1、必修三 第九章 静电场及其应用第三节：电场 电场强度（第一课时）法拉第法拉第思考：相隔一定距离的电荷间的相互作用是怎样发生的？思考：相隔一定距离的电荷间的相互作用是怎样发生的？以以“场场”为媒介为媒介“超距作用超距作用”磁场磁场电场电场静止电荷静止电荷 静电场静电场产生产生1.1.电荷周围存在着由它产生的电场电荷周围存在着由它产生的电场BAF 电场是怎电场是怎么产生的呢？么产生的呢？电场电场BAFF产生产生施力于施力于电场电场B B施力于施力于产生产生电场电场A A电荷电荷A A电荷电荷B B2.2.电场对场中的其它电荷产生力的作用电场对场中的其它电荷产生力的作用电场3.3.电场是客观存在的物
2、质电场是客观存在的物质 电场究竟电场究竟是什么？是什么？思考：研究电场的思路？思考：研究电场的思路？场源电荷场源电荷试探电荷试探电荷电场电场场源电荷场源电荷试探电荷试探电荷F（体积小、电量小）（体积小、电量小）/不存在不存在存在存在/F=0静电力静电力F 0电场电场试探电荷试探电荷FF(电场电场&q）如何确定如何确定电场的存在？电场的存在？电场与电场与F、q无关无关电荷量电荷量q/同同不同不同F不同不同/同同q同同思考：如何判断空间各点电场是否相同？思考：如何判断空间各点电场是否相同？/弱弱强强F大大/小小F（电场强弱（电场强弱&q）电场强弱（位置）电场强弱（位置）静电力不同静电力不同说明了什
3、么？说明了什么？FFP1P2/F=0静电力静电力F 0F(电场电场&q）电荷量电荷量q电场电场试探电荷试探电荷电场与电场与F、q无关无关/不存在不存在存在存在P1点的电场点的电场P2点的电场点的电场/2/3FFFF/2q/2/3qqq思考：如何描述电场的强弱？思考：如何描述电场的强弱？/3qq/2F/3FF=K1 qF=K2 qFFP1P2FKqF不同不同/同同q同同F大大/小小F（电场强弱（电场强弱&q）q同同K与与F、q无关无关K与位置有关与位置有关K越大场越强越大场越强F 0/F=0F(电场电场&q）静电力静电力电荷量电荷量q推推 测测电场电场试探电荷试探电荷电场与电场与F、q无关无关/
4、同同不同不同/弱弱强强/不存在不存在存在存在电场强弱（位置）电场强弱（位置）思考：能否做一个检验？思考：能否做一个检验？112QqFkr222QqFkr1212FFqq2QkrQr1q1F2q2F电荷量电荷量qF 0/F=0静电力静电力F（电场强弱（电场强弱&q）/2/3FFFF/2q/2/3qqq/3qq/2F/3FF=K1 qF=K2 qFKqK与位置有关与位置有关K越大场越强越大场越强推推 测测“点电荷情景点电荷情景”验证验证F不同不同/同同q同同F大大/小小q同同F(电场电场&q）P1点的电场点的电场P2点的电场点的电场K与与F、q无关无关电场电场试探电荷试探电荷电场与电场与F、q无关
5、无关/同同不同不同/弱弱强强/不存在不存在存在存在电场强弱（位置）电场强弱（位置）2.2.定义式：定义式：1.1.定义：放入电场中某点的试探电荷所受的静电定义：放入电场中某点的试探电荷所受的静电力力F与它的电荷量与它的电荷量q之比，叫作该点的电场强度。之比，叫作该点的电场强度。FEq3.3.单位：牛单位：牛/库库 (N/C)电场强度思考：把同一试探电荷放在点电荷电场中的不同位置，思考：把同一试探电荷放在点电荷电场中的不同位置，试探电荷受到的静电力的方向是否相同？试探电荷受到的静电力的方向是否相同？2Fq1FqQ方向不同说方向不同说明了什么？明了什么？4.4.电场强度是矢量电场强度是矢量电场强度
6、思考：怎样定义电场强度的方向？思考：怎样定义电场强度的方向？Q1Fq1Fq4.4.电场强度是矢量电场强度是矢量 电场中某点电场强度的方向与正电荷在该点所电场中某点电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同。受的静电力的方向相同。电场强度研究思路研究思路 通过试探电荷受到的静电力研究静电场。定义方法定义方法 用物理量之比定义新物理量。物物 质质实物物质场课堂小结（E定义式，与F、q无关）FEq=FEq（F决定式，由E、q决定）E&F第二课时电场线必备知识自我检测一、电场线1.电场线的概念英国物理学家法拉第首先使用电场线描述电场。电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向
7、表示该点的电场强度方向,电场线的疏密表示电场强度的大小。2.电场线的特点(1)电场线从正电荷(或无限远)出发,终止于无限远(或负电荷)。(2)同一电场的电场线在电场中不相交。必备知识自我检测二、匀强电场1.概念:如果电场中各点的电场强度的大小相等、方向相同,这个电场就叫作匀强电场。如带等量异种电荷且相距很近的一对平行金属板间的电场,除边缘外,可以看作匀强电场。2.匀强电场的电场线可以用间隔相等的平行线来表示。必备知识自我检测正误判断。1.电场线上某点的切线方向与电荷在该点受力方向可以不同。()解析:电场线的切线方向表示电场的方向,正电荷受力方向与电场方向相同,负电荷受力方向与电场方向相反,所以
8、电场线上某点的切线方向与电荷在该点受力方向可以不同。答案:2.在多个电荷产生的合电场中,电场线是可以相交的。()解析:电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。答案:必备知识自我检测3.电场线是闭合的曲线。()解析:电场线从正电荷或无穷远出发,终止于负电荷或无穷远,不是闭合的曲线。答案:4.沿电场线的方向,电场强度必定越来越小。()解析:电场线的疏密表示电场强度的大小,与电场线的方向无关。答案:探究一探究二随堂检测电场线的理解及点电荷的电场线情境导引1.电荷周围存在着电场,法拉第采用了什么简洁方法来描述电场?要点提示:法拉第采用了画电场线的方法描述电场。2.在实验室,可以用实验模拟电场线:把头
9、发碎屑悬浮在蓖麻油里,加上电场,头发碎屑的排列显示了电场线的形状,这能否说明电场线是实际存在的线?要点提示:电场线实际不存在,但可以用实验模拟。探究一探究二随堂检测知识归纳1.点电荷的电场线特点正点电荷的电场线从正点电荷出发延伸到无限远处,负点电荷的电场线由无限远处延伸到负电荷,如图所示,其特点有:探究一探究二随堂检测(1)单一点电荷形成的电场中,不存在电场强度相同的点,离电荷越近,电场线越密集,电场强度越强。(2)若以点电荷为球心作一个球面,电场线处处与球面垂直。在此球面上电场强度大小处处相等,方向各不相同。探究一探究二随堂检测2.电场线不是带电粒子在电场中的运动轨迹,只有当电场线是直线,且
10、带电粒子只受静电力作用(或受其他力,但方向沿电场线所在直线),同时带电粒子的初速度为零或初速度方向沿电场线所在直线时,运动轨迹才和电场线重合,这只是一种特殊情况。探究一探究二随堂检测实例引导例1下列各电场中,A、B两点电场强度相同的是()解析:A图中,A、B两点电场强度大小相等,方向不同;B图中,A、B两点电场强度的方向相同,但大小不等;C图中是匀强电场,则A、B两点电场强度大小、方向相同;D图中A、B两点电场强度大小、方向均不相同。故选C。答案:C探究一探究二随堂检测规律方法 (1)按照电场线画法的规定,电场强度大处电场线密,电场强度小处电场线疏,根据电场线的疏密可以比较电场强度的大小。(2
11、)根据电场线的定义,电场线每点的切线方向就是该点电场强度的方向。(3)正电荷所受静电力的方向与电场线的切线方向相同,负电荷所受静电力的方向与电场线的切线方向相反。(4)单一点电荷周围不存在电场强度相同的点。探究一探究二随堂检测两等量同种电荷和等量异种电荷的电场线分布情境导引两个等量同种电荷和等量异种电荷的电场线分布如图所示,请结合电场线分布图分析沿两电荷连线和两电荷连线的中垂线电场强度如何变化?探究一探究二随堂检测要点提示:根据电场线分布特点,可以看出在等量同种电荷连线上由中点向两侧电场强度越来越大,在中垂线上由中点向两侧电场强度先增大后减小。等量异种电荷连线上由中点向两侧电场强度越来越大,在
12、中垂线上由中点向两侧电场强度越来越小。探究一探究二随堂检测知识归纳等量异种点电荷与等量同种点电荷形成的电场中电场强度分布特点的比较比较项目等量异种点电荷等量同种(正)点电荷电场线分布图连线上的电场强度大小O点最小,从O点沿连线向两边逐渐变大O点为零,从O点沿连线向两边逐渐变大探究一探究二随堂检测比较项目等量异种点电荷等量同种(正)点电荷中垂线上的电场强度大小O点最大,从O点沿中垂线到无限远处逐渐变小O点为零,从O点沿中垂线到无限远处先变大后变小关于O点对称的点A与A、B与B的电场强度等大同向等大反向画龙点睛 等量同种电荷的中垂线上电场强度有两个极值点,等量异种电荷的中垂线上电场强度方向均相同。
13、探究一探究二随堂检测实例引导例2两个带等量正电荷的点电荷,O点为两电荷连线的中点,a点在连线的中垂线上,若在a点由静止释放一个电子,如图所示,关于电子的运动,下列说法正确的是()A.电子在从a向O运动的过程中,加速度越来越大,速度越来越大B.电子在从a向O运动的过程中,加速度越来越小,速度越来越大C.电子运动到O时,加速度为零,速度最大D.电子通过O后,速度越来越小,加速度越来越大,一直到速度为零探究一探究二随堂检测解析:带等量正电荷的两点电荷连线的中垂线上,中点O处的电场强度为零,向中垂线的两边先变大,达到一个最大值后,再逐渐减小到零。但a点与最大电场强度点的位置关系不能确定,当a点在最大电
14、场强度点的上方时,电子在从a点向O点运动的过程中,加速度先增大后减小;当a点在最大电场强度点的下方时,电子的加速度则一直减小,故A、B错误。但不论a点的位置如何,电子在向O点运动的过程中,都在做加速运动,所以电子的速度一直增加,当达到O点时,加速度为零,速度达到最大值,C正确。通过O点后,电子的运动方向与电场强度的方向相同,与所受静电力方向相反,故电子做减速运动,由能量守恒定律得,当电子运动到a点关于O点对称的点时,电子的速度为零。同样因该点与最大电场强度的位置关系不能确定,故加速度大小的变化不能确定,D错误。答案:C 探究一探究二随堂检测1.(对电场线的理解)如图所示是某静电场的一部分电场线
15、分布情况,下列说法中正确的是()A.这个电场可能是负点电荷的电场B.点电荷q在A点处受到的静电力比在B点处受到的静电力大C.若只受静电力作用,正电荷可以沿电场线由B点运动到C点D.点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速度小(不考虑其他作用力)探究一探究二随堂检测解析:负点电荷的电场线是从四周无限远处不同方向指向负点电荷的直线,故A错误;电场线越密的地方电场强度越大,由题图知EAEB,又因F=qE,故FAFB,故B正确;由a=知,aF,而FE,EAEB,所以aAaB,故D错误;正电荷在B点受到的静电力的方向沿切线方向,故其轨迹不可能沿电场线由B到C,故C错误。答案:B探究一探究二随堂检
16、测2.(多选)如图所示是电场中某区域的电场线分布,a、b是电场中的两点,则()A.电荷在a点所受静电力的方向必定与电场强度方向一致B.同一点电荷放在a点时受到的静电力比放在b点时受到的静电力大C.正电荷放在a点静止释放,在静电力作用下运动的轨迹与电场线一致D.a点的电场强度较大答案:BD 探究一探究二随堂检测3.(多选)如图所示,在等量异种电荷连线的中垂线上取A、B、C、D四点,B、D两点关于O点对称,则关于各点电场强度的关系,下列说法中正确的是()A.EAEB,EB=EDB.EAEB,EAECC.EAEBEC,EB=EDD.可能EA=ECEB,EB=ED探究一探究二随堂检测解析:据等量异种电荷的电场特点,中垂线上各点的电场强度关于电荷连线对称,中点电场强度最大,向两侧电场强度逐渐减小,电场强度方向垂直于中垂线;由于B、D两点关于O点对称,所以B、D两点的电场强度相同,且C点、B点、A点的电场强度逐渐减小,故B、C正确,A、D错误。答案:BC探究一探究二随堂检测4.下列选项中,正确描绘两个等量正点电荷电场的电场线分布的是()解析:对于正点电荷周围的电场,电场线应从正电荷出发,故选项A、C错误;在电场中电场线不相交(因为在电场中任意一点的电场方向是唯一的),故选项B错误,D正确。答案:D谢谢观看
