新課標(biāo)教科版3-1選修三13《電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)線》PPT課件1

1、第三節(jié) 電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)線力是物體對(duì)物體的作用,下列物體間力的作用以什么物質(zhì)為媒介？(1)人推車前進(jìn)人對(duì)車的推力(2)兩塊磁鐵之間的磁力(3)空中物體受到的重力(4)兩個(gè)電荷之間的庫(kù)侖力是怎樣發(fā)生的?問題1:1837年法拉第提出“場(chǎng)”的概念 英國(guó)物理學(xué)家 法拉第（1791-1867） 電荷之間通過電場(chǎng)發(fā)生相互作用.電場(chǎng)電荷 A電荷 B 產(chǎn)生作用于 產(chǎn)生作用于一、電場(chǎng)1、任何帶電體的周圍都存在著電場(chǎng)。 2、定義： 電場(chǎng)是看不見摸不著,但電場(chǎng)是客觀存在的，是一種特殊物質(zhì)形態(tài)。3.基本性質(zhì)：電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用-電場(chǎng)力。問題2：怎樣描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱呢？二、電場(chǎng)強(qiáng)度1.研究方法：引入檢驗(yàn)電

2、荷（理想化模型）電量特點(diǎn)：qQ大小特點(diǎn)：大小忽略不計(jì)電量可以忽略的點(diǎn)電荷場(chǎng)源電荷：形成電場(chǎng)的電荷2、電場(chǎng)強(qiáng)度（E）（1）定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷所受到的電場(chǎng)力F跟它的電荷量Q的比值（2）定義式：（3）單位：牛/庫(kù)（N/C）（4）矢量性：規(guī)定與正檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向相同 與負(fù)檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向相反（5）理解：a.E=F/q為定義式，適用于一切電場(chǎng)b.電場(chǎng)強(qiáng)度是反映電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量 c.由電場(chǎng)本身性質(zhì)決定，與檢驗(yàn)電荷的正負(fù)、電荷量的大小及受到電場(chǎng)力都無關(guān)。 d.電場(chǎng)力：F=qE電場(chǎng)強(qiáng)弱與密度的類比思考1：m大的物體是否密度大？電場(chǎng)強(qiáng)弱相同q檢驗(yàn)電荷受力F大電場(chǎng)強(qiáng)密 度

3、同一v實(shí)心物體質(zhì)量m大密度大不同位置不同物質(zhì)思考2：F大的位置是否電場(chǎng)強(qiáng)？鞏顧練習(xí)1、由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式 可知，在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)：A 電場(chǎng)強(qiáng)度E與F成正比，跟q成反比。B 無論檢驗(yàn)電荷的q值（不為零）如何變化，F(xiàn)與q的比值始終不變。C 電場(chǎng)中某一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，則處在該點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力一定為零。D 一個(gè)不帶電的小球在P點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為零，則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定為零。答案：BC鞏顧練習(xí)2、電場(chǎng)中有一點(diǎn)P，下列說法正確的是A.若放在P點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷的電量減半，則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)減半。B.若P點(diǎn)沒有檢驗(yàn)電荷，則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零。C.P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)越大，則同一電荷在P點(diǎn)受到的電場(chǎng)力越大。D.P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)闄z驗(yàn)電荷在該

4、點(diǎn)的受力方向。答案：C問題3 點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)如何？ 真空中有一個(gè)電荷量為+Q的點(diǎn)電荷，利用電場(chǎng)強(qiáng)度定義和庫(kù)侖定律，推導(dǎo)真空中點(diǎn)電荷周圍某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度三、點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度1、點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的大小：注意：Q：場(chǎng)源電荷r：研究的點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離2、場(chǎng)強(qiáng)方向：正點(diǎn)電荷電場(chǎng)方向背離電荷負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)方向指向電荷3.在電荷Q=810-9 C的電場(chǎng)中有點(diǎn)A,在A點(diǎn)放入點(diǎn)電荷q=+410-9 C, q受到電場(chǎng)力F=810-5N,方向向右.(1)求A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小、方向.(2)求A到Q的距離r.(3)若將q取走,求A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng).(4)若在A點(diǎn)放入q=-210-9C的負(fù)電荷,求A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小和方向.(5)求q受到的電場(chǎng)力.鞏固練習(xí)

5、2104N/C,向右610-2m2104N/C,向右2104N/C,向右410-5N,向左鞏固練習(xí)4.A為帶電的金屬板，電荷量為+Q，沿金屬板的垂直平分線，在距板r處有一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球，小球用絕緣絲線懸掛于O點(diǎn)，受水平向右的電場(chǎng)力偏轉(zhuǎn)角而靜止.試求小球所在處的電場(chǎng)強(qiáng)度.小結(jié)：電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式和決定式1.場(chǎng)強(qiáng)的定義式(任意電場(chǎng)) E=F/q q是檢驗(yàn)電荷2.場(chǎng)強(qiáng)的決定式(真空中點(diǎn)電荷) E=kQ/r2 Q是場(chǎng)源電荷3.電場(chǎng)強(qiáng)度由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定,與檢驗(yàn)電荷無關(guān).AQ1Q2A例：如圖所示，真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1=+3.010-8C和Q2=-3.010-8C，它們相距0.1m，A點(diǎn)與兩

6、個(gè)點(diǎn)電荷的距離r相等，r=0.1m 。求：（1）求在兩電荷連線的中點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng);（2）電場(chǎng)中A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)（3）在A點(diǎn)放入q=-110-6C求它所受的電場(chǎng)力。（1）1.08105N/C（2）2.7104 N/C（3）2.7 10-2 N問題4 如何求合電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)？結(jié)論：可以用矢量運(yùn)算的平行四邊形定則求合電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)。四.電場(chǎng)的疊加電場(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.遵循平行四邊形定則.鞏固練習(xí)5.真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷QA=+1.010-8C和QB=-4.010-8C,分別固定在x軸x1=0和x2=6的位置上. (1)求電場(chǎng)強(qiáng)度為零的位置. (2)在x軸上場(chǎng)強(qiáng)沿+x方向的區(qū)域.(3

7、)今放入電荷C,使電荷C都在靜電力作用下平衡.求電荷C的位置及電荷量.(4)今放入電荷C,使A、B、C三個(gè)電荷都在靜電力作用下平衡.求電荷C的位置及電荷量.【x=-6】【 x=-6 , QC為任意值 】【xx0】【 x=-6 , QC=-4.010-8C 】五、 電場(chǎng)線 1引入：電場(chǎng)線是人為的，假想的一簇曲線。2電場(chǎng)雖然抽象但它是客觀存在的物質(zhì)， 電場(chǎng)線雖然形象，但它是假想的曲線3幾種常見的帶電體周圍的電場(chǎng)線分布 幾種常見的帶電體周圍的電場(chǎng)線分布 （1）點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布：正電荷的電場(chǎng)線從正電荷出發(fā)延伸到無限遠(yuǎn)正 電 荷 的 電 場(chǎng) 線負(fù)電荷的電場(chǎng)線無限遠(yuǎn)處延伸到負(fù)電荷負(fù) 電 荷 的 電 場(chǎng)

8、線 （2）兩個(gè)等量點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布： 等量異種電荷的電場(chǎng)線從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止等 量 異 種 電 荷 的 電 場(chǎng) 線等量同種電荷的電場(chǎng)線從正電荷出發(fā)延伸到無限遠(yuǎn)，或從無限遠(yuǎn)延伸到負(fù)電荷 等 量 同 種 電 荷 的 電 場(chǎng) 線 （3）帶等量異種電荷平行金屬板間的電場(chǎng)線分布 等 量 異 種 電 荷 平 行 金 屬 板 間 的 電 場(chǎng) 線（3）電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，電場(chǎng)線越密的地方，場(chǎng)強(qiáng)越大；電場(chǎng)線越稀的地方，場(chǎng)強(qiáng)越?。?）兩條電場(chǎng)線不能相交 （5）電場(chǎng)線是不閉合的4電場(chǎng)線的特點(diǎn) （1）電場(chǎng)線始于正電荷，終止于負(fù)電荷（無窮遠(yuǎn)處）（2）電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致E

9、AAEBB問題：電場(chǎng)線是帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡嗎？電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)軌跡客觀性切線意義電場(chǎng)中并不存在，是為了研究電場(chǎng)方便而人為引入的粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，是客觀存在的曲線上各點(diǎn)的切線方向即為該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，同時(shí)也是正電荷在該點(diǎn)的受力方向，即正電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生加速度的方向軌跡上每一點(diǎn)的切線方向即為粒子在該點(diǎn)的速度方向，但加速度的方向與速度的方向不一定相同小結(jié)：電場(chǎng)線與帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡重合的必須同時(shí)具備的條件：（1）電場(chǎng)線是直線（2）帶電粒子只受電場(chǎng)力，或受其他力，但方向沿電場(chǎng)線所在直線（3）帶電粒子初速度為零或初速度方向沿電場(chǎng)線所在的直線。六、勻強(qiáng)電場(chǎng) 1勻強(qiáng)電場(chǎng)：電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同的電場(chǎng)， 叫做

10、勻強(qiáng)電場(chǎng) 2勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線：是一組等間隔的平行線 3勻強(qiáng)電場(chǎng)的實(shí)例：兩塊靠近的平行金屬板，大小相 等，互相正對(duì)，分別帶有等量的正負(fù)電荷，它們之 間電場(chǎng)除邊緣附近外是勻強(qiáng)電場(chǎng)本節(jié)小結(jié)：電場(chǎng)強(qiáng)度是反映電場(chǎng)力的性質(zhì)的物理量，其大小為放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的電場(chǎng)力F跟它的電荷量q的比值場(chǎng)強(qiáng)的定義式(任意電場(chǎng)) E=F/q q是檢驗(yàn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的決定式(真空中點(diǎn)電荷) E=kQ/r2 Q是場(chǎng)源電荷電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于該點(diǎn)周圍各個(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和本節(jié)小結(jié)：電場(chǎng)線不是電場(chǎng)里實(shí)際存在的線，而是形象地描述電場(chǎng)的假想的線，電場(chǎng)雖然抽象但它是客觀存在的物質(zhì)，電場(chǎng)線雖然形象但它僅是假想的線電場(chǎng)強(qiáng)

11、度的大小和方向處處相同的電場(chǎng)，叫做勻強(qiáng)電場(chǎng)鞏固練習(xí)1、如圖所示的是一個(gè)點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)線，下列判斷中正確的是（ ）A該點(diǎn)電荷為負(fù)電荷，距點(diǎn)電荷越近處電場(chǎng)強(qiáng)度越大B該點(diǎn)電荷為負(fù)電荷，距點(diǎn)電荷越近處電場(chǎng)強(qiáng)度越小C該點(diǎn)電荷為正電荷，距點(diǎn)電荷越近處電場(chǎng)強(qiáng)度越大D該點(diǎn)電荷為正電荷，距點(diǎn)電荷越近處電場(chǎng)強(qiáng)度越小C2、如圖5是某靜電場(chǎng)的一部分電場(chǎng)線的分布情況，下列說法中正確的是（ ）A.這個(gè)電場(chǎng)可能是負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)B.點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)處受到的電場(chǎng)力比在B點(diǎn)處受到的電場(chǎng)力大 C.點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)處的瞬時(shí)加速度比在B處的瞬時(shí)加速度?。ú挥?jì)重力）D.負(fù)電荷在B點(diǎn)處受到的電場(chǎng)力的方向沿B點(diǎn)切線方向。鞏固練習(xí)圖5ABB鞏固

12、練習(xí)3.兩個(gè)等量異種電荷，a、b為它們的連線上的兩點(diǎn),c、d為連線中垂線上的兩點(diǎn),O為其垂足,a、b、c、d四點(diǎn)到O點(diǎn)的距離都相等.則a、b、c、d四點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小關(guān)系為 . Ea= Eb EO EOEc= Ed 方向相同.鞏固練習(xí)4.兩個(gè)等量同種正電荷，a、b為它們的連線上的兩點(diǎn)，c、d為連線中垂線上的兩點(diǎn)，O為其垂足，a、b、c、d四點(diǎn)到O點(diǎn)的距離都相等.則a、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小關(guān)系為 ;c、d兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小關(guān)系為 . EO= 0 Ea= Eb, 方向相反 Ec= Ed,方向相反.鞏固練習(xí)5、如圖11所示，有一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為9000NC，在電場(chǎng)內(nèi)一水平面上作半徑為10cm的圓，圓上取A、B兩點(diǎn)，AO沿E方向，BOOA，另在圓心處放一電量為108C的正點(diǎn)電荷，則A處場(chǎng)強(qiáng)大小EA=_NC，B處的場(chǎng)強(qiáng)大小EB=_NC.方向_圖