高二物理1.3电场强度16课件新人教选修31

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1、1.3电场强度教学目标教学目标（一）知识与技能（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荷场强的计算式，并能用此公

2、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知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算单的计算（二）过程与方法（二）过程与方法 通过分析在电场中的不同点，电场力通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量与电荷电量q的比例关系，使学生理解比的比例关系，使学生理解比值值F/q反映的是电场的强弱，即电场强度的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。概念；知道电场叠加的一般方法。（三）情感态度与价值观（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培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。般方法。重点：电场强度的概念及其定义式重点：电场强度的概念及

3、其定义式难点：对电场概念的理解、应用电场的叠难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算加原理进行简单的计算一一.电场：电场：1 1、定义、定义:存在于带电体周围的特殊物质。存在于带电体周围的特殊物质。2 2、基本性质：、基本性质：对放入其中的电荷有力的作用，这种力对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫电场力。叫电场力。电场电场电荷电荷A电荷电荷B3、用场的观点分析电荷、用场的观点分析电荷A和和B间的相互作用：间的相互作用：1 1）、检验方法：）、检验方法：把一个带电体放入其中，看是否受到把一个带电体放入其中，看是否受到力的作用。力的作用。二二.电场强度：电场强度：1、电场的检验、电

4、场的检验用什么可以检验空间存在看不见又摸用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场？不着的电场？2 2）、检验电荷：）、检验电荷：能否就用检验电荷所受的电场力来描能否就用检验电荷所受的电场力来描述某点电场的强弱？述某点电场的强弱？用来检验电场的电量很小（不影响原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）的电场）；体积很小（可以当作质点）的电荷，也称点电荷。电荷，也称点电荷。FA BA+q+Q+q 如图，电荷如图，电荷Q Q周围存在电场，把试探电荷周围存在电场，把试探电荷q q放放入电场中入电场中A A、B B两点，电荷两点，电荷q q要受到电场力要受到电场力FAFA、FB

5、1FB1的作用，反映了电场具有力的性质。电荷的作用，反映了电场具有力的性质。电荷q q在在A A、B B两点受到的作用力两点受到的作用力FAFA、FB1FB1大小是否相等？大小是否相等？在在B B点换上点换上+2q+2q的电荷的电荷,所受的作用力所受的作用力FB2FB2大小是否相等大小是否相等？解析解析 根据库仑定律根据库仑定律 rA rBrA FB FA FBF=kQ1Q2r2可知，可知，FBF/qF/q这个比值由电荷这个比值由电荷q q在电场中的位置所决定，在电场中的位置所决定，跟电荷跟电荷q q无关，是反映电场性质的物理量。无关，是反映电场性质的物理量。实验表明，在电场中的同一点，比值实

6、验表明，在电场中的同一点，比值F/qF/q是恒定是恒定的；在电场中的不同点，比值的；在电场中的不同点，比值F/qF/q一般是不同的。一般是不同的。在物理学中，就用比值在物理学中，就用比值F/qF/q来表示电场的强弱。来表示电场的强弱。2.2.电场强度：电场强度：1 1）、）、定义：定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力与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，叫做这一点的电它所带电荷量的比值，叫做这一点的电场强度，简称场强。场强度，简称场强。2 2）、）、公式：公式：3 3）、）、单位：单位：牛顿牛顿/库仑（库仑（N/CN/C）4 4）、）、方向：方向：跟正电荷在该点所受电场力跟

7、正电荷在该点所受电场力 F F 的方向的方向相同相同矢量矢量EE+QP-QP 如果如果Q Q是正电荷，是正电荷，E E的方向就是沿着的方向就是沿着PQPQ的连线并背的连线并背离离Q Q；如果；如果Q Q是负电荷，是负电荷，E E的方向就是沿着的方向就是沿着PQPQ的连线并的连线并指向指向Q Q。（。（“离离+Q+Q而去，向而去，向-Q-Q而来而来”）例例.在电场中在电场中A处放点电荷处放点电荷+q，其受电场，其受电场力为力为F，方向向左，则，方向向左，则A处场强大小为处场强大小为 ，方向为，方向为 ；若将；若将A处放点电荷为处放点电荷为2q，则该处电场强度大小为，则该处电场强度大小为 ，方向为

8、方向为 。向左向左向左向左5 5）、电场强度的物理意义：）、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。位电荷在该点所受的电场力。12345 3 3、电场强度和电场力的对比分析、电场强度和电场力的对比分析 电场强度电场强度E E 电场力电场力F F 仅指电荷在电场中的受力仅指电荷在电场

9、中的受力 是反映电场本身的力的性质的物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理量，其大小表示电场的强弱定义式：定义式：计算式：计算式：E E的大小只决定于电场本身，的大小只决定于电场本身，与电荷与电荷q q无关无关 F F的大小由放在电场中某点的大小由放在电场中某点的电荷的电荷q q和该点的场强和该点的场强E E共共同决定同决定E E是矢量，其方向与正电荷是矢量，其方向与正电荷(+q)(+q)在该点受到的电场力的方在该点受到的电场力的方向相同向相同F F是矢量，其方向对于正电是矢量，其方向对于正电荷荷(+q),F(+q),F与与E E同向；对于负同向；对于负电荷电荷(-q),F

10、(-q),F与与E E反向反向E E的单位：的单位：F F的单位：的单位：E=F/q E=F/q F=qEF=qE牛牛/库库 (N/C)(N/C)牛牛 (N)(N)三、点电荷的电场三、点电荷的电场 电场强度的叠加电场强度的叠加点电荷点电荷Q Q在真空中形成的电场中，不同点的场强是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？不同的，那么场强的大小由什么因素决定？解析解析 在点电荷在点电荷Q Q形成的电场中，在距离形成的电场中，在距离Q Q为为r r的的P P点放一试探电荷点放一试探电荷q qF=kQqr2根据库仑定律，根据库仑定律，q q受到的库仑力的大小受到的库仑

11、力的大小:E=E=F Fq q=kQr2又由电场强度的定义可得出又由电场强度的定义可得出P P点的场强点的场强E E的大小：的大小：1、点电荷的电场、点电荷的电场大小：大小：适用范围适用范围电荷的意义电荷的意义定义式，适定义式，适用于一切电用于一切电场场仅对点电荷仅对点电荷的电场适用的电场适用q是检验电是检验电荷，荷，E与与q无关无关Q是场源电是场源电荷，荷，E与与Q成正比成正比2 2、和的区别：例、关于例、关于 和和 ，下列，下列说说法中正确的是（法中正确的是（）（1 1）式中，式中，F F是放入是放入电场电场中的中的电电荷所受的力，荷所受的力，q q是是放入放入电场电场中中电电荷的荷的电电

12、量量（2 2）式中，式中，F F是放入是放入电场电场中的中的电电荷所受的力，荷所受的力，q q是是产产生生电场电电场电荷的荷的电电量量（3 3）式中，式中，q q是放入是放入电场电场中的中的电电荷的荷的电电量量（4 4）式中，式中，Q Q是是产产生生电场电场的的电电荷的荷的电电量量 A A、（、（1 1）（）（3 3）B B、（、（2 2）（）（3 3）C C、（、（1 1）（）（4 4）D D、（、（2 2）（）（4 4）C 如果有几个点电荷同时存在，在几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，如何求某个点电荷共同形成的电场中，如何求某点的场强？点的场强？3 3、电场的叠加、

13、电场的叠加:在几个点电荷共同形成的电在几个点电荷共同形成的电场中，某点的场强等于各个电场中，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，这叫做电场的叠强的矢量和，这叫做电场的叠加原理。加原理。+Q1-Q2P 1）如图，P点的场强，等于+Q1在该点产生的场强E1和-Q2在该点产生的场强E2的矢量和。.E1E2EQrPrQP2）、一个半径为）、一个半径为R的均匀带电球体的均匀带电球体（或球壳）在外部产生的电场（或球壳）在外部产生的电场与一个位于与一个位于球心的、电球心的、电荷量相等的荷量相等的点电荷产生点电荷产生的电场相同的电场相同 如图，在真空中有两个点电

14、荷如图，在真空中有两个点电荷Q1=+3.010-8CQ1=+3.010-8C和和Q2=-3.010-8CQ2=-3.010-8C，它们相距，它们相距0.1m0.1m。求电场中。求电场中A A点的场强。点的场强。A A点与两个点电荷的距离点与两个点电荷的距离r r相等，相等，r=0.1mr=0.1m。Q2AQ1=2E1cos602E1cos60r2r22kQ12kQ1cos60cos60=代入数值得：代入数值得：E=2.7104 N/CE=2.7104 N/C合场强合场强E E的大小为的大小为 E=E1cos60+E2cos60E=E1cos60+E2cos60解：点电荷解：点电荷Q1Q1和和Q

15、2Q2的电场在的电场在A A点的点的场强分别为场强分别为E1E1和和E2E2，巩固巩固练习它们大小相等，方向如图中所示。合它们大小相等，方向如图中所示。合场强场强E E在在E1E1和和E2E2的夹角的平分线上，的夹角的平分线上，此平分线跟此平分线跟Q1Q1和和Q2Q2的连线平行。的连线平行。E1E2E练习练习.如图，在如图，在x x轴上的轴上的x=-1x=-1和和x=1x=1两点分两点分别固定电荷量为别固定电荷量为-4Q-4Q 和和+9Q+9Q 的点电荷。求：的点电荷。求：x x轴上合场强为零的点的坐标。并求在轴上合场强为零的点的坐标。并求在x=-3x=-3点点处的合场强方向。处的合场强方向。

16、1 1-1-1-3-3-5-5-4Q+9Q 答案：答案：x=-5x=-5，向右，向右例：如图所示，三个完全相同的的金属小球例：如图所示，三个完全相同的的金属小球 a a、b b、c c位于等边三角形的三个顶点上，位于等边三角形的三个顶点上，a a和和c c带正电，带正电，a a所所带电量的大小比带电量的大小比b b小。已知小。已知c c受到受到a a和和b b的静电力的合的静电力的合力可用图中四条有向线段的一条来表示，它应是力可用图中四条有向线段的一条来表示，它应是 A.F1 B.F2 A.F1 B.F2 C.F3 D.F4 C.F3 D.F4cabF4F3F2F1D如图所示，半经为如图所示，

17、半经为r r的硬橡胶圆环上带有均匀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分布的正电荷，其单位长度上的带电量为q q，现截去环上一小段现截去环上一小段ABAB，ABAB长为长为l(lr),l(lFAFBFAC C、点电荷、点电荷q q在在A A、B B两处的加速度大小，两处的加速度大小，aAaBaAaB （不计重力）（不计重力）D D、负电荷在、负电荷在B B点处受到的电场力方向沿点处受到的电场力方向沿B B点切点切 线方向线方向ABB 电场中有一点电场中有一点P P，下列哪些说法正确的是（，下列哪些说法正确的是（）A A 若放在若放在P P点的试探电荷的电量减半，则点的试探

18、电荷的电量减半，则P P点点的场强减半。的场强减半。B B 若若P P点没有试探电荷，则点没有试探电荷，则P P点的场强为零。点的场强为零。C PC P点的场强越大，则同一电荷在点的场强越大，则同一电荷在P P点受到的点受到的电场力越大。电场力越大。D PD P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向C课堂训练课堂训练例：如图为一条电场线，下列说法正确的是：例：如图为一条电场线，下列说法正确的是：（）A A、EAEA一定大于一定大于EBEBB B、因电场线是直线，所以是匀强电场，故、因电场线是直线，所以是匀强电场，故 EA=EBEA=EBC C、A A点电场

19、方向一定由点电场方向一定由A A指向指向B BD D、ABAB两点的场强方向不能确定两点的场强方向不能确定ABC 真空中有一电场真空中有一电场,在电场中的在电场中的P P点放一电点放一电量为量为410-9C410-9C的试探电荷的试探电荷,它受到的电场它受到的电场力力2 10-5N,2 10-5N,则则P P点的电场强度点的电场强度 N/C;N/C;把试探电荷的电量减少为把试探电荷的电量减少为2 10-2 10-9C,9C,则检验电荷所受的电场力为则检验电荷所受的电场力为 N.N.如果把这个试探电荷取走，则如果把这个试探电荷取走，则P P点的电场点的电场强度为强度为 N/CN/C。510311

20、0-55103课堂训练课堂训练例：正检验电荷例：正检验电荷q q在电场中在电场中P P点处开始向点处开始向QQ点作点作减速运动，且运动的加速度值越来越小（重力减速运动，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：（不计），则可以确定它所处的电场可能是：（）ABCDPQPQPQPQC例例 电场线就是点电荷在电场中的电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹，这个说法正确吗？运动轨迹，这个说法正确吗？例例 电场线就是点电荷在电场中电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹，这个说法正确吗？的运动轨迹，这个说法正确吗？答：这个说法是错误的。电场线不是电荷答：这个说法是错误的。电场线不是电荷的

21、运动轨迹，因为运动轨迹的切线方向是的运动轨迹，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（负电荷则相荷的受力方向和加速度方向（负电荷则相反）。要使两条曲线能重合，要满足一些反）。要使两条曲线能重合，要满足一些特殊条件，例如：特殊条件，例如：电场线是直线；电场线是直线；电电荷初速度为零或初速度方向与电场线在同荷初速度为零或初速度方向与电场线在同一直线上；一直线上；电荷只受电场力作用。电荷只受电场力作用。关于电场强度，下列说法正确的是（关于电场强度，下列说法正确的是（）A A E=F/qE=F/q，若，若q q减半，则该

22、处的场强变为原减半，则该处的场强变为原来的来的2 2倍倍 B BE=kQ/r2E=kQ/r2中，中，E E与与Q Q成正比，而与成正比，而与r r平方成平方成反比反比 C C在以一个点电荷为球心，在以一个点电荷为球心，r r为半径的球面为半径的球面上，各点的场强均相同上，各点的场强均相同 D D电场中某点的场强方向就是该点所放电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荷受到的电场力的方向课堂训练课堂训练BabABa例：如图例：如图a a所示，所示，A A、B B是一个点电荷产生的电场是一个点电荷产生的电场的电场线，如图的电场线，如图b b则是方向在电场线上，则是方向在电场线上，a

23、 a、b b两两处的检验电荷的电荷量大小与所受电场力大小之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：（间的函数图线，则：（）A A、点电荷是正电荷，位置在、点电荷是正电荷，位置在B B侧侧B B、点电荷是正电荷，位置在、点电荷是正电荷，位置在A A侧侧C C、点电荷是负电荷，位置在、点电荷是负电荷，位置在A A侧侧D D、点电荷是负电荷，位置在、点电荷是负电荷，位置在B B侧侧qFbB 在真空中有两个点电荷在真空中有两个点电荷q1q1和和q2q2，分别位于分别位于A A和和B B，相距，相距20 cm20 cm，q1q1为为410-8 C410-8 C，q2q2为为810-8

24、 C810-8 C。则。则在在ABAB连线上连线上A A点的外侧离点的外侧离A A 点点20 cm20 cm处的处的D D点场强大小、方向如何点场强大小、方向如何?4.5103 N/C 4.5103 N/C，方向由，方向由D D指向指向A A。课堂训练课堂训练是非题 (A)若将放在电场中某点的电荷若将放在电场中某点的电荷q改为改为q，则该，则该点的电场强度大小不变，方向与原来相反。点的电场强度大小不变，方向与原来相反。（B）若取走放在电场中某点的电荷，则该点的电）若取走放在电场中某点的电荷，则该点的电场强度变为零。场强度变为零。（C）沿电场线方向，场强一定越来越小。）沿电场线方向，场强一定越来

25、越小。（D）若电荷）若电荷q在在A处受到的电场力比处受到的电场力比B点时大，则点时大，则A点电场强度比点电场强度比B点的大。点的大。（E）电场中某点电场线的方向，就是放在该点的）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。电荷所受电场力的方向。（F）已知）已知A、B为某一电场线（直线）上的两点由为某一电场线（直线）上的两点由此可知，此可知，A、B两点的电场强度方向相同，但两点的电场强度方向相同，但EA和和EB的大小无法比较。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，在这条线上有线，在这条线上有A A、B B两点，用两点，

26、用EAEA、EBEB表示表示A A、B B两两处的场强大小，则正确的是（处的场强大小，则正确的是（）（1 1）A A、B B两点的场强方向相同两点的场强方向相同（2 2）因为电场线从）因为电场线从A A指向指向B B，所以，所以EAEAEBEB（3 3）A A、B B同在一条电场线上，且电场线是直线，同在一条电场线上，且电场线是直线，所以所以EA=EBEA=EB（4 4）不知）不知A A、B B附近的电场线分布状况，附近的电场线分布状况，EAEA、EBEB的的大小不能确定大小不能确定A A、（、（1 1）（）（2 2）B B、（、（1 1）（）（3 3）C C、（、（1 1）（）（4 4）C作

27、业：作业：P15(4)、(6)9、静夜四无邻，荒居旧业贫。2023/4/212023/4/21Friday,April 21,202310、雨中黄叶树，灯下白头人。2023/4/212023/4/212023/4/214/21/2023 6:48:49 PM11、以我独沈久，愧君相见频。2023/4/212023/4/212023/4/21Apr-2321-Apr-2312、故人江海别，几度隔山川。2023/4/212023/4/212023/4/21Friday,April 21,202313、乍见翻疑梦，相悲各问年。2023/4/212023/4/212023/4/212023/4/214

28、/21/202314、他乡生白发，旧国见青山。21 四月 20232023/4/212023/4/212023/4/2115、比不了得就不比，得不到的就不要。四月 232023/4/212023/4/212023/4/214/21/202316、行动出成果，工作出财富。2023/4/212023/4/2121 April 202317、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。2023/4/212023/4/212023/4/212023/4/219、没有失败，只有暂时停止成功！。2023/4/212023/4/21Friday,April 21,202310、很多事情

29、努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。2023/4/212023/4/212023/4/214/21/2023 6:48:49 PM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。2023/4/212023/4/212023/4/21Apr-2321-Apr-2312、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。2023/4/212023/4/212023/4/21Friday,April 21,202313、不知香积寺，数里入云峰。2023/4/212023/4/212023/4/212023/4/214/21/202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。21

30、 四月 20232023/4/212023/4/212023/4/2115、楚塞三湘接，荆门九派通。四月 232023/4/212023/4/212023/4/214/21/202316、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/4/212023/4/2121 April 202317、空山新雨后，天气晚来秋。2023/4/212023/4/212023/4/212023/4/219、杨柳散和风，青山澹吾虑。2023/4/212023/4/21Friday,April 21,202310、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2023/4/212023/4/212023/4/214/21/20

31、23 6:48:49 PM11、越是没有本领的就越加自命不凡。2023/4/212023/4/212023/4/21Apr-2321-Apr-2312、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2023/4/212023/4/212023/4/21Friday,April 21,202313、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。2023/4/212023/4/212023/4/212023/4/214/21/202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。21 四月 20232023/4/212023/4/212023/4/2115、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。四月 2320

32、23/4/212023/4/212023/4/214/21/202316、业余生活要有意义，不要越轨。2023/4/212023/4/2121 April 202317、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。2023/4/212023/4/212023/4/212023/4/21MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉