9.3 電場 電場強(qiáng)度 課件-高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊

第九章

靜電場§9.3電場

電場強(qiáng)度

真空中兩個靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。兩個點(diǎn)電荷沒有直接接觸，它們之間的相互作用力是怎樣產(chǎn)生的呢？++溫故知新庫侖定律：

表達(dá)式：

疑問：高鐵送電開關(guān)觸點(diǎn)接通前冒火花引入新課萬有引力超距作用既不需要媒介，也不需經(jīng)歷時間，而是超越空間直接發(fā)生的作用力。靜電力像萬有引力一樣，也是一種超距力。超距作用觀點(diǎn)不可避免地具有一種神秘色彩，與人類的理智和科學(xué)追求不符。19世紀(jì)30年代，法拉第提出：在電荷的周圍存在著由它產(chǎn)生的電場，處在電場中的其他電荷受到的作用力就是這個電場給予的。

電場以及磁場已被證明是客觀存在的，并且是互相聯(lián)系的，統(tǒng)稱為電磁場。A的電場電荷A電荷BB的電場引入新課電場的基本性質(zhì)：

對放入其中的電荷有力的作用。電場的強(qiáng)弱是與位置有關(guān)的。

實(shí)驗(yàn)中的帶電小球是用來檢驗(yàn)電場是否存在及其強(qiáng)弱分布情況的，稱為試探電荷，或檢驗(yàn)電荷；

電荷量和尺寸充分小+Qqq被檢驗(yàn)的電場是電荷Q所激發(fā)的，所有電荷Q稱為場源電荷，或源電荷。一、電場F/q能反映單位電荷受到的電場力的性質(zhì)——電場的強(qiáng)弱在電場中不同的點(diǎn)，比值F/q一般是不同的。在電場中的同一點(diǎn)，比值F/q是恒定的，與q無關(guān)。實(shí)驗(yàn)表明：怎樣描述電場的強(qiáng)弱？須找一個與檢驗(yàn)電荷無關(guān)而由電場決定的物理量！QP+qQP+2qQP+4qF2F4FQ+qF1+qF2一、電場相同位置不同位置實(shí)驗(yàn)表明：試探電荷在電場中某個位置所受的力，與試探電荷的電荷量成正比；在電場的不同位置，比例常數(shù)E一般說來是不一樣的。1、電場強(qiáng)度：放入電場中某點(diǎn)的電荷所受的力F與它的電荷量q的比值，叫做這點(diǎn)的電場強(qiáng)度（場強(qiáng)）。2、公式：3、單位：牛每庫（N/C）；伏每米（V/m）；1V/m=1N/C4、方向：電場強(qiáng)度是矢量+Q+qFE-qF其方向跟正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同；跟負(fù)電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相反.二、電場強(qiáng)度比值定義法場強(qiáng)的大小與F、q無關(guān)點(diǎn)電荷是最簡單的場源電荷，它激發(fā)的電場有什么特點(diǎn)呢？點(diǎn)電荷電場的特點(diǎn)

：如果以Q為中心作一個球面，則球面上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等。式中Q是場源電荷大小三、點(diǎn)電荷的電場點(diǎn)電荷Q的電場強(qiáng)度表達(dá)式場強(qiáng)大小E與場源電荷Q成正比，與離場源電荷距離二次方成反比。點(diǎn)電荷是最簡單的場源電荷，它激發(fā)的電場有什么特點(diǎn)呢？點(diǎn)電荷電場的特點(diǎn)

：如果以Q為中心作一個球面，則球面上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等。式中Q是場源電荷大小三、點(diǎn)電荷的電場點(diǎn)電荷Q的電場強(qiáng)度表達(dá)式場強(qiáng)大小E與場源電荷Q成正比，與離場源電荷距離二次方成反比。關(guān)于兩個電場強(qiáng)度表達(dá)式的比較表達(dá)式適用范圍注意點(diǎn)定義式?jīng)Q定式適用于一切電場q是檢驗(yàn)電荷，且E與q無關(guān)適用于真空中的點(diǎn)電荷Q是場源電荷，E與Q成正比點(diǎn)電荷的電場【例1】電場中有一點(diǎn)P，點(diǎn)P處放一試探電荷q，關(guān)于P點(diǎn)的電場強(qiáng)度，下列說法正確的是()A.P點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向總是跟靜電力的方向一致B.將放在P點(diǎn)的試探電荷q拿走，則P點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零C.根據(jù)公式

可知，P點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小跟靜電力成正比，跟放入P點(diǎn)的電荷的電荷量成反比D.若P點(diǎn)的場強(qiáng)越大，則同一試探電荷在P點(diǎn)所受的靜電力越大D【例2】如圖所示，在一帶負(fù)電荷的導(dǎo)體A附近有一點(diǎn)B，如在B處放置一個q1＝－2.0×10－8C的電荷，測出其受到的靜電力F1大小為4.0×10－6N，方向如圖，則：(1)B處場強(qiáng)多大？方向如何？(2)如果換成一個q2＝＋4.0×10－7C的電荷放在B點(diǎn)，其受力多大？此時B處場強(qiáng)多大？(3)如果將B處電荷拿走，B處的場強(qiáng)是多大？點(diǎn)電荷的電場答案

(1)200N/C方向與F1方向相反

(2)8.0×10－5N

200N/C(3)200N/C因?yàn)锽處是負(fù)電荷，所以B處場強(qiáng)方向與F1方向相反.（2）q2在B點(diǎn)所受靜電力大小F2＝q2EB＝4.0×10－7×200N＝8.0×10－5NB處場強(qiáng)大小仍為200N/C，方向與F1方向相反電場強(qiáng)度的疊加：

電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為各個點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和?！裱叫兴倪呅味▌tP點(diǎn)的電場強(qiáng)度，等于+Q1在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度E1與-Q2在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度E2的矢量和。如果場源電荷不只是一個點(diǎn)電荷，那么電場強(qiáng)度又是多少呢？四、電場強(qiáng)度的疊加

一個半徑為R的均勻帶電球體（或球殼）在外部產(chǎn)生的電場，與一個位于球心的、電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場相同，球外各點(diǎn)的電場強(qiáng)度：r>>R，Q是整個球體所帶的電荷量五、球形帶電體（球殼）的電場【典例】如圖，A、B兩點(diǎn)分別放有+2×10-8C和-2×10-8C兩個點(diǎn)電荷，相距60cm，試求：（1）AB連線中點(diǎn)O的場強(qiáng)；（2）AB延長線上離B點(diǎn)距離為30cm的M點(diǎn)的場強(qiáng)；（3）AB連線的垂直平分線上離開O點(diǎn)距離為30cm處的P點(diǎn)的場強(qiáng)。（1）4×103N/C，方向沿AB連線向右；（2）1.78×103N/C，方向由M指向B點(diǎn)；（3）1.4×103N/C，方向平行于AB向右。四、電場強(qiáng)度的疊加點(diǎn)電荷的電場1、電場強(qiáng)度的定義式為E=F/q，則()A、它只適用于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場B、無論檢驗(yàn)電荷的q值如何變化，F(xiàn)與q的比值對電場中同一點(diǎn)來講是不變的C、電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)與放在該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷所受的電場力成正比D、場強(qiáng)方向與檢驗(yàn)電荷的極性有關(guān)B課堂練一練2、下列關(guān)于場強(qiáng)的說法正確的是()A、公式E=F/q不只適用于真空中的電場B、公式E=kQ/r2中的Q是放入電場中的試探電荷的電量C、在一個以點(diǎn)電荷Q為中心，r為半徑的球面上，各處的場強(qiáng)都相同D、空間某點(diǎn)的電場強(qiáng)度E與放在該處的試探電荷所受的電場力F成正比，與試探電荷的電荷量q成反比A點(diǎn)電荷的電場課堂練一練電場強(qiáng)度的疊加3、兩個固定的異號點(diǎn)電荷，電量給定但大小不等，用E1和E2分別表示兩個點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的大小，則在通過兩點(diǎn)電荷的直線上，E1=E2的點(diǎn)()A、有三個，其中兩處合場強(qiáng)為零；B、有三個，其中一處合場強(qiáng)為零；C、只有兩個，其中一處合場強(qiáng)為零；D、只有一個，該處合場強(qiáng)不為零C課堂練一練1.電場線：

電場線是人為畫在電場中的一條條有方向的曲線，

曲線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向。我們可以用什么方法來形象地描述電場呢？六、電場線2.電場線的特點(diǎn)：1.電場線實(shí)際不存在，是假想曲線。2.電場線與帶電粒子在電場中運(yùn)動的軌跡沒有必然聯(lián)系。3.電場線始于正電荷或無窮遠(yuǎn)處，止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)處。4.電場線不閉合也不相交5.電場線的疏密表示電場的強(qiáng)弱，即電場強(qiáng)度的大小6.電場線在某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場強(qiáng)方向——由法拉第首先創(chuàng)立提出1.定義：電場中各點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小相等、方向相同，這種電場叫做

勻強(qiáng)電場。七、勻強(qiáng)電場【典例】（課本P17）5.某一區(qū)域的電場線分布如圖所示。A、B、C是電場中的三個點(diǎn)。（1）哪一點(diǎn)的電場強(qiáng)度最強(qiáng)？哪一點(diǎn)的電場強(qiáng)度最弱？（2）畫出各點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向。（3）把負(fù)的點(diǎn)電荷分別放在這三個點(diǎn)，畫出它所受靜電力的方向（課本P17）6.用一條絕緣輕繩懸掛一個帶正電小球，小球質(zhì)量為1.0×10-3kg，所帶電荷量為2.0×10-8C?，F(xiàn)加水平方向的勻強(qiáng)電場，平衡時絕緣繩與豎直方向夾角為30°。求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度。1、如圖所示，帶箭頭的直線是某一電場中的一條電場線，在這條直線上有a、b兩點(diǎn)，用Ea、Eb表示a、b兩點(diǎn)強(qiáng)度的大小，則()A、a、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)的方向相同；B、電場線是直線，可知Ea=Eb；C、不知a、b附近的電場線分布，Ea、Eb的大小不能確定；D、電場線從a指向b，所以Ea>Eb電場線AC課堂練一練2、一負(fù)電荷從電場中A點(diǎn)由靜止釋放，只受電場力作用，沿電場線運(yùn)動到B點(diǎn)，它