2019-2020学年高中物理 第1章 静电场 第3节 电场强度课件 新人教版物理选修3-1

3电场强度同学们，上一节我们学习了库仑定律，首先请大家回顾一下有关知识，然后回答下面的几个问题：1．(2017·怀柔校级期末)对于点电荷的理解，正确的是()A．点电荷就是带电量很少的带电体B．点电荷就是体积很小的带电体C．体积大的带电体肯定不能看成点电荷D．带电体如果本身大小和形状对它们间的相互作用影响可忽略，则可视为点电荷课前·自主学习【答案】D【解析】当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷，与电荷的实际大小和带电量无关，故A、B错误；体积大的带电体，当在研究的问题中大小可以忽略不计时，能看成点电荷，故C错误；带电体如果本身大小和形状对它们间的相互作用影响可忽略，则可简化为点，即视为点电荷，故D正确．故选D.2．如图所示，同一直线上有A、B、C三点，A、B处均固定着一正电荷，C处的负电荷受A、B的库仑力的合力记为F，若将C处的电荷向B移近一些，力F会()A．变小B．变大C．不变D．变大、变小均有可能【答案】B【解析】将C处的负电荷向B移近，A、B处的正电荷对其吸引力都增大，合力F就增大，B正确．一、电场1．电场：在电荷的周围存在着由它产生的电场，场和实物是物质存在的两种形式．2．电场的性质：电场的基本性质是它对放入其中的电荷______________，这种力叫________，电荷间的相互作用是通过_______发生的．3．静电场：____________产生的电场．产生力的作用库仑力电场静止的电荷打开自来水龙头，然后将水流变细，再用带电的橡胶棒去靠近水流．发现水流偏向带电棒一侧，为什么带电棒与水流没有接触，水流的方向却发生了弯曲？【答案】带电的橡胶棒能够吸引轻小物体，细小的水流被橡胶棒吸引而弯曲．二、电场强度1．两种不同功能的电荷(1)试探电荷：用来检验电场____________及其_______分布情况的电荷，电荷量和尺寸必须_______．(2)场源电荷：____________的电荷．2．定义：____________在电场中某个位置所受的力与其____________成正比，即F＝qE，在电场的不同位置，比例常数E一般____________，它反映了电场在这点的性质，叫作电场强度．是否存在强弱较小产生电场试探电荷电荷量不一样3．公式：E＝Fq.4．单位：_______或______．5．方向：电场强度是矢量，规定电场中某点的电场强度的方向跟____________在该点所受的静电力的方向相同．N/CV/m正电荷2．匀强电场：电场中各点的电场强度的____________都相同的电场．三、点电荷的电场、匀强电场、电场的叠加1．点电荷的电场(1)大小：E＝kQr2.(2)方向：Q为正电荷时，在电场中的某点P，E的方向由__________；Q是负电荷时，E的方向由____________．Q指向PP指向Q大小和方向3．电场强度的叠加如果场源电荷不止一个点电荷，则电场中某点的电场强度为各个点电荷________在该点产生的电场强度的_________．单独矢量和四、电场线1．电场线：画在电场中的有_______的曲线，曲线上每一点的切线方向与该点__________的方向一致．2．电场线特点：(1)起始于无限远或正电荷，终止于________或_______．(2)任意两条电场线不相交．(3)电场线的疏密表示电场的________．(4)电场线不是_____________的线，是为了__________描述电场而假想的线．3．匀强电场的电场线：____________的平行直线．方向电场强度负电荷无限远强弱实际存在形象地间距相等1．对电场的三点理解(1)电场是一种特殊物质，并非由分子、原子组成，但客观存在，它能通过一些性质表现其存在．(2)电荷的周围一定存在电场，静止电荷的周围存在静电场．本章的研究规律，有些是只适用于静电场的．(3)电荷间的相互作用是通过电场发生的，不是超距作用，是通过电场来传递的．课堂·优化整合电场和电场强度2．电场强度的理解(1)电场强度反映了电场的力的性质．(2)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．(3)矢量性：电场强度描述了电场的强弱，是矢量，其方向与在该点的正电荷所受电场力的方向相同，与在该点的负电荷所受电场力的方向相反．3．电场与电场强度的关系：电场强度是为描述电场而引入的物理量，场强的大小与方向分别表示电场的强弱与方向．4．电场强度的求解方法(1)定义式E＝Fq求解法：由于定义式适用于任何电场(只要放入的电荷不影响原电场的分布)，所以都可用试探电荷所受的电场力与其电荷量的比值表示该点的电场强度．(2)决定式E＝kQr2求解法：中学阶段只讨论点电荷在真空中的电场分布，故直接用点电荷的公式求得．(3)场的叠加法：根据矢量叠加——平行四边形定则，把每一个电荷产生的电场矢量合成．下列关于电场的说法中正确的是()A．电场是客观存在的物质，但不是由分子、原子等实物粒子组成的B．放在电场某点的试探电荷电量减半，则该点的电场强度也减半C．放在电场某点电荷的受力方向即为该点的场强方向D．放在电场中某点的电荷所受的电场力越大，表明该点的电场强度越大例1解析：电场是客观存在的一种特殊物质，A对；电场中某点的电场强度是唯一的，不会随放入电荷的电荷量的变化而变化，也不随电荷所受的电场力的变化而变化，B、D错；电场的方向与在该点的正电荷所受电场力的方向相同，与在该点的负电荷所受电场力的方向相反，C错．答案：A(2019·上海名校二模)在真空中的点电荷Q产生的电场中，距Q为a处的电场强度为E，若将置于a处的点电荷q的电荷量增加一倍，则a处的场强为()A．EB．2EC．4ED．8E解析：将置于a处的点电荷q的电荷量增加一倍时，电场力增大，但电场强度由点电荷Q决定，Q不变，故电场强度仍为E.故A正确，B、C、D错误．答案：A例2答案：B解析：由于b点处的场强为零，根据电场叠加原理知，带电圆盘和a点处点电荷在b处产生的场强大小相等，方向相反．在d点处，带电圆盘和a点处点电荷产生的场强方向相同，所以E＝kq3R2＋kqR2＝k10q9R2，所以B选项正确．1．(2017·江都名校检测)关于电场力和电场强度，以下说法中不正确的是()A．一点电荷分别处于电场中的A、B两点，电荷受到的电场力大则该处场强大B．在电场某点如果没有试探电荷，则电场力为零，电场强度也为零C．电场中某点场强为零，则试探电荷在该点受到的电场力为零D．一试探电荷在以一个点电荷为球心、半径为r的球面上各点所受电场力不同【答案】B【解析】一点电荷分别处于电场中的A、B两点，根据场强的定义式E＝Fq分析得知，电荷受到的电场力大，场强大，故A正确．在电场中某点没有检验电荷时，电场力为零，但电场强度不为零，电场强度与检验电荷无关，由电场本身决定，故B错误．电场中某点场强E为零，由电场力公式F＝qE可知，检验电荷在该点受到的电场力一定为零，故C正确．一检验电荷在以一个点电荷为球心，半径为r的球面上各点所受电场力大小相等，但方向不同，所以电场力不同，故D正确．本题选不正确的，故选B.点电荷的电场、电场的叠加1．点电荷的电场(1)公式：E＝kQr2.其中Q为场源电荷的电荷量，而非试探电荷的电荷量．(2)方向：如果以Q为圆心，r为半径作一球面，则球面上各点的电场强度大小相等．当Q为正电荷时，E的方向沿半径向外；当Q为负电荷时，E的方向沿半径向内．2．电场强度的叠加(1)有几个场源电荷，就产生几个电场，各场源点电荷在某处产生的电场强度均可用E＝kQr2来求得，每一个电荷的电场强度不受其他电荷的影响．(2)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．这种关系叫作电场强度的叠加，故当某处同时存在几个电场时，该处的电场强度可以用平行四边形定则求得．(3)求比较大的带电体的电场强度，可把带电体分成若干小块，每小块看成一个点电荷，用点电荷电场叠加的方法计算．如图所示，在边长为l的正方形四个顶点A、B、C、D上依次放置电荷量为＋q、＋q、＋q和－q的点电荷，求正方形中心O点的电场强度．解析：A、C两点上的电荷在O点产生的场强大小相等，方向相反，正好抵消，最终的场强为B、D两点电荷在O点产生场强的合场强．例3则O点的场强E＝EB＋ED＝kq22l2＋kq22l2＝4kql2，方向沿OD连线由O指向D.答案：正方形中心O点的电场强度为4kql2，方向沿OD连线由O指向D.2．(2019·遵义名校月考)如图所示，点A、B、C在半径为r的同一圆周上，三点等分圆周，A点放置正点电荷，所带电荷量为＋2Q3，B、C点放置负点电荷，所带电荷量为－Q3，静电力常量为k.则三个点电荷在圆心O处产生的电场强度大小为()A.kQr2B.kQ3r2C.kQ9r2D.2kQ3r2【答案】A【解析】在A点的电荷在O点产生的场强EA＝2kQ3r2，方向沿AO方向；在B、C点的电荷在O点产生的场强均为EB＝EC＝kQ3r2，方向分别沿OB和OC方向；因EB和EC互成120°角，则合场强为EBC＝kQ3r2，方向沿AO方向．则O点的场强为EO＝EA＋EBC＝2kQ3r2＋kQ3r2＝kQr2.故A正确，B、C、D错误.