高二物理 電場強度 課件選修3

1.3 電場強度(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？那是怎樣實現(xiàn)的？那是怎樣實現(xiàn)的？問題問題2：電荷間的相互作用是怎樣實現(xiàn)的呢？：電荷間的相互作用是怎樣實現(xiàn)的呢？自然界物質(zhì)存在的兩種形式：實物和場自然界物質(zhì)存在的兩種形式：實物和場一、電場究竟是怎樣一種物質(zhì)？一、電場究竟是怎樣一種物質(zhì)？1、電場的明顯特征、電場的明顯特征問題問題3：有什么方法可以來檢驗電場的有無？：有什么方法可以來檢驗電場的有無？2、試探電荷（檢驗電荷）、試探電荷（檢驗電荷）場源電荷（源電荷）場源電荷（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對放入其中的電荷有力的作用對放入其中的電荷有力的作用實驗：上節(jié)圖實驗：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：電場性質(zhì)電場性質(zhì)靜電力特點靜電力特點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、電場有強弱，有方向，且與位置有關(guān)。、電場有強弱，有方向，且與位置有關(guān)。既然電場對電荷有力的作用，要研究電場的性質(zhì)既然電場對電荷有力的作用，要研究電場的性質(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?。何覀兛刹豢梢灾苯佑迷囂诫姾伤艿撵o電力大小和方向來表示電場的強弱和方向嗎？和方向來表示電場的強弱和方向嗎？實驗表明：實驗表明：在電場中的同一點，比值在電場中的同一點，比值F/q是恒定的；是恒定的；在電場中的不同點，比值在電場中的不同點，比值F/q一般是不同的。一般是不同的。這個比值它反應(yīng)了電場在這點的性質(zhì)，叫電場強度這個比值它反應(yīng)了電場在這點的性質(zhì)，叫電場強度二、電場強度二、電場強度（1）定義：）定義：放入電場中某點的電荷所受的電場力放入電場中某點的電荷所受的電場力F跟跟它的電荷量它的電荷量q的比值，叫做該點的電場強度。的比值，叫做該點的電場強度。比值定義法比值定義法（3）物理意義：）物理意義：反映電場本身的性質(zhì)，表示電場反映電場本身的性質(zhì)，表示電場強弱強弱和方向的和方向的物理量。物理量。 （2）公式：）公式： E =E =F Fq q（4）單位：）單位：牛牛/庫（庫（N/C ）（5）方向：物理學規(guī)定）方向：物理學規(guī)定1 1、電場中有一點、電場中有一點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點電荷的電量減半，則點電荷的電量減半，則P P點的場強減半點的場強減半B B、若若P P點沒有檢驗電荷，則點沒有檢驗電荷，則P P點的場強為零點的場強為零C C、P P點的場強越大，則同一電荷在點的場強越大，則同一電荷在P P點受到的電場點受到的電場 力越大力越大D D、P P點的場強方向為檢驗電荷在該點的受力方向點的場強方向為檢驗電荷在該點的受力方向C2 2、電場中某點的場強是、電場中某點的場強是4.04.010104 4 N/CN/C，電荷量為電荷量為+5.0+5.01010-8 -8 C C的點電荷在該點受到的電場力是多大？的點電荷在該點受到的電場力是多大？電場力的方向與場強的方向是相同還是相反？電荷電場力的方向與場強的方向是相同還是相反？電荷量為量為-5.0-5.01010-8 -8 C C的點電荷在該點受到的電場力是多的點電荷在該點受到的電場力是多大？電場力的方向與場強的方向是相同還是相反？大？電場力的方向與場強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的點電荷在該點受到的的點電荷在該點受到的電場力為電場力為F= F= EqEq = 4.0 = 4.010104 45.05.01010-8 -8 N = 2.0N = 2.01010-3 -3 N N電場力的方向與場強的方向相同。電場力的方向與場強的方向相同。電荷量為電荷量為-5.0-5.01010-8 -8 C C的點電荷在該點受到的電場的點電荷在該點受到的電場力大小仍為力大小仍為2.02.01010-3 -3 N N，方向與場強的方向相反。方向與場強的方向相反。 三、點電荷的電場三、點電荷的電場問題問題4：電場強度與產(chǎn)生它的場源電荷有什么關(guān)系？：電場強度與產(chǎn)生它的場源電荷有什么關(guān)系？研究思路：研究思路：電場強度電場強度靜電力靜電力解析解析 在點電荷在點電荷Q形成的電場中，在距離形成的電場中，在距離Q為為r的的P點點放一試探電荷放一試探電荷q，由電場強度的定義可得出由電場強度的定義可得出P點的場點的場強強E的大小的大小E =E =F Fq q= kQr2（1、點電荷的電場強度，條件）、點電荷的電場強度，條件）2、點電荷的電場強度與、點電荷的電場強度與場源電荷場源電荷和相對場源電荷的和相對場源電荷的距離距離有關(guān)有關(guān)3、特點：在以點電荷為圓心的圓周上的點，電場強、特點：在以點電荷為圓心的圓周上的點，電場強度的大小相等，方向不同度的大小相等，方向不同問題問題5： 如果有幾個點電荷同時存在，在幾個點電荷如果有幾個點電荷同時存在，在幾個點電荷共同形成的電場中，如何求某點的場強？共同形成的電場中，如何求某點的場強？ +Q1-Q2P.4、電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點、電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和。產(chǎn)生的電場強度的矢量和。5、較大帶電體的電場強度求解方法、較大帶電體的電場強度求解方法3 3、如圖，在真空中有兩個點電荷、如圖，在真空中有兩個點電荷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。求電場中求電場中A A點的場強。點的場強。A A點與兩個點電荷的距離點與兩個點電荷的距離r r相等，相等，r=0.1mr=0.1m。 Q2AQ11 1、重要的科學研究方法、重要的科學研究方法（1 1）用比值定義物理量）用比值定義物理量 在物理學中，常常用比值定義一個物理量，用來表在物理學中，常常用比值定義一個物理量，用來表示研究對象的某種性質(zhì)。例如電場強度示研究對象的某種性質(zhì)。例如電場強度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、導體的電阻導體的電阻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：用比值定義物理量的比值來定義的，它們共同的特點：用比值定義的物理量只與比值有關(guān)，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 ， 類比方法是科學研究的重要方法之一，其類比方法是科學研究的重要方法之一，其優(yōu)點是利用已學過的知識去認識有類似特點或規(guī)律的未優(yōu)點是利用已學過的知識去認識有類似特點或規(guī)律的未知抽象的知識。知抽象的知識。 是場強的定義式，適用于任何電場。是場強的定義式，適用于任何電場。 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=kE=kQ Qr r2 2是點電荷場強的計算式，只適用于真空中是點電荷場強的計算式，只適用于真空中點電荷形成的電場。點電荷形成的電場。12345 3 3、電場強度和電場力的對比分析、電場強度和電場力的對比分析 電場強度電場強度E E 電場力電場力F F 僅指電荷在電場中的受力僅指電荷在電場中的受力 是反映電場本身的力的性質(zhì)的物是反映電場本身的力的性質(zhì)的物理量，其大小表示電場的強弱理量，其大小表示電場的強弱定義式：定義式：計算式：計算式：E E的大小只決定于電場本身，的大小只決定于電場本身，與電荷與電荷q q無關(guān)無關(guān) F F的大小由放在電場中某點的大小由放在電場中某點的電荷的電荷q q和該點的場強和該點的場強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)在該點受到的電場力的方在該點受到的電場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；對于負同向；對于負電荷電荷(-(-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/ /庫庫 ( (N/C)N/C)牛牛 ( (N)N)