电场强度上课用课件

1.3电场强度1.3电场强度存在于直接接触的物体之间（接触力）回顾：已学过哪几种不同性质的力？重力（万有引力）静电力（库仑力）弹力摩擦力物体间无需接触就可发生作用（非接触力）

超距作用存在于直接接触的物体之间（接触力）回顾：已学过哪几种不同性质牛顿的困惑“没有其他东西做媒介，一个物体可以超越距离通过真空对另一个物体作用……在我看来，这种思想荒唐之极。”法拉第的观点电荷周围存在着由电荷产生的电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场施加的。牛顿的困惑“没有其他东西做媒介，一个物体可以超越距离通过真空FBFA电荷A和B间是通过电场实现相互作用的用场的观点来说明电荷A和B间的相互作用FBFA电荷A和B间是通过电场实现相互作用的用场的观点来说近代物理学证实并发展了法拉第的观点物质的存在形式实物(由分子、原子组成，如水、铁块等)场(如电磁场、引力场等,是客观存在的另一种物质形态)近代物理学证实并发展了法拉第的观点物质的实物场一.电场：1、定义:存在于带电体周围的特殊物质。2、基本性质：对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫电场力。3、电荷间的相互作用是通过电场这种物质作为媒介而发生的。一.电场：1、定义:存在于带电体周围的特殊物质。2、基本性质电场电荷A电荷B3、用场的观点分析电荷A和B间的相互作用：

电场电荷A电荷B3、用场的观点分析电荷A和B间的相互作用：例1.下面关于电场的叙述正确的是A．两个未接触的电荷发生了相互作用，一定是电场引起的B．只有电荷发生相互作用时才产生电场C．只要有电荷存在，其周围就存在电场D．A电荷受到B电荷的作用，是B电荷的电场对A电荷的作用例1.下面关于电场的叙述正确的是例2、下列说法中正确的是A．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B．电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西C．电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用D.场与实物是物质存在的两种不同的形式例2、下列说法中正确的是1）、检验方法：把一个带电体放入其中，看是否受到力的作用。二.电场强度：

1、电场的检验用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场？1）、检验方法：把一个带电体放入其中，看是否受到力的作用。二试探电荷：放入电场中探测电场性质的电荷试探电荷必须具备条件：（1）电量足够小；（2）点电荷。

场源电荷：产生电场的电荷。

2）、场源电荷与试探电荷试探电荷：放入电场中探测电场性质的电荷试探电荷必须具备条件问题1、能否直接用试探电荷所受的静电力表示电场的性质？为什么？问题2、该物理量能否与试探电荷有关？为什么？不能，因为在同一位置P放入不同电量的试探电荷，其所受的电场力F不同！这样就不能反映电场的内在性质。不能，因为试探电荷的作用仅仅是检测空间是否存在电场，也不能反映电场的内在性质。问题1、能否直接用试探电荷所受的静电力表示电场的性质？为什么

问题3：

在电场中的同一位置处，是否存在？

如果存在的话，是否可以用类似定义密度的方法

——即用F与q的比值来反映电场的强弱？问题3：如果存在的话，是否可以用类似定义密度的方法+QP+q+Q+2q+QP+4qF4F寻找描述电场性质的物理量（1）推理：在电场中的同一点，试探电荷所受电场力大小F随试探电荷电量q成正比变化，但F与q的比值不变，即+QP+q+Q+2q+QP+4qF4F寻找描述电场性质的物理

（2）再进一步：在某个点电荷Q产生的电场中,已知试探电荷+q在距离Q为r的位置上受到的电场力大小为F，那么将电量分别为+q、+2q、+3q的试探电荷放在距离Q分别为r、2r、3r的位置上受到的电场力分别为多大？放入电场中电荷的电量离场源的距离r离场源的距离2r离场源的距离3r+qF+2q+3q（2）再进一步：在某个点电荷Q产生的电场中,已知试探电荷放入电场中电荷的电量离场源的距离r离场源的距离2r离场源的距离3r+qFF/4F/9+2q2F2F/42F/9+3q3F3F/43F/9放入电场中电荷的电量离场源的距离r离场源的距离2r离场源的距结论：在电场中1、同一位置，F/q为一恒量，与试探电荷无关。2、不同位置，F/q为一变量，与试探电荷无关。F/q与试探电荷无关，只与场中的位置及场源电荷有关；能反映电场内在性质。结论：在电场中F/q与试探电荷无关，只与场中的位置及场源电荷2.电场强度：

1）、定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力与它所带电荷量的比值，叫做这一点的电场强度，简称场强。

2.电场强度：1）、定义：放入电场中某点2）公式：3）单位：牛顿/库仑（N/C）4）方向：

跟正电荷在该点所受电场力F的方向相同矢量（适用于任意电场,在数值上等于1C的电荷所受的电场力）5）物理意义：场强反映电场力的性质，由电场本身决定，与放入的试探电荷无关。2）公式：3）单位：牛顿/库仑（N/C）4）方向：EE+QP-QP

如果Q是正电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q；如果Q是负电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q。（“离+Q而去，向-Q而来”）

EE+QP-QP如果Q是正电荷，E的方向就是沿着PQ的例.在电场中A处放点电荷+q，其受电场力为F，方向向左，则A处场强大小为

，方向为

；若将A处放点电荷为－2q，则该处电场强度大小为

，方向为

。向左向左例.在电场中A处放点电荷+q，其受电场力为F，方向向左，则A12345

3、电场强度和电场力的对比分析

电场强度E

电场力F

仅指电荷在电场中的受力

是反映电场本身的力的性质的物理量，其大小表示电场的强弱定义式：计算式：E的大小只决定于电场本身，与电荷q无关

F的大小由放在电场中某点的电荷q和该点的场强E共同决定E是矢量，其方向与正电荷(+q)在该点受到的电场力的方向相同F是矢量，其方向对于正电荷(+q),F与E同向；对于负电荷(-q),F与E反向

E的单位：F的单位：E=F/q

F=qE牛/库(N/C)牛(N)1253、电场强度和电

例：关于电场强度，下列说法正确的是（）

A.E=F/q，若q减半，则该处的场强变为原来的2倍

B.E=kQ/r2中，E与Q成正比，而与r平方成反比

C.在以一个点电荷为球心，r为半径的球面上，各点的场强均相同

D.电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向B 例：关于电场强度，下列说法正确的是（）B例、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力

B．电场中某点的场强与该点检验电荷所受的电场力成正比

C．电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点所受电场力的方向

D．电场中某点的场强与该点有无检验电荷无关例、下列关于电场强度的叙述正确的是三、点电荷的电场电场强度的叠加点电荷Q在真空中形成的电场中，不同点的场强是不同的，那么场强的大小由什么因素决定？

[解析]在点电荷Q形成的电场中，在距离Q为r的P点放一试探电荷qF=kQqr2根据库仑定律，q受到的库仑力的大小:E=Fq=kQr2又由电场强度的定义可得出P点的场强E的大小：1、点电荷的电场三、点电荷的电场电场强度的叠加点电荷Q在真空中形成的电场中真空中点电荷的场强＋－1.大小2.场强方向：以点电荷Q为球心，当Q为正电荷时电场方向沿半径向外；当Q为负电荷时电场方向沿半径向内Q—真空中点电荷的电量r—某点到点电荷的距离真空中点电荷的场强＋－1.大小2.场强方向：以点电荷Q为球心适用范围电荷的意义定义式，适用于一切电场仅对点电荷的电场适用q是检验电荷，E与q无关Q是场源电荷，E与Q成正比2、和的区别：适用范围电荷的意义定义式，适用于一切电场仅对点电荷的电场适用例、对公式E=kQ/r2的几种不同理解，正确的是

A．当r→0时，E→∞B．当r→∞时，E→0C．某点的场强与点电荷Q的大小无关

D．在以点电荷Q为中心，r为半径的球面上，各处的电场强度都相同例、对公式E=kQ/r2的几种不同理解，正确的是例、关于……①和……②，下列说法中正确的是（

）（1）①式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中电荷的电量（2）①式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场电荷的电量（3）②式中，q是放入电场中的电荷的电量（4）②式中，Q是产生电场的电荷的电量

A、（1）（3） B、（2）（3）C、（1）（4）

D、（2）（4）C例、关于……①和……②，下列说思考？如果有几个点电荷同时存在，在几个点电荷共同形成的电场中，如何求某点的场强？

3、电场的叠加:

在几个点电荷共同形成的电场中，某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和，这叫做电场的叠加原理。思考？3、电场的叠加:+Q1-Q2P

1）

如图，P点的场强，等于+Q1在该点产生的场强E1和-Q2在该点产生的场强E2的矢量和。

.E1E2E+Q1-Q2P1）如图，P点的场强，等于+Q1在该点产QrPrQP2）、一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同QrPrQP2）、一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在外部

例、真空中两个正点电荷A、B所带电量皆为Q，且相距为r,则距离A为r/3处的P点的电场强度为多少？答案：P点场强为27kQ/4r2.PA+QB+Q例、真空中两个正点电荷A、B所带电量皆为Q，且相距为r,练习.如图，在x轴上的x=-1和x=1两点分别固定电荷量为-4Q和+9Q的点电荷。求：x轴上合场强为零的点的坐标。并求在x=-3点处的合场强方向。1-1-3-5-4Q+9Q答案：x=-5，向右练习.如图，在x轴上的x=-1和x=1两点分别固定电例：如图所示，三个完全相同的的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上，a和c带正电，a所带电量的大小比b小。已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段的一条来表示，它应是［］

A.F1B.F2

C.F3D.F4cabF4F3F2F1D例：如图所示，三个完全相同的的金属小球a、b、c位于等边三如图所示，半经为r的硬橡胶圆环上带有均匀分布的正电荷，其单位长度上的带电量为q，现截去环上一小段AB，AB长为l(l<<r),则剩余部分在圆心O处产生的场强多大？方向如何？如图所示，半经为r的硬橡胶圆环上带有均匀分布的正电荷，其单位四、电场的形象描述——电场线英国物理学家法拉第首先引入了电场强度的图象，他在电场中画了一些线，这些线：在电场中，画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，并使线的疏密表示场强的大小．这些曲线就叫做电场线。引入四、电场的形象描述——电场线英国物理学家法拉第首先引入了电场四、电场线1、定义：电场线是用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇曲线。电场线上每一点的切线方向，都和该点的场强方向一致。四、电场线1、定义：电场线是用来形象地描述电场强弱与方向特性特点：a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大b、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。2、几种常见电场中电场线的分布及特点

1）、正、负点电荷的电场中电场线的分布发散状会聚状特点：a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大2、几种常见电场特点：a、沿点电荷的连线，场强先变小后变大b、两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且总与中垂面（中垂线）垂直2）、等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布c、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点0等距离各点场强相等。相吸状特点：a、沿点电荷的连线，b、两点电荷连线中2）、等量异种点3）、等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况特点：a、两点电荷连线中点O处场强为0b、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为0c、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏排斥状3）、等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况特点：a4）、匀强电场特点：a、匀强电场是大小和方向都相同的电场，故匀强电场的电场线是平行等距同向的直线b、电场线的疏密反映场强大小，电场方向与电场线平行4）、匀强电场特点：a、匀强电场是大小和方向都相同的电场，故3、对电场线的理解1）、电场线不存在：是为了形象描述电场而假设的，是一种科学抽象、物理模型．2）、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于）无穷远处点3）、电场线能描述场的强弱和方向：电场线的疏密程度表示电场强弱；电场线上某点的切线方向表示这一点的电场方向．3、对电场线的理解4）、电场中的电场线不相交、不相切因为电场中某点的场强方向沿电场线的切线方向，若电场线能相交，那么交点处就会出现两条切线，这时的电场强度失去了方向的唯一性，所以电场线不相交．电场线也不能相切，在切点虽然满足了电场强度的唯一方向，但从疏密程度的角度出发，又是不合理的，电场线相切意味着无限稠密，表明电场强度无限大，无限大场强的电场不存在．4）、电场中的电场线不相交、不相切5）、电场线不是带电粒子的运动轨迹物理学上规定电场线上每点的切线方向为该点的场强方向，也是正电荷在该点受力产生的加速度方向(与负电荷受力方向相反)．运动轨迹是带电粒子在电场中实际通过的径迹，径迹上每点的切线方向为粒子在该点的速度方向．在力学的学习中我们就已知道，物体运动速度的方向和它的加速度方向是两回事，不一定相同．因此，电场线与运动轨迹不能混为一谈，不能认为电场线就是带电粒子在电场中的轨迹．5）、电场线不是带电粒子的运动轨迹例：如图，是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是：（）A、这个电场只能是负电荷的电场B、点电荷q在A、B两处受到的电场力FB>FAC、点电荷q在A、B两处的加速度大小，aA>aB

（不计重力）D、负电荷在B点处受到的电场力方向沿B点切线方向ABB例：如图，是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是：（例：如图为一条电场线，下列说法正确的是：（）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两点的场强方向不能确定ABC例：如图为一条电场线，下列说法正确的是：ABC例：正检验电荷q在电场中P点处开始向Q点作减速运动，且运动的加速度值越来越小（重力不计），则可以确