高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第三节 电场 电场强度教课ppt课件

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一 电场1．概念：凡是有________的地方，在它周围就存在________。________是物质存在的一种形式。2．基本性质：对放入其中的电荷有作用力。电荷之间的相互作用是通过________发生的。3．静电场：________场源电荷在其周围产生的电场。
[思考](1)电场是一种物质，那么场这种物质和实物的差别在哪里？提示：(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，电场虽然看不见、摸不着，但它是客观存在的一种物质。
(2)电场的基本性质是什么？如何去探究电场的这种性质？提示：(2)电场对放入其中的电荷有力的作用。可在电场中放一试探电荷，通过分析试探电荷的受力研究电场性质。
二 电场强度1．两种不同功能的电荷(1)试探电荷：放入电场中探测电场______的电荷，电荷量和体积都________。(2)场源电荷：________的电荷。
2．电场强度叠加如果空间中同时存在多个点电荷，这时在空间中某一点的场强等于各个点电荷________存在时在该点产生的场强的________。
四 电场线1．电场线(1)电场线：在电场中画出一系列有方向的________，使曲线上每一点的________方向都和该处的场强方向一致，这样的曲线就叫作电场线。
(2)几种特殊的电场线分布，如图所示。
(3)电场线的特点①电场线从________或无限远出发，终止于________或负电荷。②同一电场的电场线在电场中不________。③在同一电场中，电场强度较大的地方电场线__________，电场强度较小的地方电场线________。
2．匀强电场(1)定义：各点场强大小和方向都________的电场叫作匀强电场。(2)特点：①电场方向处处相同，电场线是________。②电场强度大小处处相等，电场线间隔________。
[思考]　(1)有同学认为，A点在如图所示的两条电场线之间，由于无电场线故A点无电场。你认为对吗？提示：(1)不对，电场线是人们为形象研究电场，人为画出的一些线，在电场中任何区域均可画电场线。
(2)为什么电场中电场线不会相交？提示：(2)如果电场中电场线相交，在交点处有两个“切线方向”，就会得出电场中同一点电场方向不唯一的错误结论。
提示：(1)不是，电场是由场源电荷产生的，与试探电荷的存在与否没有关系。
(2)在空间中有一电场，把一带电荷量为q的试探电荷放在电场中的A点所受的电场力为F。电场中A点的电场强度EA为多大？
(3)将电荷量为2q的试探电荷放在电场中的A点所受的电场力为多大？此时A点的电场强度EA′为多大？
1．电场强度的两个性质(1)唯一性：电场中某点的电场强度E是唯一的，是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)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。电场中不同的地方，电场强度一般是不同的。(2)矢量性：电场强度描述了电场的方向，是矢量，其方向与在该点的正电荷所受静电力的方向相同，与在该点的负电荷所受静电力的方向相反。
2．两点说明(1)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，但点电荷不一定能作试探电荷。(2)和已经学过的其他矢量一样，比较电场强度是否相同时，一定要考虑大小、方向两个要素。
　如图所示，在一带负电的导体A附近有一点B，如在B处放置一个电荷量为－2.0×10－8 C的点电荷q1，测出其受到的静电力F1大小为4.0×10－6 N，方向如图所示。(忽略q1对电场的影响)
(1)B处电场强度是多大？方向是怎样的？(2)拿走q1后，B处的电场强度是多大？(3)如果换用一个电荷量为4.0×10－7 C的点电荷q2放在B点，此时B处电场强度是多大？方向是怎样的？电荷q2受力如何？
(2)确定电场强度的方向一定要先看清试探电荷是正电荷还是负电荷，再确定电场强度与电场力的方向是相同还是相反。
解析：电场中某点的电场强度与形成电场的场源电荷和空间位置有关，与有无试探电荷无关，其方向是正电荷在该点的受力方向，故B正确。
2．一个试探电荷在电场中某点受到的电场力为F，这点的电场强度为E，在图中能正确反映q、E、F三者关系的是(　　)解析：电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定，与放入该点的试探电荷及其所受电场力无关，A、B错误；试探电荷在该点受到的电场力F＝Eq，F正比于q，C错误，D正确。
　点电荷的电场　电场强度叠加　(1)如图1所示，在正点电荷Q的电场中有一正试探电荷q，已知q到Q的距离为r，Q对q的作用力是多大？Q在q所在位置产生的电场的电场强度是多大？方向如何？ 
(2)如果再有一正点电荷Q′＝Q，放在如图2所示的位置，q所在位置的电场的电场强度多大？方向如何？ 图2
2.电场强度叠加(1)对于较大的不能视为点电荷的带电体的电场强度，可把带电体分成很多小块，每块可以看成点电荷，用点电荷电场强度叠加的方法计算。(2)存在两个或两个以上场源点电荷的空间，求解某点场强或比较两点场强大小时要用场强的叠加，且场强的叠加满足平行四边形定则。
　如图所示，真空中，带电荷量分别为＋Q和－Q的点电荷A、B相距为r，则：
(1)点电荷A、B在其连线的中点O产生的场强分别为多大？方向如何？
(2)两点电荷连线的中点O的场强为多大？方向如何？
[方法技巧]电场强度是矢量，合成时遵循矢量运算法则(平行四边形定则或三角形定则)，常用的方法有图解法、解析法、正交分解法等；对于同一直线上电场强度的合成，可先规定正方向，进而把矢量运算转化成代数运算。
　电场线的理解与应用　(1)在实验室，可以用实验模拟电场线：头发屑在蓖麻油中的排列显示了电场线的形状。这能否说明电场线是实际存在的线？
提示：(1)电场线实际上不存在，但可以用实验模拟。
(2)电场线是如何表示电场方向和强弱的？提示：(2)在电场中，某点电场线的切线方向表示该点电场强度的方向；电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场强度较大的地方电场线较密，反之较疏。
1．电场线的应用(1)按照电场线画法的规定，场强大处电场线密，场强小处电场线疏，根据电场线的疏密可以比较场强的大小。(2)根据电场线的定义，电场线每点的切线方向就是该点电场强度的方向。
2．等量异种点电荷与等量同种点电荷的电场线比较
3.电场线与带电粒子运动轨迹的关系(1)电场线不是带电粒子的运动轨迹。(2)同时具备以下条件时运动轨迹与电场线重合：①电场线为直线；②带电粒子的初速度为零，或初速度沿电场线所在直线；③带电粒子只受电场力，或其他力的合力沿电场线所在直线。
(3)只在电场力作用下，以下两种情况带电粒子都做曲线运动，且运动轨迹与电场线不重合：①电场线为曲线；②电场线为直线时，带电粒子有初速度且与电场线不共线。
　(多选)如图所示是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线，虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可判断出该带电粒子(　　)A．电性与场源电荷的电性相同B．在a、b两点所受电场力大小Fa>FbC．在a、b两点的速度大小va>vbD．在a、b两点的动能EkaEkb，va>vb，同理可分析带电粒子由b点运动到a点时也有Eka>Ekb，va>vb，选项C正确，D错误。
[规律总结]根据电场线和粒子的运动轨迹判断运动情况在电场线与粒子运动轨迹的交点处确定速度方向和电场力方向(或电场力的反方向)。(1)轨迹上该点切线的方向为速度方向。(2)电场线上该点切线的方向为电场力的方向或其反方向，然后根据力指向轨迹的凹侧的特点，确定电场力的方向。(3)根据力与速度间的夹角判断粒子加速还是减速。
　5.(多选)在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中a、b两点电场强度方向相同的是(　　)
解析：A选项中，与点电荷等间距的a、b两点，场强大小相等，方向不同，选项A错误；对B选项来说，根据等量异种电荷电场线的特点及对称性可判断，b点和a点场强大小相等，方向相同，选项B正确；C选项中，等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点，场强大小相等，方向相反，选项C错误；D选项中，根据电场线的疏密程度可判断，b点的场强大于a点的场强，方向相同，选项D正确。
6.A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在静电力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其v ­t图像如图所示。则此电场的电场线分布可能是(　　)
解析：负点电荷在静电力的作用下由A运动到B，由v ­t图像知，负点电荷做加速度逐渐增大的减速运动。由F＝ma得静电力越来越大，即A→B电场强度越来越大，电场线分布越来越密。又由于负电荷所受静电力方向与速度方向相反，由B到A，故场强方向为由A到B，故A选项正确。
求解电场强度的非常规思维方法一、方法介绍