資源簡介

(共33張PPT)
第一章 靜電場
1.3靜電場 電場強度和電場線
目錄
01
學習目標
04
課堂拓展
02
新課導入
05
跟蹤訓練
03
新課講解
06
課堂小結
Part 01
學習目標
學習目標
1.知道靜電場的概念及基本性質。
2. 理解電場強度及定義式，并能用該公式進行有關計算。
3. 掌握點電荷的電場強度公式及電場強度的疊加。
4. 掌握電場線的定義和特點，會用電場線表示電場。
Part 02
新課導入
新課導入
例如：壓力,支持力,拉力和摩擦力等
物體間的相互作用，有的需要通過接觸；
物體間的相互作用，有的不需要通過接觸；
例如：庫侖力
力的作用
電荷
電荷
那么，沒有接觸的兩個電荷之間的相互作用靠什么傳遞呢？
Part 03
新課講解
新課講解
一、電場
19世紀30年代，法拉第提出一種觀念，認為在電荷的周圍存在著一種特殊形式的物質，即電場，電荷間的相互作用就是通過電場發生的。電場對電荷的作用，稱為電場力。
電荷
電荷
對B作用
對A作用
產生
產生
B受到的力是A產生的電場對B的作用力
A受到的力是B產生的電場對A的作用力
電場
A
B
法拉第（1791-1867）
新課講解
一、電場
2.電場的基本性質：對放入電場的電荷有力的作用，這種力叫做電場力。
電場看不見、摸不著的但又客觀存在的特殊物質。
電場像分子、原子等實物粒子一樣具有能量。
電荷
電場
電荷
A
B
3.靜電場：靜止電荷產生的電場，叫作靜電場。
1.定義：電場是電荷周圍客觀存在的一種特殊物質
新課講解
一、電場
探究1：如何檢驗看不見的電場的存在？
電場的基本性質：電場對放入其中的電荷有力的作用來檢驗-電場力。即：把一個檢驗電荷放入場源電荷產生的電場中，看是否受到力的作用。
1、場源電荷：產生電場的電荷。
2、檢驗電荷：用來檢驗電場是否存在及其強弱分布情況的電荷。
新課講解
一、電場
探究2：能否用電場力的大小表示電場的強弱呢？
+q
F
+2q
2F
+3q
3F
1.電場中的同一點，不同電荷所受力不同，但比值F/q是一定的。
2.電場中不同的點，同一電荷所受力也不同，比值F/q是不同的。
結論:F/q能反映電場中某點的性質——電場的強弱，F是不能表示電場強弱的。
新課講解
二、電場強度
1.定義：放入電場中某一點的試探電荷受到的靜電力跟它的電荷量的比值叫該點的電場強度，簡稱場強，用E表示。
2.表達式：
3.單位：
定義式，適用于任意電場
（比值法定義）
注：電場中某點的電場強度E是唯一的，是由電場本身的特性(形成電場的電荷及空間位置)決定的，與是否放入試探電荷、放入電荷的電性、電荷量的多少均無關。電場中不同的地方，電場強度一般是不同的。
新課講解
負電荷在電場中某點受到的電場力的方向跟該點的場強方向相反。
4.場強的矢量性：
+Q
+q
F
E
-Q
+q
F
E
+Q
-q
F
E
E
-Q
-q
F
電場中某點的電場強度的方向跟正電荷在該點所受靜電力的方向相同。
二、電場強度
新課講解
三、點電荷的電場強度
+Q
該點的場強為
F
E
利用場強的定義式和庫侖定律推導
+q
如果以Q為中心作一個球面，則球面上各點的電場強度大小相等。
新課講解
1.定義式：
Q ：場源電荷
r ：電場中某點到Q的距離
條件：只適用于真空中點電荷!
正電荷
發散
2.方向：
+
負電荷
收斂
-
三、點電荷的電場強度
新課講解
公式 適用范圍 場強與電荷
定義式，適用于一切電場
決定式，僅對點電荷的電場適用
由場源電荷Q及該點到Q的距離r決定
3.
和
的區別
q是檢驗電荷，E與q大小、有無無關
三、點電荷的電場強度
新課講解
四、電場強度的疊加
如果場源電荷不只是一個點電荷，那么電場強度又是多少呢？
電場強度的疊加：
電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產生的電場強度的矢量和。
+
1
Q
2
Q
P
1
E
2
E
1
E
2
E
+
1
Q
2
Q
P
E
E
獨立性：同一空間內各個場強對電荷的作用互不影響。
新課講解
一個半徑為R的均勻帶電球體（或球殼）在外部產生的電場，與一個位于球心的、電荷量相等的點電荷產生的電場相同。
Q
r
P
r
Q
P
四、電場強度的疊加
新課講解
五、電場線
除了用數學公式描述電場外，形象地了解和描述電場中各點電場強度的大小和方向也很重要。法拉第采用了一個簡潔的方法來描述電場，那就是畫電場線（electric fieldline）。
如何形象的反映和描述抽象的電場呢？
新課講解
五、電場線
如果在電場中畫一些曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟該點的電場強度方向一致，這樣的曲線叫做電場線。
為了形象描述電場而引入的假想曲線，并不真實存在
1.定義：
A
B
C
電場線的疏密表示電場的強弱。在同一幅圖中，電場強度較大的地方電場線較密，電場強度較小的地方電場線較疏。
新課講解
2.常見電場中的電場線分布
特點：
③以點電荷為球心作個球面，電場線處處與球面垂直，在此球面上電場強度大小處處相等，方向不同。
（1）正、負點電荷的電場中電場線的分布
①離點電荷越近，電場線越密，電場強度越大。
②在點電荷形成的電場中不存在電場強度（大小、方向）相同的點。
五、電場線
新課講解
2.常見電場中的電場線分布
五、電場線
（2）等量異種點電荷
②兩點電荷連線的中垂面(中垂線)上，場強方向均相同，且總與中垂面(線)垂直。在中垂線上到O點等距離處各點的場強相等，中點場強最大。
O
①兩點電荷連線上各點，電場線方向從正電荷指向負電荷。連線上，中點場強最小；
③在中垂面(線)上的電荷受到的電場力的方向總與中垂面(線)垂直，因此，在中垂面(線)上移動電荷時電場力不做功。
新課講解
②中點O附近的電場線非常稀疏，但場強并不為零。
O
①兩點電荷連線中點O處場強為零，此處無電場線。
④在中垂面(線)上從O點到無窮遠，電場線先變密后變疏，即場強
先變強后變弱。
（3）等量同種電荷
③兩點電荷連線中垂面(中垂線上)，場強方向總沿面(線)遠離O(等量正電荷)
2.常見電場中的電場線分布
五、電場線
新課講解
3.電場線的特點總結
五、電場線
（1）曲線上每點的切線方向表示該點的電場強度方向。
（2）電場線總是從正電荷或無限遠出發，終止于無限遠或負電荷，因此電場線不是閉合曲線；
（3）電場線在電場中不相交（同一點的電場不能有兩個方向）；
（4）在同一電場中，電場強度較大的地方電場線較密，電場強度較小的地方電場線較疏。
（5）電場線并不是真實存在的，只是為了描述電場方便而假想的線。
（6）不能用帶電粒子在電場中運動的軌跡來描繪電場線。
Part 04
課堂拓展
課堂拓展
1.定義：各點電場強度的大小相等、方向相同的電場。
2.勻強電場的電場線：間隔相等的平行直線。
實例：相距很近帶有等量異種電荷的一對平行金屬板間的電場(忽略邊緣)可以看做勻強電場。
勻強電場
Part 05
跟蹤訓練
跟蹤訓練
B
跟蹤訓練
A
跟蹤訓練
B
Part 06
課堂小結
課堂小結
電 場
施 以 電 場 力
產 生
電場強度
電場線
特點
常見的電場線
定義
內容
表達式
單位
方向
電 荷
正電荷
負電荷
遵從規律
電荷守恒定律
庫侖定律
本節到此結束
祝學習愉快

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