高中物理静电场电场电场强度和电场线省公开课一等奖新名师优质课获奖PPT课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,静电场 电场 电场强度和电场线,1/48,两电荷不直接接触，它们之间相互作用是怎样产生,?,B,+,+,+,+,+,+,A,+,+,+,+,+,+,2/48,1837,年法拉第提出“场”概念,英国物理学家,法拉第,（,1791-1867,）,电荷之间经过,电场,发生相互作用,.,电场,电荷,A,电荷,B,产生,作用于,产,生,作用,于,3/48,+Q,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,+,+,+,+,+,任何带电体周,围都存在电场,4/48,一、电场,1,、任何带电体周围都存在着电场,。,2,、电场是看不见摸不着,但,电场是客观存在，,是一个,特殊物质,形态。,3,、基本性质：,电场对放入其中电荷有力作用,-,电场力。,5/48,问题：怎样描述电场强弱呢？,二、电场强度,1.,研究方法：,引入,检验电荷,（理想化模型）,电量特点：,q,q,2,q,3,q,4,课堂小议,怎样描述电场强弱程度？,试验发觉：,在电场中同一点，检验电荷电量,q,发生改变，它所受电场力大小,F,也随之改变（成正比改变）而电场力大小,F,与检验电荷电量,q,比值不变，即,这个比值不随检验电荷电量改变，说明它与检验电荷无关，它只与电场中这点（,P,）位置相关。,8/48,2,、电场强度（,E,）,（1）定义：放入电场中某点检验电荷所受到电场力,F,跟它电荷量,q,比值,（,2,）定义式：,（,3,）单位：牛,/,库（,N/C,）,（,4,）矢量性：,要求：,电场强度方向,与,正,检验电荷在该点所受电场力方向,相同,与,负,检验电荷在该点所受电场力方向,相反,9/48,（5）对电场强度了解：,a,、,E=F/q,为定义式，适合用于,一切电场,b,、电场强度是反应电场,强弱和方向,物理量,c,、由电场,本身性质,决定，与,检验电荷,正负、电荷量大小及受到,电场力都无关,d、,数值上等于,单位电荷,在该点所受电场力,10/48,1,、由电场强度定义式 可知，在电场中同一点：,A,、电场强度,E,与,F,成正比，跟,q,成反比。,B,、不论检验电荷,q,值（不为零）怎样改变，,F,与,q,比值一直不变。,C,、电场中某一点场强为零，则处于该点电荷受到电场力一定为零。,D,、一个不带电小球在,P,点受到电场力为零，则,P,点场强一定为零。,答案：,BC,讲练结合：,11/48,讲练结合：,2,、,电场中有一点,P,，,以下说法正确,是,A,、若放在,P,点检验电荷电量减半,，,则,P,点场强减半,。,B,、,若,P,点没有检验电荷,，,则,P,点场强为零,。,C,、,P,点场强越大,，,则同一电荷在,P,点受到电场力越大,。,D,、,P,点场强方向为检验电荷在该点受力方向,。,答案：,C,12/48,问题：点电荷场强怎样？,真空中有一个电荷量为,+,Q,点电荷，,利用,电场强度定义,和,库仑定律,，推导真空中点电荷周围某点电场强度,q,F,E,=,真空中,点电荷,电场强度公式,：,13/48,三、点电荷电场强度,1,、点电荷场强大小：,注意：,Q,：场源电荷,r,：研究点到场源电荷距离,2,、场强方向：,正,点电荷电场方向,背离,电荷,负,点电荷电场方向,指向,电荷,14/48,+,Q,+,q,F,E,+,Q,-,q,F,E,按照要求：,负电荷,在电场中某点受到电场力方向跟该点场强方向,相反,。,3、场强,方向,：,-,Q,+,q,F,E,-,Q,-,q,E,F,物理学中要求，电场中某点电场强度方向跟正电荷在该点所受静电力方向相同,15/48,3,、在电荷,Q,=8,10,-9,C,电场中有点,A,在,A,点放入点电荷,q,=+4,10,-9,C,q,受到电场力,F,=8,10,-5,N,方向向右,.,(1),求,A,点场强大小、方向,.,(2),求,A,到,Q,距离,r,.,(3),若将,q,取走,求,A,点场强,.,(4),若在,A,点放入,q,=-2,10,-9,C,负电荷,求,A,点场强大小和方向,.,(5),求,q,受到电场力,.,2,10,4,N/C,向右,6,10,-2,m,2,10,4,N/C,向右,2,10,4,N/C,向右,4,10,-5,N,向左,讲练结合：,16/48,4,、,A,为带电金属板，电荷量为,+,Q,，沿金属板垂直平分线，在距板,r,处有一质量为,m,、电荷量为,q,小球，小球用绝缘丝线悬挂于,O,点，受水平向右电场力偏转,角而静止,.,试求小球所在处电场强度,.,讲练结合：,17/48,适用范围,电荷意义,定义式，适合用于一切电场,决定式，,仅对真空静止点电荷电场适用,q,是检验电荷，,E,与,q,无关,Q,是场源电荷，,E,与,Q,成正比,1、,和,区分：,18/48,1,2,3,4,5,电场强度和电场力对比分析,电场强度,E,电场力,F,仅指电荷在电场中受力,是反应电场本身力性质物,理量，其大小表示电场强弱,定义式：,计算式：,E,大小只决定于电场本身，与电荷,q,无关,F,大小由放在电场中某点电荷,q,和该点场强,E,共同决定,E,是矢量，其方向与正电荷,(+q),在该点受到电场力方向相同,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,单位：,F,单位：,E=F/q,F=qE,牛,/,库,(N/C),牛,(N),19/48,问题：怎样求合电场场强？,能够用矢量运算,平行四边形定则,求合电场场强。,四,.,电场叠加,电场中某点电场强度为各个点电荷单独在该点产生电场强度矢量和,.,遵照平行四边形定则,.,20/48,+Q,1,-Q,2,P,.,E,1,E,2,E,电场叠加：,使用平行四边形定则,1、,如图，P点场强，等于+Q,1,在该点产生场强E,1,和-Q,2,在该点产生场强E,2,矢量和。,21/48,A,Q,1,Q,2,例：如图所表示，真空中有两个点电荷,Q,1,=+3.010,-8,C,和,Q,2,=-3.010,-8,C,它们相距,0.1m,，,A,点与两个点电荷距离,r,相等，,r,=0.1m,。求：,（,1,）电场中,A,点场强,（,2,）,在,A,点放入,q,=-110,-6,C,求它所受电场力。,（1）2.7,10,4,N/C,（2）,2.7 10,-2,N,22/48,问题：电场强度能够表示出电场中各点场强弱和方向，,不过太抽象,。能否用几何图线对电场进行形象、直观描述呢？,23/48,五、电场线,1,引入：电场线是人为，,假想,一簇曲线。,2,电场,即使抽象但它是,客观存在,物质，,电场线,即使形象，但它是,假想,曲线,24/48,点电荷电场线分布,特点：,3,、几个常见电场中电场线分布及特点,1,）、正、负点电荷电场中电场线分布,a.正电荷电场线从正电荷出发延伸到无限远,b.负电荷电场线无限远处延伸到负电荷,c.离点电荷越近，电场线越密，场强越大,d.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，方向不一样。,25/48,特点：,a,、,等量异种电荷电场线从正电荷出发到负电荷终止,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电场中电场线分布,c,、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线点,0,等距离各点场强相等。,26/48,等量异种电荷,两电荷连线上：在两电荷连线中点,O,处场强最小，从,O,点向两侧逐步增大，数值关于,O,点对称。,中垂线上：在,O,点，即,x=0,处，,E,最大，,x,越大，即距,O,点越远,E,越小，两侧电场强度数值关于,O,点对称。,27/48,28/48,3,）、等量同种点电荷形成电场中电场中电场线分布情况,特点：,a.等量同种电荷电场线从正电,荷出发延伸到无限远，或从无限,远延伸到负电荷,b.两点电荷连线中点O处场强为0,c.两点电荷连线中点附近电场线非常稀疏，但场强并不为0,d.两点电荷连线中点到无限远电场线先变密后变疏,29/48,等量同种电荷,连线上：,在两电荷连线中点,O,处场强,为0,，从,O,点向两侧逐步增大，数值关于,O,点对称，方向相反。,中垂线上：从中点沿中垂线向两侧，电场强度数值先增大后减小，两侧方向相反，关于,O,点对称点数值相等,30/48,4,）、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,平行等距同向,直线,b,、电场线疏密反应场强大小，电场方向与电场线平行,31/48,（,3,）带等量异种电荷平行金属板间电场线分布,等 量 异 种 电 荷 平 行 金 属 板 间 电 场 线,32/48,平行板间匀强电场,电场线,33/48,几个常见电场电场线分布,34/48,（,3,）电场线疏密程度表示电场强度大小，电场线越,密,地方，场强越,大,；电场线越,稀,地方，场强越,小,（,4,）,两条电场线不能相交,（,5,）电场线是不闭合,4,电场线特点,（,1,）电场线始于正电荷，终止于负电荷（无穷远 处）,（,2,）电场线上每一点,切线方向,跟该点,场强方向一致,B,E,A,E,B,A,35/48,2、,电场线是不闭合：,a.在静电场中，电场线起始于正电荷，终止于负电荷，不形成闭合曲线,b.等量异种电荷电场线也是不闭合。,c.电场线起始于正电荷，终止于负电荷，并没有闭合，通俗一点讲就是没有形成一个圈。,1、,两条电场线不能相交：,电场线上某点切线方向为该点电场强度方向,假如两条电场线相交,则在交点处电场强度方向就有两个,分别为两条电场线在此点切线方向,这是不可能,因为电场强度是矢量,36/48,37/48,问题：,电场线是带电粒子运动轨迹吗？,电场线,运动轨迹,客,观,性,切,线,意,义,电场中,并不存在,，是为了研究电场方便而人为引入,粒子在电场中运动轨迹，是,客观存在,曲线上各点,切线,方向即为该点,场强方向，,同时也是正电荷在该点受力方向，即正电荷在该点产生加速度方向,轨迹上每一点,切线,方向即为粒子在该点,速度方向,，但加速度方向与速度方向不一定相同,38/48,小结：电场线与带电粒子运动轨迹重合必须同时具备条件：,（1）,电场线是直线；,（2）带电粒子,只受电场力,，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。,39/48,六、匀强电场,1,匀强电场：电场强度,大小,和,方向处处相同,电场，,叫做匀强电场,2,匀强电场电场线：是一组等间隔,平行线,3,匀强电场实例：两块靠近平行金属板，大小相,等，相互正对，分别带有等量正负电荷，它们之,间电场除边缘附近外是匀强电场,40/48,1、如图所表示是一个点电荷周围电场线，以下判断中正确是（,）,A该点电荷为负电荷，距点电荷越近处电场强度越大,B该点电荷为负电荷，距点电荷越近处电场强度越小,C该点电荷为正电荷，距,点电荷越近处电场强度越大,D该点电荷为正电荷，距,点电荷越近处电场强度越小,C,讲练结合：,41/48,2、如图5是某静电场一部分电场线分布情况，以下说法中正确是（）,A、这个电场可能是负点电荷电场,B、点电荷,q,在,A,点处受到电场力比在B点处受 到电场力大,C、点电荷,q,在,A,点处瞬时加速度比在B处瞬时加速度小（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。,图5,A,B,B,讲练结合：,42/48,3,、两个等量异种电荷，,a,、,b,为它们连线上两点,c,、,d,为连线中垂线上两点,O,为其垂足,a,、,b,、,c,、,d,四点到,O,点距离都相等,.,则,a,、,b,、,c,、,d,四点场强大小关系为,.,E,a,=,E,b,E,O,E,O,E,c,=,E,d,方向相同,.,讲练结合：,43/48,4,、两个等量同种正电荷，,a,、,b,为它们连线上两点，,c,、,d,为连线中垂线上两点，,O,为其垂足，,a,、,b,、,c,、,d,四点到,O,点距离都相等,.,则,a,、,b,两点场强大小关系为,;,c,、,d,两点场强大小关系为,.,E,O,=0,E,a,=,E,b,方向相反,E,c,=,E,d,方向相反,.,讲练结合：,44/48,5、如图所表示，有一水平方向匀强电场，场强大小为9000NC，在电场内一水平面上作半径为10cm圆，圆上取,A、B,两点，,AO,沿E方向，,BO,OA,，另在圆心处放一电量为10,8,C正点电荷，则,A,处场强大小,E,A,=_NC，,B,处场强大小,E,B,=_NC.方向_,图11,答案:0 1.310,4,斜向与场强方向夹角45,讲练结合：,45/48,知识小结：,1、电场强度是反应电场力性质物理量，其大小为放入电场中某点电荷所受电场力,F,跟它电荷量,q,比值,2、场强定义式,(任意电场),E,=,F,/,q,q,是检验电荷,3、场强决定式,(真空中点电荷),E,=,kQ,/,r,2,Q,是场源电荷,4、电场中某点场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生场强矢量和,46/48,5、电场线不是电场里实际存在线，而是形象地描述电场假想线，电场即使抽象但它是客观存在物质，电场线即使形象但它仅是假想线,6、电场强度大小和方向处处相同电场，叫做匀强电场,47/48,5,、真空中有两个点电荷,Q,A,=+1.0,10,-8,C,和,Q,B,=,-4.0,10,-8,C,分别固定在,x,轴,x,1,=0,和,x,2,=6,位置上,.,(1),求电场强度为零位置,.,(2),在,x,轴上场强沿,+,x,方向区域,.,(3),今放入电荷,C,使电荷,C,都在静电力作用下平衡,.,求电荷,C,位置及电荷量,.,(4),今放入电荷,C,使,A,、,B,、,C,三个电荷都在静电力作用下平衡,.,求电荷,C,位置及电荷量,.,【,x,=-6,】,【,x,=-6,Q,C,为任意值,】,【,x,x,0,】,【,x,=-6,Q,C,=-4.0,10,-8,C,】,讲练结合：,48/48,