A B C 例3 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 则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 a b A B a B 图a 图b P14 3有同学说 电场线就是带电粒子在电场中运动的轨迹 这一说法对吗 为什么 结论 电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系 答 不对 因为电场线是为了形象描述电场而引入的一组曲线 只有下述条件同时成立 电场线是直线 带电粒子初速为零或速度与电场线共线 带电粒子仅受电场力作用 带电粒子才沿电场线运动 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全