（人教版）选修3-1物理 1.3《第1课时-电场、电场强度、点电荷的电场》ppt课件

（人教版）选修3-1物理 1.3《第1课时-电场、电场强度、点电荷的电场》ppt课件内容摘要：

1、第 3节 电场强度 第 1课时 电场 电场强度 点电荷的电场 电场强度的叠加 1 知道电荷间的相互作用是通过电场实现的 知道场与实物是物质存在的两种形式 2 体会用比值定义物理量的方法 理解电场强度的定义 、 公式 、 单位 、 方向 3 能推导点电荷的电场强度的公式 并能应用公式进行有关的计算 知道电场强度的叠加原理 ，并能应用这一原理进行简单的计算 要点一 电场 1 电场： 电荷周围存在的一种特殊物质 ， 它是物质存在的一种形式 电荷间的相互作用是通过它们的电场发生的 2 电场的基本性质： 对放入其中的电荷有力的作用 3 电场力： 电场对电荷的作用力 4 静电场： 静止电荷周围产生的电场 2、电场和实物的差别 电场是一种不同于实物的另一存在形式 ， 它与实物有许多差别 . 例如： (1)实物所占据的空间不能再为另一实物所占据 ， 但几个场可以同时占据同一个空间 (2)电场虽然看不见 、 摸不着 ， 但它总能通过一些性质而表现其存在 要点二 电场强度 1 试探电荷与场源电荷 (1) 试探电荷：如图 所示，带电小球是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的，称为试探电荷，或检验电荷 (2) 场源电荷：被检验的电场是电荷 Q 所激发的，电荷Q 称为场源电荷，或源电荷 (1)试探电荷的电荷量和尺寸必须充分小 ， 放入试探电荷后不引起原电场的明显变化 (2)试探电荷有电荷量 ， 但是要忽略它所 3、产生的电场 2 电场强度 (1) 定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力 F 跟它的电荷量 q 的比值， 叫做该点的电场强度 (2) 定义式： E (3) 单位：牛 / 库 (N / C) ，伏 / 米 (V / m) /C 1 V / m. (4) 方向：电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同 负电荷在电场中某点所受的电场力的方向与该点的电场强度方向相反 (5) 物理意义：电场强度是描述电场力的性质的物理量，与试探电荷受到的静电力大小无关 (6) 由 E 表明：如果已知电场中某点的电场强 E ，便可计算在电场中该点放任何电荷量的带电体所受的静电力的大小 有的同学误认为 4、电场中某点的电场强度 E F ， E 1q . 辨析： 公式 E 用于一切电场，电场中某点的电场强度仅与电场及具体位置有关，与试探电荷的电荷量、电性及所受电场力 F 大小无关 3 电场力和电场强度的区别和联系 物理量 比较内容 电场力 电场强度 区别 物理意义 电荷在电场中所受的力 反映电场的力的属性 决定因素 由电荷和电场共同决定 仅由电场自身决定 大小 F F/q 方向 正电荷受力与 电荷受力与规定 单位 N N/C 联系 F 遍适用 ) 要点三 点电荷的电场、电场强度的叠加 1 点电荷的电场 如图所示，场源电荷 Q 与试探电荷 q 相距为 r ，则它们的库仑力 F 所以电荷 q 处的电场 5、强度 E Fq (1) 公式： E (2) 方向：若 Q 为正电荷，场强方向沿 Q 和该点的连线背离 Q ；若 Q 为负电荷，场强方向沿 Q 和该点的连线指向 Q . 2 对点电荷场强公式的理解 (1) E 适用条件是： 真空中的点电荷； 真空中的均匀带电球体 (2) 由 E ，真空中某点电场强度的大小由场源电荷电荷量的大小 Q 与该点到场源电荷的距离 r 共 同决定，与其他量无关 3 公式 E E 的区别 公式 比较内容 E F / q E 定义式 决定式 意义及用途 给出了一种量度电场强弱的方法 指明了点电荷场强大小的决定因素 适用范围 一切电场 真空中点电荷的电场 Q 或 q 意义 q 6、表示引入电场的检验 ( 或试探 ) 电荷的电荷量 Q 表示产生电场的点电荷的电荷量 关系理解 E 用 F 与 q 的比值来表示，但 E 的大小与F 、 q 大小无关 E 不仅用 Q 、 r 来表示，且 E Q ， E 1(1)叠加原理：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矢量和 例如：图中 等于 1与 2的矢量和 (2)比较大的带电体的电场 ， 可把带电体分成若干小块 ， 每小块看成点电荷 ， 用点电荷电场叠加的方法计算 (3) 均匀带电球体 ( 或球壳 ) 外各点的电场强度： E 如图所示 式中 r 是球心到该点的距离 ( r R ) ， Q 为整个球体所带的电荷量 在 7、真空中 10 9 C， 直线 点 ， r 30 q 10 10 C， 如图所示 求： (1)点受到的作用力； (2) (3)拿走 点的电场强度； (4)M、 题 型 1 对电场强度的理解和点电荷场强的计算 【解析】 根据题意， Q 是场源电荷， q 为试探电荷，为了方便，只用电荷量的绝对值计算力和电场强度的方向可通过电荷的正、负判断 (1) 电荷 q 在电场中 M 点所受到的作用力是电荷 Q 通过它的电场对 q 的作用力，根据库仑定律，得 109 10 9 10 N 10 8N 因为 Q 为正电荷， q 为负电荷，库仑力是吸引力，所以力的方向沿 向 Q . (2) 解法一： M 点的电场强度 8、E M F 108/( 1 . 0 10 10) N/ C 100 N/C ，其方向沿 线背离 Q ，因为它的方向与正电荷所受静电力的方向相同 解法二：将 F M 入 E M F E M 109 10 N /C 1 0 0 N/ C (3) 从 M 点拿走检 验电荷 q ，有的同学说 M 点的电场强度 E M 0 ，这是错误的其原因在于电场强度是反映电场力的性质的物理量，它是由形成电场的场源电荷 Q 决定的，与检验电荷 q 是否存在无关 (4) 据公式 E ， M 点电场强度较大 【 答案 】 见解析 【 方法总结 】 解决此类问题应注意以下两点： (1)电场强度的大小和方向取决于电场本身 ( 9、2)电场强度的求解方法有两种 ， 一是用定义式 EF/ 该式适用于任何电场；二是用 E kQ/ 其方向由场源电荷 如 向内 ) 点电荷 点 ， 现在在 q 2 10 8 它受到的静电力为 10 5 N， 方向水平向左 ，则： (1)点电荷 点产生的场强大小为 E _，方向 _ (2)若在 q 4 10 8 此时点电荷 点产生的场强大小为 E_， 方向 _ 变式训练 1析 ： (1) 场源电荷在 A 点产生的场强 E 10 52 10 8 N /C 3 . 6 103N/ C 方向水平向左 (2) 试探电荷为 q 4 10 8C 时，场强不变， 即 E 103N/ C 试探电荷 q 受到的电场力 10、 F q E 10 4N F 方向水平向右 答案： (1)103 N/C 水平向左 (2)103 N/C 10 4 N 水平向右 圆心为 其位置关于 如图所示 要使圆心处的电场强度为零 ， 可在圆周上再放一个适当的点电荷 Q， 则该点电荷 ( ) A 应放在 Q 2q B 应放在 Q 2q C 应放在 Q q D 应放在 Q q 题 型 2 电场强度的叠加问题 【解析】 先将 q 、 q 在 O 点产生的电场强度合成，因为 q 、 q 与 O 点构成等边三角形，可求出合电场强度 小 图所示，欲使圆心 O 处的电场强度为零，所放置的点电荷 Q 在 O 点产生的电场强度方向必须水平向左，且大小也为 11、 若在 A 点和 B 点放置点电荷 Q ，则它产生的电场强度只能沿竖直方向，达不到目的若在 C 点放置点电荷 Q ，则必为负电荷且 Q q ，选项 C 对若在 D 点放置点电荷 Q ，则必为正电荷，且 Q q ，选项 D 对 【 答案 】 方法总结 】 解决此类问题的基本思路是： (1)明确有几个场源； (2)分析各个场源在所考查的位置或空间激发电场的大小和方向； (3)根据场叠加原理 ， 多个场源激发电场的合电场强度等于各个电场单独存在时 ， 在该点产生的电场强度的矢量和 如图所示 ， 真空中带电荷量分别为 、 r， 求： (1)两点电荷连线的中点 (2)在两点电荷连线的中垂线上距 A、 处的场强 变式训练 2析： (1) 点电荷 A 、 B 在 O 点处的场强如图甲所示 点电荷 A 在 O 点处的场强 向 A B 点电荷 B 在 O 点处的场强 向 A B 所以 O 点处的场强 方向 A B (2) 点电荷 A 、 B 在 O 点处的场强如图乙所示 点电荷 A 在 O 点处的场强 E A 方向 A O . 点电荷 B 在 O 点处的场强 E B 方向 O B ， 因 E A 与 E B 夹角为 1 20 ， 所以 O 点处的场强 E O E A E B。