选修3-1 1.3电场强度课件

如图， 点的场强，等于+Q 1） 如图，P点的场强，等于+Q1在该点产生 的场强E 在该点产生的场强E 的矢量和。 的场强E1和-Q2在该点产生的场强E2的矢量和。
P
E1 E
.
E2 +Q1 -Q2
2）、一个半径为R的均匀带电球体（或球 ）、一个半径为 的均匀带电球体 带电球体（ ）、一个半径为 壳）在外部产生的电场 与一个位于 球心的、电 球心的、 荷量相等的 点电荷产生 的电场相同 Q
1、重力； 2、万有引力； 3、静电力；
超距作用？
人教版 选修 3-1-1《静电场》
3、电场强度
没有其他东西做媒介，一个物体可以超越距离通 过真空对另一个物体作用……在我看来，这种思想荒 唐之极。 ——牛顿
一、电场（electric field）
19世纪30年代，法拉第提出一种观念，认为在电荷的周 围存在着由它产生的电场（electric field），处在电场中的其 他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。 电荷 电场 电荷
Q 大小： = k 2 大小： E r
1、点电荷的电场 、
点电荷Q在真空中形成的电场中， 点电荷Q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？
F E = 2、 q
和
Q E = k 2 r
的区别：
电荷的意义 q是检验电 是检验电 荷，E与q 与 无关 Q是场源电 是场源电 荷，E与Q 与 成正比
在电场中A处放点电荷 例.在电场中 处放点电荷 在电场中 处放点电荷+q，其受电场 ， 力为F，方向向左， 力为 ，方向向左，则A处场强大小 处场强大小 F 为 ，方向为 向左 ；若将A处放点 若将 处放点 q 电荷为－2q，则该处电场强度大小 电荷为－ ， 为
F q
，方向为 向左
。
5）理解 ）理解：
练习. 如图， =1两点分 练习. 如图，在x轴上的x = -1和x =1两点分 别固定电荷量为的点电荷。 别固定电荷量为- 4Q 和+9Q 的点电荷。求：x 轴上合场强为零的点的坐标。 轴上合场强为零的点的坐标。并求在x = -3点 处的合场强方向。 处的合场强方向。
答案：x=答案：x=-5，向右
- 4Q +9Q -5 -3 -1 1
四、电场线
1、定义：电场线是用来形象地描 定义： 述电场强弱与方向特性的一簇曲线。 述电场强弱与方向特性的一簇曲线。 电场线上每一点的切线方向 切线方向， 电场线上每一点的切线方向，都和该 点的场强方向一致。 场强方向一致 点的场强方向一致。
2、电场线的特征
在物理学中，就用比值F/q来表示电场的强弱。 在物理学中，就用比值F/q来表示电场的强弱。 F/q来表示电场的强弱
2.电场强度： 2.电场强度： 电场强度
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 电场力 它所带电荷量的比值 的比值， 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。
我们刚接触的一种力——静电力（库仑力）
静电力
必须接触才可能产生的力：
真空中两个 静止点电荷之间的 相互作用力。
1、弹力：支持力、压力、拉力…… 2、摩擦力（滑动摩擦力、静摩擦力）； 不需要接触就可以产生的力：
作用力方向在 它们的连线上。同 性相斥，异性相吸。 1、电荷量q1、 q2 2、两点电荷之间 的距离r
1、电场的检验 、
1）、检验方法： ）、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， 力的作用。 力的作用。
2）、试探电荷： ）、试探电荷： 试探电荷
用来检验电场的电量很小（ 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） ）；体积很小 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。 能否就用试探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？
适用范围
F E= q
Q E=k 2 r
定义式， 定义式，适 用于一切电 场 仅对点电荷 的电场适用
F 1、关于 E = ……①和 ① q
Q E=k 2 ……②，下列说 ② r
法中正确的是（ 法中正确的是（ C ） 式中， 是放入电场中的电荷所受的力， （1）①式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是 放入电场中电荷的电量 式中， 是放入电场中的电荷所受的力， （2）①式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是 产生电场电荷的电量 式中， （3）②式中，q是放入电场中的电荷的电量 式中， （4）②式中，Q是产生电场的电荷的电量 A、（1）（3） 、（1）（3 、（1）（4 C、（1）（4） B、（2）（3） 、（2）（3 、（2）（4 D、（2）（4）
2 定义式： E=F/q 定义式：
E的大小只决定于电场本身， 的大小只决定于电场本身， 3 与电荷q无关 与电荷q E是矢量，其方向与正电荷 是矢量， (+q)在该点受到的电场力的方 4 (+q)在该点受到的电场力的方 向相同
5 E的单位： 牛/库 (N/C) 的单位：
三、点电荷的电场 电场强度的叠加
3、几种常见电场中电场线的分布及特点
1）、正、负点电荷的电场中电场线的分布 ）、正
特点： 特点：
a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大 离点电荷越近，电场线越密， 以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直， b、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直， 在此球面上场强大小处处相等，方向不同。 在此球面上场强大小处处相等，方向不同。
Q
r
P
Q E=k 2 r
r
P
如图，在真空中有两个点电荷Q1=+3.0×10-8C 如图，在真空中有两个点电荷Q =+3.0× 3.0× 它们相距0.1m 求电场中A点的场强。 0.1m。 和Q2=-3.0×10-8C，它们相距0.1m。求电场中A点的场强。 点与两个点电荷的距离r相等，r=0.1m。 A点与两个点电荷的距离r相等，r=0.1m。 E1 解：点电荷Q1和Q2的电场在A点的场 点电荷Q 的电场在A A 强分别为E 强分别为E1和E2， E 它们大小相等，方向如图中所示。 它们大小相等，方向如图中所示。合 E2 场强E在E1和E2的夹角的平分线上， 场强E 的夹角的平分线上， 此平分线跟Q 的连线平行。 此平分线跟Q1和Q2的连线平行。 合场强E 合场强E的大小为 cos60° cos60° E= E1cos60°+ E2cos60° Q1 Q2 2kQ1 = cos60° = 2E1cos60° r2 cos60° cos60° 代入数值得：E=2.7× 代入数值得：E=2.7×104 N/C
1）、电场线密的地方场强强，电场线疏的地方场强弱 ）、电场线密的地方场强强 电场线疏的地方场强弱 电场线 ）、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷 静电场的电场线起于正电荷止于负电荷， 2）、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的 正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于） 正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于）无穷远处 点 3）、电场线不会相交，也不会相切 ）、电场线不会相交， 电场线不会相交 4）、电场线是假想的，实际电场中并不存在 ）、电场线是假想的 电场线是假想 5）、电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的 ）、电场线不是闭合曲线， 电场线不是闭合曲线 运动轨迹之间没有必然联系
2）、等量异种点电荷形成的电场中的 ）、等量异种点电荷形成的电场中的 电场线分布
特点： 特点：
沿点电荷的连线， a、沿点电荷的连线， 场强先变小后变大
b、两点电荷连线中
垂面（中垂线） 垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且总与中垂面 场强方向均相同， 中垂线） （中垂线）垂直 在中垂面（中垂线） 与两点电荷连线的中点0 c、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点0 等距离各点场强相等。 等距离各点场强相等。
如图，电荷Q周围存在电场，把试探电荷q 如图，电荷Q周围存在电场，把试探电荷q放 入电场中A 两点，电荷q要受到电场力F 入电场中A、B两点，电荷q要受到电场力FA、FB1 的作用，反映了电场具有力的性质。电荷q 的作用，反映了电场具有力的性质。电荷q在A、 两点受到的作用力F 大小是否相等？ B两点受到的作用力FA、FB1大小是否相等？ 在B点 点 换上+2q的电荷 所受的作用力FB2大小是否相等？ 的电荷,所受的作用力F 换上 的电荷 所受的作用力 大小是否相等？
FA
[解析] 根据库仑定律 解析] F=k
Q1Q2
r2
可知， 可知，
+Q
A · +q B · +q FB
∵ rA < rB ∴ FA > FB
结果表明，在电场中的同一点，比值F/q是恒定 结果表明，在电场中的同一点，比值F/q是恒定 F/q 在电场中的不同点，比值F/q一般是不同的。 F/q一般是不同的 的；在电场中的不同点，比值F/q一般是不同的。 F/q这个比值由电荷q在电场中的位置所决定， F/q这个比值由电荷q在电场中的位置所决定， 这个比值由电荷 跟电荷q无关，是反映电场性质的物理量。 跟电荷q无关，是反映电场性质的物理量。
A B 让我们一起来想象这个“电场”： 1、看不见、摸不着； 2、只要存在电荷，它就存在； 电场就好像“香味场”，香料包打 法拉第 Faraday （1791－1867） 开后，周围的空间都弥漫着它的香味。 尽管看不到摸不着，但的确存在。
二.电场强度： 电场强度：
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？
下列说法中正确的是： 2、下列说法中正确的是：[ ACD ] A.场强的定义式E=F/q中 场强的定义式E=F/q A.场强的定义式E=F/q中，F是放入电场中的电荷 所受的力， 所受的力，q是放入电场中的电荷的电量 B.场强的定义式E=F/q中 场强的定义式E=F/q B.场强的定义式E=F/q中，F是放入电场中的电荷 所受的力， 所受的力，q是产生电场的电荷的电量 C.在库仑定律的表达式 在库仑定律的表达式F=kq C.在库仑定律的表达式F=kq1q2/r2中kq2/r2是电荷 产生的电场在点电荷q q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小 D.无论定义式E=F/q中的 无论定义式E=F/q中的q 不为零)如何变化， D.无论定义式E=F/q中的q值(不为零)如何变化， 在电场中的同一点， 在电场中的同一点，F与q的比值始终不变