选修31电场及其描述市公开课金奖市赛课一等奖课件

19世纪30年代，法拉第提出：在电荷周围存在着由它产生电场，处于电场中其它电荷受到作用力就是这个电场给予。电荷电荷电场电场以及磁场已被证实是一个客观存在，而且是相互联络，统称为电磁场。改变电磁场以有限速度——光速，在空间传输。它和分子、原子组成实物一样含有能量、质量，因而场与实物是物质存在两种不一样形式。本章只讨论静止电荷产生电场，称为静电场。第三节电场及其描述第1页一.电场及其性质1.电场是一个特殊形态物质2.电场基本性质：对放入其中电荷含有力作用（电荷和电荷间作用力是经过电场来实现）3.电荷周围存在电场电荷q1电荷q2电场电场强弱是与位置相关。第2页4.试验中带电小球是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况，称为试探电荷，或检验电荷；①试探电荷电量应足够小；(不至于影响原电场分布)②试探电荷线度应足够小；(能够研究电场中各点情况)被检验电场是电荷Q所激发，所以电荷Q称为场源电荷，或源电荷。电荷量和尺寸充分小怎样来描述电场强弱呢？能否用试探电荷所受静电力来表示电场强弱？不一样电荷量试探电荷，即使在电场同一点，受到静电力也不相同。第3页试验表明：不一样试探电荷在电场中某个位置所受力不一样，但在电场中同一点电荷所受到力F与试探电荷电荷量比值是一定值；而在电场不一样位置，这个比值普通说来是不一样。1、电场强度：放入电场中某点电荷所受力F与它电荷量q比值，叫做这点电场强度（场强）。2、公式：E=F/q3、单位：牛每库（N/C）；伏每米（V/m）；1V/m=1N/C4、方向：电场强度是矢量其方向跟正电荷在该点所受静电力方向相同；跟负电荷在该点所受静电力方向相反比值定义法二、场强第4页5、点电荷是最简单场源电荷，它激发电场有什么特点呢？式中Q是场源电荷大小假如以Q为中心作一个球面，则球面上各点电场强度大小相等。6、物理意义：场强反应电场力性质，由电场本身决定，与有没有放入试探电荷及电量多少无关

。第5页6．两个场强公式比较第6页（3）电场强度与试探电荷有没有、电荷性质、电荷量大小无关，只由电场本身决定。第7页C第8页【例题1】场电荷Q=2×10-4C,是正点电荷,检验电荷q=-2×10-5C，是负电荷，它们相距r=2m且都在真空中，如图所表示。求：

(1)q受电场力。

(2)q所在B点场强EB。

(3)只将q换为=4×10-5C正点电荷，再求受力及B点场强。

(4)将受力电荷拿去后再求B点场强。QqABr第9页【例题2】关于电场，以下叙述正确是：A.以点电荷为圆心，r为半径球面上，各点场强都相同B.正电荷周围电场一定比负电荷周围电场强度大C.在电场中某点放入检验电荷q，该点场强为E＝F/q，取走q后，该点场强不变D.电荷在电场中某点所受电场力很大，则该点电场一定很大【答案】C第10页三.电场叠加原理1.假如在空间同时存在多个点电荷，这时在空间某一点场强等于各个电荷单独存在时在该点产生场强矢量和。（画矢量合成图）【例题3】如图所表示，正点电荷Q1、负点电荷Q2在P点产生合场强怎样确定？第11页

2、电场力（2）方向：

（1）大小：F＝qE负电荷电场力方向与场强方向相反正电荷电场力方向与场强方向相同第12页四.电场形象化描述——电场线

1.概念:电场线是用来形象地描述电场强弱与方向特征一簇曲线.(电场线是假想，实际电场中并不存在.)2.电场线特征①静电场电场线起于正电荷止于负电荷，孤立正电荷（或负电荷）电场线止于（或起于）无穷远处点.(单向,非闭合)④电场线不会相交，也不会相切.③电场线疏密反应电场强弱,电场线密地方场强大，电场线疏地方场强小.②电场线上每一点切线方向，都和该点场强方向一致.第13页类型图形特点①点电荷电场线(1)离点电荷越近，电场线越密集，场强越强。方向由点电荷(正)指向无穷远，或由无穷远指向点电荷(负)(2)若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向各不相同3.几个常见电场中电场线分布及特点第14页类型图形特点②等量异种点电荷形成电场线(1)两点电荷连线上各点处，电场线方向从正电荷指向负电荷，中点场强最小，越靠近点电荷场强越强(2)两点电荷连线中垂面(中垂线)上，电场线方向均相同，即场强方向均相同，且总与中垂面(线)垂直(3)沿中垂面(线)从O点到无穷远，场强逐步减弱第15页类型图形特点③等量同种点电荷形成电场线(1)两点电荷连线中点O处场强为零，此处无电场线，中点O处附近电场线非常稀疏，但场强并不为零(2)两点电荷连线中垂面(中垂线)上，场强方向总沿面(线)远离O(等量正电荷)或指向O(等量负电荷)(3)在中垂面(线)上从O到无穷远处，场强先变强后变弱第16页④匀强电场特点：a、匀强电场是大小和方向都相同电场，故匀强电场电场线是平行等距直线.b、电场线疏密反应场强大小，电场方向与电场线平行.第17页例1、如图为一条电场线，以下说法正确是：（）A、EA一定大于EBB、因电场线是直线，所以是匀强电场，故EA=EBC、A点电场方向一定由A指向BD、AB两点场强方向不能确定ABC4电场应用专题（1）一条电场线与场强关系4电场应用专题（2）多条电场线与场强关系例2、如图，是静电场一部分电场线分布，以下说法正确是：（）A、这个电场只能是负电荷电场B、点电荷q在A、B两处受到电场力FB>FAC、点电荷q在A、B两处加速度大小，aA>aB（不计重力）D、负电荷在B点处受到电场力方向沿B点切线方向ABB第18页例3.

如图所表示，直线是一簇未标明方向由点电荷产生电场线，曲线是某一带电粒子经过电场区域时运动轨迹，a、b是轨迹上两点。若带电粒子运动中只受电场力作用，依据此图以下说法正确是

(

)A．可判断带电粒子所带电荷符号B．不可判断带电粒子在a、b两点受力方向C．可判断带电粒子在a、b两点加速度何处大D．不可判断带电粒子在a、b两点加速度方向C第19页例5、正检验电荷q在电场中P点处开始向Q点作减速运动，且运动加速度值越来越小（重力不计），则能够确定它所处电场可能是：（）ABCDPQPQPQPQC例1．如图各电场中，A、B两点电场强度相同是(

)C4电场应用专题（3）场强矢量性第20页abABa例6、如图a所表示，AB是一个点电荷产生电场电场线，图b则是在电场线上a、b两处检验电荷电荷量大小与所受电场力大小之间函数图线，则：（）A、点电荷是正电荷，位置在B侧B、点电荷是正电荷，位置在A侧C、点电荷是负电荷，位置在A侧D、点电荷是负电荷，位置在B侧qFbB图a图b第21页例4.两个带等量正电荷点电荷，O为两电荷连线中点，a点在中垂线上，若在a点由静止释放一个电子，如图，关于电子运动，以下说法正确是

(

)

A．电子在从a向O点运动过程中，加速度越来越大，速度越来越大B．电子在从a向O点运动过程中，加速度越来越小，速度越来越大C．电子运动到O点时，加速度为零，速度最大D．电子经过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，一直到速度为零C4电场应用专题（4）等量点电荷中垂线上运动第22页有同学说,电场线就是带电粒子在电场中运动轨迹.这一说法对吗?为何?5.结论:电场线与带电粒子在电场中运动轨迹之间没有必定联络.答:不对.因为电场线是为了形象描述电场而引入一组曲线.只有下述条件同时满足时二者才重合——①电场线是直线;②带电粒子初速为零或速度与电场线共线;③带电粒子仅受电场力作用,带电粒子才沿电场线运动.1）粒子在电场中运动轨迹与电场线重合条件(1)电场线是直线(2)带电粒子只受静电力作用，或受其它力，但方向沿电场线所在直线(3)带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在直线第23页

2）若只给出一条直电场线时，如图A、B两点场强大小无法用疏密程度来确定，但可由推理进行判断：

①若是正点电荷电场中一条电场线，则EA>EB；②若是负点电荷电场中一条电场线，则EA<EB；③若是匀强电场中一条电场线，则EA＝EB。一点双线法电荷所受合外力(只受1个力时即电场力)总指向轨迹凹侧，且与电场线共线，便可画力方向即轨迹总是介于F合与v之间，且向F合方向偏转第24页【例题7】在水平向右匀强电场中，有一轻质棒AB，A端固定在一个能够自由转动轴上，B端固定一个大小能够忽略质量为m带电量为q小球，当棒静止后与竖直方向夹角为θ，如图所表示。则该q为

电荷，匀强电场场强为

。【答案】正；第25页【答案】【例题8】如图，质量为m、带电量为+q带电小球，用长为L绝缘细线悬挂在水平方向匀强中，将悬线拉至水平释放小球沿着弧线摆过600到B点速度为0。求：电场强度和B点拉力AB第26页【答案】【例题9】如图，质量为m，带电量+q小球被长为l绝缘细绳拴住，在AB间摆动，当小球摆动到C点时突然加上一个竖直向上匀强