【物理】2023-2024學年人教版必修第三冊 電場 電場強度 課件

電場

電場強度高中物理

/人教版（2019）/必修三/第九章目

錄：201學習目標02新課導入03新課探究場是特殊物質(zhì)場強的定義、單位、矢量性及疊加性

場強的定義式及決定式電場線

04課堂聯(lián)系05小結導圖06課后作業(yè)學習目標30104020603理解電場強度的定義、單位、矢量性及疊加性知道電場是電荷產(chǎn)生的特殊物質(zhì)，具有力和能的性質(zhì)掌握場強定義式及決定式，并會使用理解電場線的概念、特點。掌握常見電場線的分布知道等量同號（異號）點電荷電場場強特點；會利用割補法求場強

05掌握電荷正負、電場力方向、電場強度方向、電場線方向及粒子運動軌跡，幾者之間的關系

新課導入4通過上節(jié)課的學習。我們知道：兩電荷之間有庫侖力的作用。和我們學過的重力（萬有引力）一樣，同屬于非接觸力。那么它們的相互作用力通過什么產(chǎn)生的呢？隔空。力通過什么產(chǎn)生？新知探究電場靜止的電荷產(chǎn)生的電場是靜電場。電荷電場電荷電場：電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)?；拘再|(zhì)：對放入其中的電荷有力的作用。因此電荷之間的相互作用是通過電場發(fā)生的。56電場看不見，摸不著，但客觀存在，是一種特殊物質(zhì)。并非由分子、原子組成。且和一般的物質(zhì)一樣，也具有力和能量的性質(zhì)。新知探究1．（電場）（多選）關于電場，下列說法正確的是（

）A．電場的基本性質(zhì)是對放入其中的電荷有力的作用B．電場是電荷周圍空間實際存在的物質(zhì)C．電場只是一個理想模型，實際上并不存在D．電荷間的相互作用不是通過電場產(chǎn)生的課堂練習7【解析】電場的基本性質(zhì)是對放入其中的電荷有力的作用，正是這一作用使電場成為傳遞電場力的媒介，故A正確，D錯誤；電場是電荷周圍空間實際存在的物質(zhì)，故B正確，C錯誤。AB電場根據(jù)庫侖定律可知，將電荷B移動至B′，所受庫侖力將增大，而這個力通過電場產(chǎn)生，可以推出，電場各處的強度是不同的。因電荷B同樣會產(chǎn)生電場，為了區(qū)分，我們將A定義為場源電荷：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。8新知探究電場將B定義為試探電荷(檢驗電荷)：是用來檢驗電場是否存在，及電場強弱分布情況的電荷（q），是研究電場的工具。檢驗電荷作為工具，為了減少其對我們所研究的場的影響，且能看成點電荷，要求檢驗電荷電量少，體積小。9新知探究電場電場強度的比值法定義式電場中某一點的電場強度(E)，等于試探電荷受到的靜電力()跟它的電荷量(q)的比值。設場源電荷A與檢驗電荷B的電荷量分別為Q、q定義式：

單位：N/C10新知探究電場電場強度的決定式將定義式中的庫侖力F用庫侖定律表

示，則有

由上式可見，場強E與放入其中的試探電荷（q）無關。由電場本身決定。

決定式電場說：檢驗電荷你來或不來，我一直在那，不增不減。11新知探究公式本質(zhì)區(qū)別定義式?jīng)Q定式適用范圍一切電場真空中點電荷的電場Q或q的意義q表示引入電場的(試探檢驗)電荷的電荷量Q表示產(chǎn)生電場的點電荷(場源電荷)的電荷量關系E用F與q的比值來表示，但E的大小與F、q的大小無關E不僅用Q、r來表示，且E∝Q，E∝定義式和決定式的比較新知探究規(guī)定某點電場強度的方向與正電荷（指檢驗電荷q）在該點所受的靜電力的方向相同。與負電荷在該點所受的靜電力的方向相反。電場強度的矢量性畫出剩余的庫侖力及場強方向關系電場強度的方向與檢驗電荷無關13新知探究14計算電場中某一點的電場強度大小，判斷該點的電場強度方向，都用到了檢驗電荷。但場強大小、方向均與檢驗電荷無關。場源一定的情況下，其電場中某點電場強度的大小及方向是有唯一性的。新知探究2．（場強大小、矢量性）當在電場中某點放入電量為q的正試探電荷時，測得該點的場強為E，若在同一點放入q′=2q電量的負試探電荷時，測得該點的場強（）A．大小為2E，方向與E相同 B．大小為2E，方向與E相反C．大小為E，方向與E相同 D．大小為E，方向與E相反15【解析】電場強度由電場本身決定，與放入的試探電荷無關，故選CC課堂練習3．（定義式、決定式）（多選）式①

和式②

分別為場強大小的定義式和點電荷場強大小的表達式。說法錯誤的是（）A．式①和式②都只對點電荷產(chǎn)生的場成立B．式②中E是某電場的場強大小，q是場源電荷C．式①中F是放入某電場中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生這電場的電荷D．式①中的E是式中的電荷q所產(chǎn)生的電場的場強，式②中的E是式中的電荷q產(chǎn)生的電場的場強16ACD課堂練習17【解析】式①對所有電場都成立，故A錯誤；式②中E是某電場的場強大小，q是場源電荷，故B正確；式①中F是放入電場的電荷所受的力，q是放入電場的電荷所帶的電量，故C錯誤；式①中E是電荷q所在電場的場強大小，E與q無關；式②中E是電荷q產(chǎn)生的電場的場強，故D錯誤。課堂練習18如果場源電荷是多個點電荷，則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。電場強度的疊加性新知探究4．（疊加性）如圖所示，一半徑為r的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷，在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、b、d三個點，a和b、b和c、c和d間的距離均為r，在a點處有一電荷量為q(q>0)的固定點電荷。已知b點處的場強為零，則d點處場強的大小為(k為靜電力常量)()A. B.C. D.19B課堂練習20【解析】b點處的場強為零，說明Q與q在b點處產(chǎn)生的場強大小相等、方向相反，則Q、q為等量同號電荷，因此Q在d點產(chǎn)生的場強

。d點處的合電場強度

，故B正確。課堂練習電場中，不同的點場強的大小方向不同，但依然存有共性。比如到場源電荷距離相等的點，場強大小相等；檢驗電荷和場源電荷的連線上的所有點，場強方向相同。電場線根據(jù)這些共性，為了形象地描述電場，我們假想出一條條有方向的曲線。即電場線。21新知探究幾種常見電場的電場線分布勻強電場等量異號點電荷的電場獨立點電荷的電場等量同號點電荷的電場22新知探究23電場線在電場中不相交電場線密集（稀疏），電場強度大（?。?。庫侖力大（?。?，粒子運動的加速度大（?。?234電場線特點線上每點的切線的方向表示該點的電場強度的方向電場線從正電荷或無限遠出發(fā)，終止于負電荷或無限遠新知探究等量同號點電荷的電場特點

24兩電荷連線的中垂線上：從中點向兩側電場強度大小呈對稱性先增大后減小，兩側場強方向相反。

兩電荷連線上:中點（O）場強大小為零，向兩側呈對稱性逐漸增大，兩側場強方向相反（指向?qū)Ψ秸ㄘ摚c電荷）。

12新知探究等量異號點電荷的電場特點

25兩電荷連線的中垂線上：從中點向兩側電場強度大小呈對稱性減小，兩側場強方向相同。

兩電荷連線上：中點場強最小，向兩側呈對稱性逐漸增大，兩側場強方向相同（方向從正點荷指向負點電荷）。

12新知探究5．（電場線）（多選）如圖是某靜電場的一部分電場線分布情況，下列說法中正確的是（）A．這個電場可能是負點電荷的電場B．A點的電場強度大于B點的電場強度C．A、B兩點的電場強度方向不相同D．負電荷在B點處受到的電場力的方向沿B點切線方向A. 26BC課堂練習27【解析】點電荷電場中的電場線是從正點電荷出發(fā)指向無窮遠的直線，或無窮遠指向負點電荷的直線，而該電場是曲線，故不可能是負點電荷形成的電場，A錯誤；電場線密的地方電場的強度大，電場線疏的地方電場的強度小，所以A點的電場強度大于B點的電場強度，B正確；電場線的切線方向為該點場強的方向，所以A、B兩點的電場強度方向不相同，C正確；電場線的切線方向為該點場強的方向，所以負電荷在B點處受到的電場力的方向沿電場線切線的反方向，D錯誤。課堂練習電場線上每點的切線的方向表示該點的電場強度的方向場強的方向某點電場強度的方向與正（負）電荷（q）在該點所受的靜電力的方向相同（相反）電場中某點正（負）點電荷（指q）受力方向與該點電場線切線方向相同（反）。28電場力與電場線新知探究電荷的正、負；電場強度的方向；庫侖力的方向。三者中任意兩個已知，可推出另外一個。29在電場線方向未知的情況下，電場力的方向有兩種選擇，但配合帶電粒子運動軌跡，便具有了唯一性力要偏向運動軌跡凹側新知探究30向向

方力場電負正的荷電方度強場電三者二推一可由電場線方向推出可由電場線+軌跡線方向推出新知探究6．（電場線與運動軌跡）(多選)如圖所示，實線是一簇未標明方向的電場線，虛線是某帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡，a、b是軌跡上的兩點，若帶電粒子在運動過程中只受到電場力作用，根據(jù)此圖可以作出的正確判斷是()A．帶電粒子所帶電荷的正、負B．帶電粒子在a、b兩點的受力方向C．帶電粒子在a、b兩點的加速度何處較大D．電場強度方向 31BC課堂練習32【解析】電荷電性、電場力方向及電場強度方向，三者二推一的關系，同時，場強方向可以根據(jù)場線方向判斷，電場力的方向可根據(jù)電場線和運動軌跡結合判斷。根據(jù)題中條件，只能判斷出電場力方向向左，所以B正確，A、D錯誤。電場線密集的點，電場強度大，電場力大，加速度大，C正確。課堂練習7．（割補法求電場強度）已知均勻帶電球體在球的外部產(chǎn)生的電場與一個位于球心的、電荷量相等的點電荷產(chǎn)生的電場相同．如圖所示，半徑為R的球體上均勻分布著電荷量為Q的電荷，在過球心O的直線上有A、B兩個點，O和B、B和A間的距離均為R，現(xiàn)以OB為直徑在球內(nèi)挖一球形空腔，若靜電力常量為k，球的體積公式為，則A點處場強的大小為()