高二物理 電場(chǎng)強(qiáng)度 課件選修3

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1、1.3 電場(chǎng)強(qiáng)度(一)問題問題1：磁體間有相互作用，需要靠接觸才能產(chǎn)生嗎？：磁體間有相互作用，需要靠接觸才能產(chǎn)生嗎？那是怎樣實(shí)現(xiàn)的？那是怎樣實(shí)現(xiàn)的？問題問題2：電荷間的相互作用是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢？：電荷間的相互作用是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢？自然界物質(zhì)存在的兩種形式：實(shí)物和場(chǎng)自然界物質(zhì)存在的兩種形式：實(shí)物和場(chǎng)一、電場(chǎng)究竟是怎樣一種物質(zhì)？一、電場(chǎng)究竟是怎樣一種物質(zhì)？1、電場(chǎng)的明顯特征、電場(chǎng)的明顯特征問題問題3：有什么方法可以來檢驗(yàn)電場(chǎng)的有無？：有什么方法可以來檢驗(yàn)電場(chǎng)的有無？2、試探電荷（檢驗(yàn)電荷）、試探電荷（檢驗(yàn)電荷）場(chǎng)源電荷（源電荷）場(chǎng)源電荷（源電荷）要求：電荷量和尺寸必須充分小要求：電荷量和尺寸必須充分小

2、對(duì)放入其中的電荷有力的作用對(duì)放入其中的電荷有力的作用實(shí)驗(yàn)：上節(jié)圖實(shí)驗(yàn)：上節(jié)圖1.2-1，表明了哪些問題？，表明了哪些問題？研究思路：研究思路：電場(chǎng)性質(zhì)電場(chǎng)性質(zhì)靜電力特點(diǎn)靜電力特點(diǎn)靜電力大小和方向與小球位置有關(guān)靜電力大小和方向與小球位置有關(guān)2、電場(chǎng)有強(qiáng)弱，有方向，且與位置有關(guān)。、電場(chǎng)有強(qiáng)弱，有方向，且與位置有關(guān)。既然電場(chǎng)對(duì)電荷有力的作用，要研究電場(chǎng)的性質(zhì)既然電場(chǎng)對(duì)電荷有力的作用，要研究電場(chǎng)的性質(zhì)我們可以從電荷受到的力（我們可以從電荷受到的力（靜電力靜電力）入手。）入手。問題問題4：我們可不可以直接用試探電荷所受的靜電力大小：我們可不可以直接用試探電荷所受的靜電力大小和方向來表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向嗎

3、？和方向來表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向嗎？實(shí)驗(yàn)表明：實(shí)驗(yàn)表明：在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)，比值在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)，比值F/q是恒定的；是恒定的；在電場(chǎng)中的不同點(diǎn)，比值在電場(chǎng)中的不同點(diǎn)，比值F/q一般是不同的。一般是不同的。這個(gè)比值它反應(yīng)了電場(chǎng)在這點(diǎn)的性質(zhì)，叫電場(chǎng)強(qiáng)度這個(gè)比值它反應(yīng)了電場(chǎng)在這點(diǎn)的性質(zhì)，叫電場(chǎng)強(qiáng)度二、電場(chǎng)強(qiáng)度二、電場(chǎng)強(qiáng)度（1）定義：）定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的電場(chǎng)力放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的電場(chǎng)力F跟跟它的電荷量它的電荷量q的比值，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。的比值，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。比值定義法比值定義法（3）物理意義：）物理意義：反映電場(chǎng)本身的性質(zhì)，表示電場(chǎng)反映電場(chǎng)本身的性質(zhì)，表示電場(chǎng)強(qiáng)弱強(qiáng)弱和方向

4、的和方向的物理量。物理量。 （2）公式：）公式： E =E =F Fq q（4）單位：）單位：牛牛/庫(kù)（庫(kù)（N/C ）（5）方向：物理學(xué)規(guī)定）方向：物理學(xué)規(guī)定1 1、電場(chǎng)中有一點(diǎn)、電場(chǎng)中有一點(diǎn)P P，下列說法正確的是下列說法正確的是（ ）A A、若放在若放在P P點(diǎn)電荷的電量減半，則點(diǎn)電荷的電量減半，則P P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)減半點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)減半B B、若若P P點(diǎn)沒有檢驗(yàn)電荷，則點(diǎn)沒有檢驗(yàn)電荷，則P P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零C C、P P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)越大，則同一電荷在點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)越大，則同一電荷在P P點(diǎn)受到的電場(chǎng)點(diǎn)受到的電場(chǎng) 力越大力越大D D、P P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)闄z驗(yàn)電荷在該點(diǎn)的受力方向點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)闄z驗(yàn)電

5、荷在該點(diǎn)的受力方向C2 2、電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是、電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是4.04.010104 4 N/CN/C，電荷量為電荷量為+5.0+5.01010-8 -8 C C的點(diǎn)電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力是多大？的點(diǎn)電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力是多大？電場(chǎng)力的方向與場(chǎng)強(qiáng)的方向是相同還是相反？電荷電場(chǎng)力的方向與場(chǎng)強(qiáng)的方向是相同還是相反？電荷量為量為-5.0-5.01010-8 -8 C C的點(diǎn)電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力是多的點(diǎn)電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力是多大？電場(chǎng)力的方向與場(chǎng)強(qiáng)的方向是相同還是相反？大？電場(chǎng)力的方向與場(chǎng)強(qiáng)的方向是相同還是相反？ 解：電荷量為解：電荷量為+5.0+5.01010-8 -8 C C的點(diǎn)電荷在該

6、點(diǎn)受到的的點(diǎn)電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為電場(chǎng)力為F= F= EqEq = 4.0 = 4.010104 45.05.01010-8 -8 N = 2.0N = 2.01010-3 -3 N N電場(chǎng)力的方向與場(chǎng)強(qiáng)的方向相同。電場(chǎng)力的方向與場(chǎng)強(qiáng)的方向相同。電荷量為電荷量為-5.0-5.01010-8 -8 C C的點(diǎn)電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)的點(diǎn)電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小仍為力大小仍為2.02.01010-3 -3 N N，方向與場(chǎng)強(qiáng)的方向相反。方向與場(chǎng)強(qiáng)的方向相反。 三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)問題問題4：電場(chǎng)強(qiáng)度與產(chǎn)生它的場(chǎng)源電荷有什么關(guān)系？：電場(chǎng)強(qiáng)度與產(chǎn)生它的場(chǎng)源電荷有什么關(guān)系？研究思路：研究思路

7、：電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度靜電力靜電力解析解析 在點(diǎn)電荷在點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)中，在距離形成的電場(chǎng)中，在距離Q為為r的的P點(diǎn)點(diǎn)放一試探電荷放一試探電荷q，由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義可得出由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義可得出P點(diǎn)的場(chǎng)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)E的大小的大小E =E =F Fq q= kQr2（1、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度，條件）、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度，條件）2、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度與、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度與場(chǎng)源電荷場(chǎng)源電荷和相對(duì)場(chǎng)源電荷的和相對(duì)場(chǎng)源電荷的距離距離有關(guān)有關(guān)3、特點(diǎn)：在以點(diǎn)電荷為圓心的圓周上的點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)、特點(diǎn)：在以點(diǎn)電荷為圓心的圓周上的點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小相等，方向不同度的大小相等，方向不同問題問題5： 如果有幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在，在幾個(gè)點(diǎn)

8、電荷如果有幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在，在幾個(gè)點(diǎn)電荷共同形成的電場(chǎng)中，如何求某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)？共同形成的電場(chǎng)中，如何求某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)？ +Q1-Q2P.4、電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)、電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。5、較大帶電體的電場(chǎng)強(qiáng)度求解方法、較大帶電體的電場(chǎng)強(qiáng)度求解方法3 3、如圖，在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷、如圖，在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q Q1 1=+3.0=+3.01010-8-8C C和和Q Q2 2=-3.0=-3.01010-8-8C C，它們相距它們相距0.10.1m m。求電場(chǎng)中求電場(chǎng)中A A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。A A點(diǎn)與兩個(gè)

9、點(diǎn)電荷的距離點(diǎn)與兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離r r相等，相等，r=0.1mr=0.1m。 Q2AQ11 1、重要的科學(xué)研究方法、重要的科學(xué)研究方法（1 1）用比值定義物理量）用比值定義物理量 在物理學(xué)中，常常用比值定義一個(gè)物理量，用來表在物理學(xué)中，常常用比值定義一個(gè)物理量，用來表示研究對(duì)象的某種性質(zhì)。例如電場(chǎng)強(qiáng)度示研究對(duì)象的某種性質(zhì)。例如電場(chǎng)強(qiáng)度E=F/qE=F/q、速度速度v=s/tv=s/t、物質(zhì)的密度物質(zhì)的密度=m/V=m/V、導(dǎo)體的電阻導(dǎo)體的電阻R=U/IR=U/I等都是用等都是用物理量的比值來定義的，它們共同的特點(diǎn)：用比值定義物理量的比值來定義的，它們共同的特點(diǎn)：用比值定義的物理量只與比值有關(guān)，

10、而與比值中的兩物理量無關(guān)。的物理量只與比值有關(guān)，而與比值中的兩物理量無關(guān)。 （2 2）類比的方法）類比的方法 E=F/qE=F/q的定義是類比于的定義是類比于v=s/t v=s/t 、=m/V=m/V、 R=U/IR=U/I ， 類比方法是科學(xué)研究的重要方法之一，其類比方法是科學(xué)研究的重要方法之一，其優(yōu)點(diǎn)是利用已學(xué)過的知識(shí)去認(rèn)識(shí)有類似特點(diǎn)或規(guī)律的未優(yōu)點(diǎn)是利用已學(xué)過的知識(shí)去認(rèn)識(shí)有類似特點(diǎn)或規(guī)律的未知抽象的知識(shí)。知抽象的知識(shí)。 是場(chǎng)強(qiáng)的定義式，適用于任何電場(chǎng)。是場(chǎng)強(qiáng)的定義式，適用于任何電場(chǎng)。 F FE=E=q qE=kE=kQ Qr r2 2F FE=E=q q2 2、比較公式：、比較公式：和和E

11、=kE=kQ Qr r2 2是點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式，只適用于真空中是點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式，只適用于真空中點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)。點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)。12345 3 3、電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)力的對(duì)比分析、電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)力的對(duì)比分析 電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度E E 電場(chǎng)力電場(chǎng)力F F 僅指電荷在電場(chǎng)中的受力僅指電荷在電場(chǎng)中的受力 是反映電場(chǎng)本身的力的性質(zhì)的物是反映電場(chǎng)本身的力的性質(zhì)的物理量，其大小表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱理量，其大小表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱定義式：定義式：計(jì)算式：計(jì)算式：E E的大小只決定于電場(chǎng)本身，的大小只決定于電場(chǎng)本身，與電荷與電荷q q無關(guān)無關(guān) F F的大小由放在電場(chǎng)中某點(diǎn)的大小由放在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷的電荷q q和該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E E共共同決定同決定E E是矢量，其方向與正電荷是矢量，其方向與正電荷(+(+q)q)在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的方在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的方向相同向相同F(xiàn) F是矢量，其方向?qū)τ谡娛鞘噶浚浞较驅(qū)τ谡姾珊?+(+q),Fq),F與與E E同向；對(duì)于負(fù)同向；對(duì)于負(fù)電荷電荷(-(-q),Fq),F與與E E反向反向E E的單位：的單位：F F的單位：的單位：E=F/qE=F/q F=F=qEqE牛牛/ /庫(kù)庫(kù) ( (N/C)N/C)牛牛 ( (N)N)