粤教版物理选修3-1三维设计 1.3电场强度(可自主编辑)

1、结结 束束首 页末 页上一页下一页1电场电场(1)电荷的周围存在电荷的周围存在_。带电体间的相互作用是通。带电体间的相互作用是通过周围的过周围的_发生的。发生的。(2)电场的基本性质：对放入其中的电场的基本性质：对放入其中的_有力的作用。有力的作用。自读教材自读教材抓基础抓基础 第三节第三节 电电 场场 强强 度度 电场及电场的描述电场及电场的描述电场电场电场电场电荷电荷结结 束束首 页末 页上一页下一页2电场强度电场强度(1)定义：放入电场中某一点的试探电荷所受定义：放入电场中某一点的试探电荷所受_的大小与它的的大小与它的_的比值。的比值。(2)定义式：定义式：_。(3)单位：单位：_，读作

2、牛每库。，读作牛每库。(4)方向：电场强度是方向：电场强度是_，规定某点电场强度的方向，规定某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向_。负电荷在电场。负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点电场强度的方向中某点所受的电场力的方向跟该点电场强度的方向_。3匀强电场匀强电场电场中各点的场强电场中各点的场强_和和_都相同。都相同。电场力电场力电荷量电荷量N/C矢量矢量相同相同相反相反大小大小方向方向结结 束束首 页末 页上一页下一页提示：提示：这种说法错误。因为电场中某点的场强大小由电场这种说法错误。因为电场中某点的场强大小由电场本身决定，与该点是否有试探

3、电荷无关。本身决定，与该点是否有试探电荷无关。 学后自检学后自检(想一想想一想) 结结 束束首 页末 页上一页下一页1关于电场的三点说明关于电场的三点说明(1)电场是一种特殊的物质，并非由分子、原子组成，虽电场是一种特殊的物质，并非由分子、原子组成，虽然看不见摸不着，但它与实物一样客观存在着，它能通过一些然看不见摸不着，但它与实物一样客观存在着，它能通过一些性质表现其存在，它与实物一样也具有物质的一般的重要属性质表现其存在，它与实物一样也具有物质的一般的重要属性。性。(2)电荷的周围一定存在电场，静止电荷的周围存在着静电荷的周围一定存在电场，静止电荷的周围存在着静电场。电场。(3)电荷间的相互

4、作用是通过电场发生的。电荷间的相互作用是通过电场发生的。跟随名师跟随名师 解疑难解疑难 结结 束束首 页末 页上一页下一页2关于电场强度的三点说明关于电场强度的三点说明(1)电场强度反映了电场的力的性质。电场强度反映了电场的力的性质。(2)唯一性：电场中某点的电场强度唯一性：电场中某点的电场强度E是唯一的，是由电场是唯一的，是由电场本身的特性本身的特性(形成电场的电荷及空间位置形成电场的电荷及空间位置)决定的，与是否放入决定的，与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关。电场中不试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关。电场中不同的地方，电场强度一般是不同的。同的地方，电场强度

5、一般是不同的。(3)矢量性：电场强度描述了电场的强弱，是矢量，其方矢量性：电场强度描述了电场的强弱，是矢量，其方向与在该点的正电荷所受电场力的方向相同，与在该点的负电向与在该点的正电荷所受电场力的方向相同，与在该点的负电荷所受电场力的方向相反。荷所受电场力的方向相反。结结 束束首 页末 页上一页下一页特别提醒特别提醒(1)试探电荷是一种理想化模型，它是电荷量和尺寸都充试探电荷是一种理想化模型，它是电荷量和尺寸都充分小的点电荷，点电荷不一定能做试探电荷。分小的点电荷，点电荷不一定能做试探电荷。(2)和已经学过的其他矢量一样，比较电场强度是否相同和已经学过的其他矢量一样，比较电场强度是否相同时，一

6、定要考虑大小、方向两个要素。时，一定要考虑大小、方向两个要素。结结 束束首 页末 页上一页下一页(好题共享好题共享选自鲁科版教材选自鲁科版教材)(多选多选)下列关于电场强度的叙述正确的是下列关于电场强度的叙述正确的是()A电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力力B电场中某点的场强与该点试探电荷所受的电场力成正电场中某点的场强与该点试探电荷所受的电场力成正比比C电场中某点的场强方向就是试探电荷在该点所受电场电场中某点的场强方向就是试探电荷在该点所受电场力的方向力的方向D电场中某点的场强与该点有无试探电荷无关电场中某点的场强与该点有无试探电荷

7、无关学后自检学后自检(小试身手小试身手) 结结 束束首 页末 页上一页下一页结结 束束首 页末 页上一页下一页1真空中点电荷的场强真空中点电荷的场强(1)大小：大小：E_。(2)方向：方向：Q为正电荷时，在电场中的为正电荷时，在电场中的P点，点，E的方向由的方向由_，Q是负电荷时，是负电荷时，E的方向由的方向由_。2电场强度的叠加电场强度的叠加如果场源电荷是多个点电荷，则电场中某点的电场强度为如果场源电荷是多个点电荷，则电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的各个点电荷单独在该点产生的电场强度的_。 自读教材自读教材抓基础抓基础 点电荷的电场及电场的叠加原理点电荷的电场及电场

8、的叠加原理Q指向指向PP指向指向Q矢量和矢量和结结 束束首 页末 页上一页下一页学后自检学后自检(判一判判一判) 结结 束束首 页末 页上一页下一页跟随名师跟随名师 解疑难解疑难 结结 束束首 页末 页上一页下一页2.电场的叠加满足什么规律电场的叠加满足什么规律电场强度是矢量，其运算法则是矢量运算的法则，具体计电场强度是矢量，其运算法则是矢量运算的法则，具体计算时可以分成以下两种情况：算时可以分成以下两种情况：(1)同一直线上的场强叠加时，方向相同的两个电场的合同一直线上的场强叠加时，方向相同的两个电场的合场强等于两场强之和，方向与各场强方向一致；方向相反的两场强等于两场强之和，方向与各场强方

9、向一致；方向相反的两个电场的合场强等于两场强之差，方向与场强大的那个场强的个电场的合场强等于两场强之差，方向与场强大的那个场强的方向一致。方向一致。结结 束束首 页末 页上一页下一页(2)不在同一直线上的场强叠加时，其合场强的计算遵守不在同一直线上的场强叠加时，其合场强的计算遵守平行四边形定则平行四边形定则(如图如图131所示所示)。图图131平行四边形定则平行四边形定则 结结 束束首 页末 页上一页下一页学后自检学后自检(小试身手小试身手) 结结 束束首 页末 页上一页下一页结结 束束首 页末 页上一页下一页1电场线电场线用来形象直观地描述电场的曲线，曲线上每一点的用来形象直观地描述电场的曲

10、线，曲线上每一点的_方向都和该处的场强方向一致。方向都和该处的场强方向一致。自读教材自读教材抓基础抓基础 电场线电场线切线切线结结 束束首 页末 页上一页下一页2特点特点(1)电场线是为了形象描述电场而电场线是为了形象描述电场而_的线，实际并的线，实际并不存在。不存在。(2)电场线的疏密程度反映了电场的电场线的疏密程度反映了电场的_。(3)电场线从电场线从_或或_出发，到出发，到_终止终止或延伸到无限远。或延伸到无限远。(4)匀强电场的电场线是间隔距离相等的匀强电场的电场线是间隔距离相等的_。假想假想强弱强弱正电荷正电荷无限远无限远负电荷负电荷平行直线平行直线结结 束束首 页末 页上一页下一页

11、如图如图132所示，电场线的疏密表示所示，电场线的疏密表示电场强度的大小，电场线越密的地方，电场电场强度的大小，电场线越密的地方，电场强度越大；电场线越疏的地方，电场强度越强度越大；电场线越疏的地方，电场强度越小。那么在相邻的两条电场线之间没有画电小。那么在相邻的两条电场线之间没有画电场线的地方是否就没有电场？场线的地方是否就没有电场？学后自检学后自检(想一想想一想) 图图132 提示：提示：不是。电场线是为了形象地描述电场的强弱和方向不是。电场线是为了形象地描述电场的强弱和方向而引入的，如果在纸上每一个地方全部画上电场线，也就无法而引入的，如果在纸上每一个地方全部画上电场线，也就无法对电场进

12、行描述。所以在相邻的两条电场线之间没有画电场线对电场进行描述。所以在相邻的两条电场线之间没有画电场线的地方也有电场。的地方也有电场。结结 束束首 页末 页上一页下一页1几种常见电场线的分布及特点几种常见电场线的分布及特点(1)点电荷的电场：正电荷的电场线从正电荷出发延伸到点电荷的电场：正电荷的电场线从正电荷出发延伸到无限远处，负电荷的电场线由无限远处延伸到负电荷，如图无限远处，负电荷的电场线由无限远处延伸到负电荷，如图133所示。所示。跟随名师跟随名师 解疑难解疑难 图图133点电荷的电场点电荷的电场 结结 束束首 页末 页上一页下一页1)点电荷形成的电场中，不存在电场强度相等的点。点电荷形成

13、的电场中，不存在电场强度相等的点。2)若以点电荷为球心做一个球面，电场线处处与球面垂若以点电荷为球心做一个球面，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。直。在此球面上电场强度大小处处相等，方向各不相同。结结 束束首 页末 页上一页下一页(2)等量同种电荷的电场：电场线分布如图等量同种电荷的电场：电场线分布如图134所示所示(以以等量正电荷为例等量正电荷为例)，其特点有：，其特点有：1)两点电荷连线的中点两点电荷连线的中点O处电场强度为零，向两侧电场强处电场强度为零，向两侧电场强度逐渐增大，方向指向中点。度逐渐增大，方向指向中点。2)两点电荷连线中点两点电荷连线中点O

14、沿中垂面沿中垂面(中垂线中垂线)到无限远，电场到无限远，电场线先变密后变疏，即电场强度先变大后变小，方向背离中点。线先变密后变疏，即电场强度先变大后变小，方向背离中点。图图134等量同种电荷电场等量同种电荷电场 结结 束束首 页末 页上一页下一页(3)等量异种电荷的电场：电场线分布如图等量异种电荷的电场：电场线分布如图135所示，所示，其特点有：其特点有：图图135等量另种电荷电场等量另种电荷电场 结结 束束首 页末 页上一页下一页1)两点电荷连线上的各点电场强度方向从正电荷指向负电两点电荷连线上的各点电场强度方向从正电荷指向负电荷，沿电场线方向先变小再变大，中点处电场强度最小。荷，沿电场线方

15、向先变小再变大，中点处电场强度最小。2)两点电荷连线的中垂面两点电荷连线的中垂面(中垂线中垂线)上，电场线的方向均相上，电场线的方向均相同，即电场强度方向都相同，总与中垂面同，即电场强度方向都相同，总与中垂面(或中垂线或中垂线)垂直且指垂直且指向负点电荷一侧，从中点到无穷远处，电场强度大小一直减向负点电荷一侧，从中点到无穷远处，电场强度大小一直减小，中点处电场强度最大。小，中点处电场强度最大。结结 束束首 页末 页上一页下一页(4)匀强电场：电场线分布如图匀强电场：电场线分布如图136所示。其电场线是所示。其电场线是互相平行且等间距的直线。互相平行且等间距的直线。图图136 结结 束束首 页末

16、 页上一页下一页2电场线是带电粒子在电场中的运动轨迹吗电场线是带电粒子在电场中的运动轨迹吗(1)电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的比较电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的比较类别类别电场线电场线运动轨迹运动轨迹客观性客观性电场中并不存在，是为研究电场中并不存在，是为研究电场方便而人为引入的电场方便而人为引入的粒子在电场中的运动粒子在电场中的运动轨迹是客观存在的轨迹是客观存在的切线切线意义意义曲线上各点的切线方向即为曲线上各点的切线方向即为该点的场强方向，同时也是该点的场强方向，同时也是正电荷在该点的受力方向，正电荷在该点的受力方向，即正电荷在该点产生加速度即正电荷在该点产生加速度的方向的方向

17、轨迹上每一点的切线轨迹上每一点的切线方向即为粒子在该点方向即为粒子在该点的速度方向，但加速的速度方向，但加速度的方向与速度的方度的方向与速度的方向不一定相同向不一定相同结结 束束首 页末 页上一页下一页(2)电场线与带电粒子运动轨迹重合的条件。电场线与带电粒子运动轨迹重合的条件。1)电场线是直线；电场线是直线；2)带电粒子只受静电力作用，或受其他力作用，但合力的带电粒子只受静电力作用，或受其他力作用，但合力的方向沿电场线所在的直线；方向沿电场线所在的直线；3)带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直线。线。结结 束束首 页末 页上一页下一页(

18、好题共享好题共享选自鲁科版教材选自鲁科版教材)下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A在静电场中，电场线可以相交在静电场中，电场线可以相交B在静电场中，电场线越密的地方，电场强度越大在静电场中，电场线越密的地方，电场强度越大C静电场中某点电场强度的方向，就是放在该点的电荷静电场中某点电场强度的方向，就是放在该点的电荷所受电场力的方向所受电场力的方向D正电荷在静电场中运动的轨迹必定与电场线重合正电荷在静电场中运动的轨迹必定与电场线重合学后自检学后自检(小试身手小试身手) 结结 束束首 页末 页上一页下一页解析：解析：选选B静电场中某点场强方向是唯一的，即电场线静电场中某点场强方向是唯一的，即电

19、场线不可以相交，不可以相交，A错。其方向是正电荷放在该点所受电场力的方错。其方向是正电荷放在该点所受电场力的方向，向，C错。只有满足一定的条件，轨迹才与电场线重合，错。只有满足一定的条件，轨迹才与电场线重合，D错。错。结结 束束首 页末 页上一页下一页 对电场强度的理解对电场强度的理解结结 束束首 页末 页上一页下一页1点电荷点电荷Q产生的电场中有一产生的电场中有一A点，现在在点，现在在A点放上一电点放上一电荷量为荷量为q2108 C的试探电荷，它受到的静电力为的试探电荷，它受到的静电力为7.2105 N，方向水平向左，则：，方向水平向左，则：( 1 ) 点 电 荷点 电 荷 Q 在在 A 点

20、 产 生 的 电 场 强 度 大 小 为点 产 生 的 电 场 强 度 大 小 为 E1_，方向，方向_。(2)若在若在A点换上另一电荷量为点换上另一电荷量为q4108 C的试探电的试探电荷 ， 此 时 点 电 荷荷 ， 此 时 点 电 荷 Q 在在 A 点 产 生 的 电 场 强 度 大 小 为点 产 生 的 电 场 强 度 大 小 为 E2_。该试探电荷受到的静电力大小为。该试探电荷受到的静电力大小为_，方向方向_。典题例析典题例析 结结 束束首 页末 页上一页下一页(3)若将若将A点的试探电荷移走，此时点电荷点的试探电荷移走，此时点电荷Q在在A点产生的点产生的电场强度大小电场强度大小E3

21、_，方向为，方向为_。结结 束束首 页末 页上一页下一页答案答案(1)3.6103 N/C水平向左水平向左(2)3.6103 N/C1.44104 N水平向右水平向右(3)3.6103 N/C水平向左水平向左结结 束束首 页末 页上一页下一页电场强度电场强度E在数值上等于单位电荷在该点所受的电场力，在数值上等于单位电荷在该点所受的电场力，电场中某点电场强度的大小只与形成的电场的电荷电场中某点电场强度的大小只与形成的电场的电荷Q及该点到及该点到Q的距离的距离r有关，而与试探电荷的电荷量有关，而与试探电荷的电荷量q和受力和受力F的大小无的大小无关。关。探规寻律探规寻律 结结 束束首 页末 页上一页下一页跟踪演练跟踪演练 结结 束束首 页末 页上一页下一页典题例析典题例析 电场强度的叠加电场强度的叠加结结 束束首 页末 页上一页下一页思路点拨思路点拨解答本题时应注意以下三个方面：解答本题时应注意以下三个方面：(1)空间某点的场强应为各场源电荷单独存在产生的场强空间某点的场强应为各场源电荷单独存在产生的场强的合场强。的合场强。(2)求合场强要用矢量运算法则求解。求合场强要用矢量运算法则求解