第3節(jié)電場及其描述

1、PAGE PAGE 3電場強(qiáng)度（一）教學(xué)目標(biāo)1.知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的，知道電場是客觀存在的一種特殊物質(zhì).2.理解電場強(qiáng)度的概念及其定義，會(huì)根據(jù)電場強(qiáng)度的定義進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算.知道電場強(qiáng)度是矢量，知道電場強(qiáng)度的方向是怎樣規(guī)定的.3.知道電場的疊加原理，并應(yīng)用這個(gè)原理進(jìn)行簡單的計(jì)算.（二）新課彈力和摩擦力都是在兩個(gè)物體互相接觸的情況下產(chǎn)生的.而兩個(gè)帶電體沒有接觸，就可以發(fā)生靜電力的作用.那么，電荷之間的相互作用是通過什么發(fā)生的？一.電場1.概念電場是電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì).帶電體間的相互作用是通過周圍的電場發(fā)生的.2.靜電場是靜止的電荷產(chǎn)生的電場.3.基本性質(zhì)對(duì)放入其中的電荷有力

2、的作用.二.電場強(qiáng)度1.試探電荷(檢驗(yàn)電荷)用來檢測電場是否存在及其強(qiáng)弱分布情況的電荷，是研究電場的工具.a：點(diǎn)電荷；b：電量足夠?。菏沟卯?dāng)將試探電荷引入電場中時(shí)不改變場電荷的分布.2.場源電荷激發(fā)或產(chǎn)生我們正在研究的電場的電荷，是電場的來源.3.電場強(qiáng)度引入電場強(qiáng)度的概念將電量為q1的檢驗(yàn)電荷放在P點(diǎn)，測得它所受的電場力大小為F1；將電量為q2的檢驗(yàn)電荷放在P點(diǎn)，測得它所受的電場力大小為F2；將電量為qn的檢驗(yàn)電荷放在P點(diǎn)，測得它所受的電場力的大小為Fn.QqPF1keq f(Qq1,r2)eq f(F1,q1)keq f(Q,r2)EF2keq f(Qq2,r2)eq f(F1,q1)ke

3、q f(Q,r2)E實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：在電場中的同一點(diǎn)，檢驗(yàn)電荷的電量q發(fā)生變化，它所受的電場力的大小F也隨之變化(成正比的變化)，而電場力的大小F與檢驗(yàn)電荷電量q的比值不變，即eq f(F1,q1)eq f(F2,q2)eq f(F3,q3)eq f(Fn,qn)E這個(gè)比值不隨檢驗(yàn)電荷電量變化，說明它與檢驗(yàn)電荷無關(guān)，而把同一檢驗(yàn)電荷放在電場中的不同位置，電荷所受的電場力又不同，所以說它只與電場中這點(diǎn)(P)有關(guān)，它只由電場中這一點(diǎn)決定，所以這個(gè)比值可以用來描寫電場中該點(diǎn)的性質(zhì)，將它叫做電場中該點(diǎn)的電場強(qiáng)度.(1)定義：放入電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力跟它的電荷量的比值叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度.(2)公式：

4、Eeq f(F,q)(適用于一切電場)(3)單位：牛/庫，符號(hào)N/C.(4)矢量：其方向與在該點(diǎn)的正電荷所受電場力的方向相同，與在該點(diǎn)的負(fù)電荷所受電場力的方向相反.(5)電場強(qiáng)度E的大小，方向是由電場本身決定的，是客觀存在的，與放不放檢驗(yàn)電荷，以及放入檢驗(yàn)電荷的正、負(fù)電量的多少均無關(guān)，既不能認(rèn)為E與F成正比，也不能認(rèn)為E與q成反比.(6)物理意義：電場強(qiáng)度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(qiáng)弱.三.點(diǎn)電荷的場強(qiáng)如圖所示，場源電荷Q與試探電荷q相距為r，則它們的庫侖力Fkeq f(Qq,r2)keq f(Q,r2)q，所以電荷q處的電場強(qiáng)度Eeq f(F,q)keq f(Q,r2

5、).式中E表示點(diǎn)電荷q1在q2處產(chǎn)生的場強(qiáng).1.公式：Ekeq f(Q,r2)，Q為真空中點(diǎn)電荷的帶電量，r為該點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離.2.方向若Q為正電荷，場強(qiáng)方向沿Q和該點(diǎn)的連線指向該點(diǎn)；若Q為負(fù)電荷，場強(qiáng)方向沿Q和該點(diǎn)的連線指向Q.3.適用條件真空中點(diǎn)電荷.四.電場強(qiáng)度的疊加1.場強(qiáng)的疊加如果場源電荷不只是一個(gè)點(diǎn)電荷，則電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和.這種關(guān)系叫做電場強(qiáng)度的疊加.2.運(yùn)算法則電場強(qiáng)度是矢量，場強(qiáng)的疊加本質(zhì)是矢量疊加，所以應(yīng)該用平行四邊形定則.3.應(yīng)用范圍電場的疊加原理對(duì)任何電場都適用，注意只有同時(shí)共同形成電場時(shí)才能疊加.五.電場強(qiáng)度的兩個(gè)公式

6、的比較EF/qEkQ/r2本質(zhì)區(qū)別定義式?jīng)Q定式意義及用途給出了一種量度電場強(qiáng)弱的方法指明了點(diǎn)電荷場強(qiáng)大小的決定因素適用范圍一切電場真空中點(diǎn)電荷的電場Q或q意義q表示引入電場的檢驗(yàn)(或試探)電荷的電荷量Q表示產(chǎn)生電場的點(diǎn)電荷的電荷量關(guān)系理解E用F與q的比值來表示，但E的大小與F、q大小無關(guān)E不僅用Q、r來表示，且EQ，Eeq f(1,r2)六.總結(jié)例1.關(guān)于電場強(qiáng)度E，下列說法正確的是()A.由Eeq f(F,q)知，若q減半，則該處電場強(qiáng)度為原來的2倍B.由Ekeq f(Q,r2)知，E與Q成正比，而與r2成反比C.由Ekeq f(Q,r2)知，在以Q為球心，以r為半徑的球面上，各處場強(qiáng)均相同D.由Eeq f(F,q)知，電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向就是該點(diǎn)所放電荷受到的靜電力的方向答案：B例2.關(guān)于電場，下列敘述正確的是()A.以點(diǎn)電荷為圓心，r為半徑的球面上，各點(diǎn)的場強(qiáng)都相同B.正電荷周圍的電場強(qiáng)度一定比負(fù)電荷周圍的電場強(qiáng)度大C.電場中某點(diǎn)放入試探電荷q，該點(diǎn)的場強(qiáng)Eeq f(F,q)，取走q后，該點(diǎn)場強(qiáng)不變D.電荷所受電場力很大，該點(diǎn)電場強(qiáng)度一定很大答案：C點(diǎn)評(píng)：通過本例的分析，可使學(xué)生全面地理解場強(qiáng)的定義.場強(qiáng)是由電場本身決定的，與試探電荷q無關(guān).例3.如圖所示，真空中，帶電荷量分別為Q和Q的點(diǎn)電荷