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3 電場強度 本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo) 2理解用什么方法來確定電場的強弱和方向 即理解電場強度的概念 場強定義式的意義 1知道什么叫做電場 電場的基本性質(zhì)是什么 3能推出點電荷場強的公式 理解它的意義 請同學(xué)們閱讀教材第10頁至第12頁 然后將請同學(xué)回答問題 4掌握場強的疊加原理 會求合場強 5掌握電場線的概念 理解它的意義 知道電場線的特點 記住幾種電場的電場線 一自主學(xué)習(xí) 1電荷與電荷之間的相互作用是通過什么而發(fā)生的么 電場 2什么是電場 電場的基本性質(zhì)是什么 電場是由電荷激發(fā)的一種特殊形態(tài)的物質(zhì) 電場的基本性質(zhì)對放入其中的電荷有力的作用 靜電力 也叫電場力 3電場有強弱和方向 那么空間是否有電場通過什么來檢驗 空間某點電場的強弱和方向又通過什么來確定 通過電荷 這個電荷叫做試探電荷或檢驗電荷 它是用來檢驗電場的有無和強弱的 要求它的電荷量和尺寸充分小 不影響場源電荷的電場分布 一自主學(xué)習(xí) 4能否用試探電荷在電場中所受靜電力的大小來表示該點電場的強弱 不能 因為試探電荷的電荷量越大 受到的靜電力也越大 試探電荷的電荷量越小 受到的靜電力也越小 該處若沒有試探電荷 該處也沒有靜電力 5怎樣才能確定空間某點電場的強弱呢 用單位電荷受到的電場力來確定空間某點電場的強弱 即試探電荷受到的電場力跟它的電荷量的比值 6什么叫做電場強度 電荷在電場中某點受到的電場力F跟它的電荷量q之比叫做該點的電場強度 用E表示 即E F q 一自主學(xué)習(xí) 7電場強度的單位是什么 N C 牛 庫 或V m 伏 米 8電場強度的方向是怎樣規(guī)定的 規(guī)定正電荷在電場中受到的靜電力的方向為該點場強方向 亦即場強方向跟負(fù)電荷在電場中受到的電場力方向相反 9真空中有一個電荷是Q的正點電荷 它會在周圍產(chǎn)生電場 那么在離此電荷r處的電場強度是多少 場強方向如何 根據(jù)電場強度的確定方法E F q 則該處場強的大小為E kQq r2q kQ r2 式中Q是場源電荷的電荷量 說明電場空間某點的場強只跟場源電荷及空間的位置有關(guān) 跟試探電荷的電荷是的大小和有無沒有關(guān)系 根據(jù)電場強度方向的規(guī)定 該點電荷場強的方向是沿該點到場源的連線指向外面 若場源是負(fù)電荷 則方向相反 一自主學(xué)習(xí) 11電場強度公式E kQ r2是對哪種情況而言的 真空中 點電荷 即上式是一個點電荷在它的周圍與所產(chǎn)生的電場的電場強度的計算公式 12若空中有幾個點電荷 則它們都要產(chǎn)生電場 那么空中某一的合場強是怎樣的 合場強遵循矢量疊加原理 即電場中某點的場強為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和 按平行四邊形定則合成 13一個電荷量均勻分布的球或球殼 它在球外部產(chǎn)生的電場強度怎樣計算 按點電荷的場強公式計算 其中的r是該點到球心的距離 一自主學(xué)習(xí) 14什么是電場線 在電場中畫出一些有方向的 起于正電荷 止于負(fù)電荷的曲線 使曲線上每上點的切線方向跟該點的場強方向一致 這樣的線就叫做電場線 15電場線有什么特點 電場線起于正電荷 止于負(fù)電荷 電場線的切線方向為該點場強方向 電場線密處場大 稀處場強小 電場線不相交 不相切 不閉合 16正負(fù)電荷的電場線 等量異種電荷的電場線 等量同種電荷的電場線的形狀你記住了沒有 見教材第13頁 一自主學(xué)習(xí) 17什么是勻強電場 它的電場線的形狀是什么樣 如果電場中各點電場強度的大小相等 方向相同 這個電場就叫做勻強電場 它的電場線是間隔相等的平行線 二質(zhì)疑提問 1電場強度的定義為E F q 那么空間某點的電場強度跟試探電荷受到的靜電力成正比 跟它的電荷量成反比 對嗎 空間某點的電場強度由電場本身決定 與該處是否有試探電荷及試探電荷電荷量的大小無關(guān) 就好象物質(zhì)的密度 m v是由物質(zhì)本身決定 跟物體的體積無關(guān)一樣 2電場強度是一個什么樣的物理量 電場強度是描述電場力的性質(zhì)的物理量 根據(jù)E F q 有F Eq 即同一電荷在電場強度大的地方 受到的靜電力也越大 3電場強度有兩個公式E F q和E kQ r2 它們有區(qū)別嗎 我們以后計算場強究竟用哪個公式 前一個公式是電場強度的定義式 對任何電場都適用 后一個公式是點電荷產(chǎn)生的電場電場強度的計算公式 它僅是對真空中的點電荷而言的 二質(zhì)疑提問 4一個均勻帶電的球或球殼 在其球心的電場強度是多少 5電場線是實際存在的線嗎 電場線就是帶電粒子的運動軌跡嗎 電場線實際中不存在的 電場線的提出是人們?yōu)樾蜗竺枋鲭妶龆藶楫嫵龅?電場線一般不是帶電粒子的運動跡 尤其是當(dāng)電場線為曲線時 根據(jù)電場強度的疊加原理 其球心處的電場強度為零 三問題探究 1空間有一電場 一個電荷量是q 2 10 8C的檢驗電荷在電場中的某點受到的靜電力為F 6 10 5N 1 該處的電場強度是多少 2 若在該改放一個電荷量是q1 3 10 7C的檢驗電荷 則該處的電場強度是多少 3 若在該處不放檢驗電荷 則該處的電場強度是多少 1 E F q 3 103N C 2 該處場強不變 3 仍不變 2如圖 真空中有一對等量同種電荷AB 均帶正電 所帶電荷量均為Q AB相距2L 在它們的垂直平分線上有一點P 離AB連線中點O的距離是d 求 1 該處場強大小和方向 2 若改為一對等量異種電荷 所帶電荷量的絕對值仍為Q 求該處場強大小和方向 三問題探究 3如圖 實線表示電場線 虛線表示一帶正電的粒子在電場中的運動軌跡 不計粒子重力 1 比較電場中M N兩點電場強度的大小 2 比較粒子在M N兩點加速度的大小 3 畫出粒子在M N兩點加速度的方向 1 EN EM 2 aN aM 3 方向如圖 4所示的各電場中 A B兩點場強相同的是 C 四課堂檢測 1 下列說法中正確的是 A 場強的定義式E F q中 F是放入電場中的電荷所受的力 q是放入電場中的電荷的電量B 場強的定義式E F q中 F是放入電場中的電荷所受的力 q是產(chǎn)生電場的電荷的電量C 在點電荷所產(chǎn)生的場強公式E kQ r2中 Q是場源電荷的電荷量D在點電荷所產(chǎn)生的場強公式E kQ r2中 Q是放入電場中電荷的電荷量 AC 四課堂檢測 2 真空中兩個等量異種點電荷電量的值均為q 相距r 兩點電荷連線中點處的場強為 A 0B 2kq r2C 4kq r2D 8kq r2 D 3如圖所示 用30cm的細(xì)線將質(zhì)量為4 10 3 的帶電小球P懸掛在 點下 當(dāng)空中有方向為水平向右 大小為1 104N C的勻強電場時 小球偏轉(zhuǎn)37 后處在靜止?fàn)顟B(tài) 1 分析小球的帶電性質(zhì) 2 求小球的帶電量 五小結(jié)評價 1電場是由電荷激發(fā)的一種特殊形態(tài)的物質(zhì) 它的基本性質(zhì)是力的性質(zhì)2電場強度的定義為E F q 規(guī)定正電荷在電場中受到靜電力的方向為場強方向3點電荷場強的計算公式為E kQ r24電場可以疊加 它的合成按平行四邊形定則5電場線是為了形象描述電場面人為畫出的 它的切線方向 它的稀密分別表示場強的方向和大小