13电场强度课件人教版选修3 1
选修3-1 1.3电场强度课件
如图， 点的场强，等于+Q 1） 如图，P点的场强，等于+Q1在该点产生 的场强E 在该点产生的场强E 的矢量和。 的场强E1和-Q2在该点产生的场强E2的矢量和。
P
E1 E
.
E2 +Q1 -Q2
2）、一个半径为R的均匀带电球体（或球 ）、一个半径为 的均匀带电球体 带电球体（ ）、一个半径为 壳）在外部产生的电场 与一个位于 球心的、电 球心的、 荷量相等的 点电荷产生 的电场相同 Q
1、重力； 2、万有引力； 3、静电力；
超距作用？
人教版 选修 3-1-1《静电场》
3、电场强度
没有其他东西做媒介，一个物体可以超越距离通 过真空对另一个物体作用……在我看来，这种思想荒 唐之极。 ——牛顿
一、电场（electric field）
19世纪30年代，法拉第提出一种观念，认为在电荷的周 围存在着由它产生的电场（electric field），处在电场中的其 他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。 电荷 电场 电荷
Q 大小： = k 2 大小： E r
1、点电荷的电场 、
点电荷Q在真空中形成的电场中， 点电荷Q在真空中形成的电场中，不同点的场强是 不同的，那么场强的大小由什么因素决定？ 不同的，那么场强的大小由什么因素决定？
F E = 2、 q
和
Q E = k 2 r
的区别：
电荷的意义 q是检验电 是检验电 荷，E与q 与 无关 Q是场源电 是场源电 荷，E与Q 与 成正比
在电场中A处放点电荷 例.在电场中 处放点电荷 在电场中 处放点电荷+q，其受电场 ， 力为F，方向向左， 力为 ，方向向左，则A处场强大小 处场强大小 F 为 ，方向为 向左 ；若将A处放点 若将 处放点 q 电荷为－2q，则该处电场强度大小 电荷为－ ， 为
物理：1.3《电场强度》基础知识讲解课件(新人教版选修3-1)
学习目标： 知道电荷间的相互作用是通过电场 学习目标 ： 1.知道电荷间的相互作用是通过电场 实现的，场与实物是物质存在的两种不同形式 实现的，场与实物是物质存在的两种不同形式. 2．体会用比值定义物理量的方法，理解电场强度 ．体会用比值定义物理量的方法， 的定义、公式、单位、方向. 的定义、公式、单位、方向 3．能推导点电荷场强公式，知道叠加原理，并进 ．能推导点电荷场强公式，知道叠加原理， 行简单计算. 行简单计算 4．知道电场线的定义和特点，会用电场线描述电 ．知道电场线的定义和特点， 场强度的大小、方向 场强度的大小、方向.
பைடு நூலகம்
四、电场线 1．电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线， ．电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线， 曲线上每点的 切线方向 表示该点的电场强度方向， 表示该点的电场强度方向，
电场线不是实际存在的线，而是为了形象描述电场而假 电场线不是实际存在的线， 想的线. 想的线
2．电场线的特点： ．电场线的特点： (1)电场线从 正电荷 电场线从 无穷远 或 负电荷 ； (2)电场线在电场中不 相交 ； 电场线在电场中不 (3)在同一电场里，电场线 密集 的地方场强大 在同一电场里， 的地方场强大. 在同一电场里 或 无穷远 出发终止于
二、电场强度 1．定义：放入电场中某一点的检验电荷受到的静 ．定义： 电力跟它的电荷量的 比值 ，叫做该点的电场强度. 叫做该点的电场强度 2．公式： ．公式： . .
3．单位：牛/库，符号 N/C ．单位： 库
4．方向：电场强度是矢量，规定某点电场强度的 ．方向：电场强度是矢量， 在该点所受的静电力的方向相同.负电 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静电力的方向跟该点电场强度的 方向 相反 .
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§1.3电场强度
两电荷不直接接触，它们之间的相互 作用是怎样产生的?
++ + A+ ++
θ
++ + B+ ++
一.电场
1、电荷间的相互作用力通过电场发生
电荷A
电场
电荷B
2、基本性质：
(1)对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫电场力。
(2)特殊性：看不见、摸不着、无法称量、可以叠加
-Q
+q
E
F
-Q
-q
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例题：电场中有一点P,下列说法正确的（ C）
A. 若放在P点的电荷的电荷量减半，则P点的场强减半 B. 若P点没有试探电荷，则P点场强为零 C. P点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越 大 D. P点的场强方向就是放在该点的电荷受电场力的方 向
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F 3、E
q
和
E
k
Q r2
的区别：
适用范围
EF q
Q E k r2
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q是检验电荷，
定义式，适用 于一切电场
(3)物质性：有质量、有能量、有惯性
3、场源电荷：能够激发电场的电荷
4.静电场：存在于静止电荷周围的电场称为静电场。 5.电场力：电荷间的相互作用力称为电场力。
第一章3 电场强度—人教版高中物理选修3-1讲义
3电场强度一、电场与电场强度1.电场及其性质电荷的周围存在着由它产生的电场，电荷之间的作用是通过电场发生的.电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用.2.场源电荷和试探电荷场源电荷是激发或产生我们正在研究的电场的电荷.试探电荷是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷.3.电场强度(1)定义及公式：试探电荷在电场中某个位置所受的力与它的电荷量的比值叫电场强度.公式E＝Fq，单位牛每库，符号为N/C.(2)物理意义：表示电场的强弱和方向.(3)方向：与正电荷在该点正电荷所受的静电力的方向相同，与负电荷在该点所受的静电力方向相反.二、点电荷的电场1.真空中点电荷的电场(1)场强公式：E＝k Qr2，其中k是静电力常量，Q是场源电荷的电荷量.(2)方向：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.电场强度的叠加场强是矢量，如果场源是多个点电荷时，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.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.3.E＝F与E＝kQ2的比较：本质区别定义式决定式适用范围一切电场真空中点电荷的电场Q与q的意义q为检验(试探)电荷的电荷量Q为场源电荷的电荷量关系理解E的大小与F、q的大小无关E的大小与Q成正比三、电场线与匀强电场1.电场线(1)电场线：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向，电场线不是实际存在的线，而是为了形象描述电场而假想的线.(2)几种特殊的电场线分布，如图所示.(3)电场线的特点①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷.②电场线在电场中不相交.③在同一电场中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏.2.匀强电场(1)定义：如果电场中各点电场强度大小相等、方向相同，这个电场就叫做匀强电场.(2)特点：①电场方向处处相同，电场线是平行直线.②场强大小处处相等，电场线间隔相等.1(多选)在电场中某点放入正点电荷q，它受到的电场力F方向向右.当放入负点电荷q时，它受到的电场力F方向向左.下列说法正确的是()A.该点放入正电荷时，电场强度方向向右；放入负电荷时，电场强度方向向左B.该点电场强度大小为E＝F qC.该点放入2q的正点电荷时，电场强度变为原来的2倍D.该点电场强度的方向向右2真空中O点放一个点电荷Q＝＋1.0×10－9 C，直线MN通过O点，OM的距离r ＝30 cm，M点放一个点电荷q＝－1.0×10－10 C，如图所示.求：(1)q在M点受到的作用力；(2)M点的场强；(3)拿走q后M点的场强；(4)M、N两点的场强哪点大？3某电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是()A.c点的电场强度大于b点的电场强度B.若将一试探电荷＋q由a点静止释放，它将沿电场线运动到b点C.b点的电场强度大于d点的电场强度D.a点和b点的电场强度的方向相同4一个试探电荷在电场中某点受到的电场力为F，这一点的电场强度为E，在下图中能正确反映q、E、F三者关系的是()5A、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图象如图所示.则此电场的电场线分布可能是()6如图所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为E a，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为E b，方向与ab连线成30°角.关于a、b两点场强大小E a、E b的关系，以下结论正确的是()A.E a＝33E b B.E a＝13E b C.E a＝3E b D.E a＝3E b7下列选项中的各14圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各14圆环间彼此绝缘.坐标原点O处电场强度最大的是()8如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的电场强度大小变为E2.那么，E1与E2之比为()A.1∶2B.2∶1C.2∶ 3D.4∶ 39如图所示，实线表示匀强电场中的一组电场线，一带电粒子(不计重力)经过电场区域后的轨迹如图中虚线所示，a、b是轨迹上的两点，关于粒子的运动情况，下列说法中可能的是()A.该粒子带正电荷，运动方向为由a至bB.该粒子带负电荷，运动方向为由a至bC.该粒子带正电荷，运动方向为由b至aD.该粒子带负电荷，运动方向为由b至a3 电场强度 1 答案 BD解析 放入正电荷和负电荷时，该点的场强均向右，故A 错误，D 正确；根据电场强度的定义可知B 正确.该点放入2q 的正点电荷时，电场力变为原来的2倍，电场强度不变，故C 错误. 2 答案 (1)1.0×10－8 N ，方向沿MO 指向Q(2)100 N/C ，方向沿OM 连线背离Q(3)100 N/C ，方向沿OM 连线背离Q(4)M 点场强大解析 (1)根据库仑定律，得F M ＝k Qq r 2＝9.0×109×1.0×10－9×1.0×10－100.32 N＝1.0×10－8 N.因为Q 为正电，q 为负电，库仑力是吸引力，所以力的方向沿MO 指向Q .(2)M 点的场强E M ＝F M q ＝1.0×10－81.0×10－10N/C ＝100 N/C ，其方向沿OM 连线背离Q ，因为它的方向跟正电荷所受电场力的方向相同.(3)场强是反映电场的力的性质的物理量，它是由形成电场的电荷Q 及场中位置决定的，与试探电荷q 是否存在无关.故M 点的场强仍为100 N/C ，方向沿OM 连线背离Q .(4)由E ∝1r 2得M 点场强大.3 答案 C解析 电场线的疏密表征了电场强度的大小，由题图可知E a ＜E b ，E d ＞E c ，E b ＞E d ，E a ＞E c ，故选项C 正确，选项A 错误；由于电场线是曲线，由a 点静止释放的正电荷不可能沿电场线运动，故选项B 错误；电场线的切线方向为该点电场强度的方向，a 点和b 点的切线不在同一条直线上，故选项D 错误.4 答案 D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.故选D. 5 答案 A解析 负点电荷在电场力的作用下由A 运动到B ，并由v －t 图象知：负点电荷做加速度逐渐增大的减速运动.由F ＝ma 得电场力越来越大，即A →B 电场强度越来越大，电场线分布越来越密.又由于负电荷所受电场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. 6 答案 D解析 由题图可知，r b ＝3r a ，再由E ＝kQ r 2可知，E a E b ＝r 2b r 2a＝31，故D 正确. 7 答案 B解析 根据对称性和矢量叠加，D 项O 点的场强为零，C 项等效为第二象限内电荷在O 点产生的电场，大小与A 项的相等，B 项正、负电荷在O 点产生的场强大小相等，方向互相垂直，合场强是其中一个的2倍，也是A 、C 项场强的2倍，因此B 项正确.8 答案 B解析 依题意，因为M 、N 两点都在圆周上，距O 点的距离相等，合电场强度为E 1，则每个点电荷在O 点产生的电场强度为E 12，当N 点处的点电荷移至P 点时，O 点的电场强度如图所示，合电场强度大小为E 2＝E 12，则E 1E 2＝21，选项B 正确.9 答案 BD解析 带电粒子只受电场力，又做曲线运动，合外力应指向曲线弯曲的内侧，即电场力向左，所以粒子带负电，其运动方向既可能是由a 到b ，也可能是由b 到a ，故B 、D 正确.。
人教版高中物理必修三《电场 电场强度》PPT课件
两个电荷之间的相互作用靠电场传递。
——电场
法拉第提出“场”概念
▪电荷的周围可能存在一
种特殊的物质，这种物质
使得处于其中的电荷受到
力的作用。
英国物理学家
法拉第
（1791-1867）
▪----认为电场的存在
电场
FBA
FAB
B
A
FBA
A
A产生的电场
B产生的电场
B
FAB
电场
1.定义：电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质
线)上，场强方向均相同，且
总与中垂面(中垂线)垂直；
③在中垂面(中垂线)上，与
两点电荷连线的中点0等距
离各点场强相等。
几类常见电场线
2.等量点电荷之间的电场中电场线的分布
（2）等量同种点电荷
[特点]
①两点电荷连线中点O处场
强为0；
②两点电荷连线中点附近的
电场线非常稀疏，但场强并
不为0；
③两点电荷连线的中点到无
1.正、负点电荷的电场中电场线的分布
[特点] a. 离点电荷越近，电场线越密，场强越大；
b. 以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球
面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。
几类常见电场线
2.等量点电荷之间的电场中电场线的分布
（1）等量异种点电荷
[特点]
①沿点电荷的连线，场强先
变小后变大；
②两点电荷连线中垂面(中垂
场强越小；
(5)静电场的电场线总是从正电荷（或者从无穷远）出发
到负电荷终止（或者延伸到无穷远）；
(6)电场线是非闭合曲线
匀强电场
++ ++ + + + + +
2013届高考物理核心要点突破系列课件：第13章 第二节《电场》《电场强度》(人教版选修3-1)
【答案】
B
解此类题目一定要把握住点电
【思维升华】
荷电场的特点，特别是场强的方向．
利用对称性特点计算场强 如图13－2－1所示，带电 荷量为＋q的点电荷与均匀带电 薄板相距为2d，点电荷到带电薄 板的垂线通过板的几何中心．若 图中a点处的电场强度为零，根 据对称性，带电薄板在图中b点 处产生的电场强度大小为 ________，方向________．(静电 力常量为k)
F Q 二、公式 E＝ q 和 E＝k 2的比较 r
F E＝ q 场强大小的定 义式 一切电场 q：检验电荷 E 和 q 无关 kQ E＝ 2 r 真空中点电荷场强的 决定式 真空中点电荷的电场 Q：场源电荷 E 由 Q 和 r 决定
物理意义 适用范围 电荷的作用 与电荷的关系
特别提醒 Q 对公式 E＝k 2的理解要注意： r 1．r→0 时，E→∞是错误的，因为 r→0 时，带 电体已不能看作点电荷． 2．在以 Q 为球心，以 r 为半径的球面上，各点 的场强大小相等，但方向不同．
2．电场的叠加
(1)电场强度是矢量，几个电场共同存在于某空 矢量合成法 间时，某处的合场强计算应遵循___________ 则 ___．
(2)电场的叠加原理：电场中某 点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在 平行四边形 矢量和 该 点 产 生 的 场 强 的 _______ ， 遵 循 __________ 定则 ______．
联系
课堂互动讲练
对电场强度概念的理解 电场中有一点M，下列说法正确的是( ) A．若放在M点的试探电荷的电荷量减半， 则M点的场强减半 B．若M点无试探电荷，则M点的场强为零 C．M点的场强越大，则同一电荷在M点受 的电场力越大 D．M点的场强方向为试探电荷在该点的受
人教版《高中物理选修3—1》PPT课件 第一节 电场强度
解： E=E1cos60° ＋E2cos60° =2E1cos60° =2kQ1cos60°/r2 代入数值得 EA=2.7×104N/C
课堂总结
１．知识与技能总结：比值方法：实验和理论探索发现：同一电
荷在电场中r 不同点，比值Ｆ／q一般不同， 不同电荷在电场中同一点，比值Ｆ／ q 相 同，而且和试探电荷 q 无关只与电场或场 源电荷有关．可用比值Ｆ／ q 来描述电场 的强弱和方向．
1.设：试探电荷的电荷量q=+5.0×10-9C，测得它在 电场中的A点受到的电场力为F=3.0×10-4N，
求：A点的场强是多大？ 解：E=F/q=3.0×10-4/5.0×10-9=6.0×104C
场强方向：水平向右
如果改用电荷量为q=-6.0×10-9C的试探 电荷，来确定该点的场强，场强会不会 改变？如果在A点不放试探电荷,场强为 多少?
二.电场强度
1.定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟 它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度。
F 2.定义式： E q 3.单位：牛/库(N/C) 伏/米(V/m) 1 V/m=1N/C
4.方向：规定电场中某点的电场强度的方向与 正电荷在该点的受力方向相同.按照这个规定,负 电荷在电场中某点所受的静电力的方向跟该点 电场强度的方向相反.
如果空间中有几个点电荷同时存 电场的叠加原理 在，此时各点的场强是怎样的呢？
先求出点 电荷Q1在P 点产生的 场强E1
再求出点 电荷Q2在P 点产生的 场强E2
P点的场强，等于＋Q1在该点产生的场 强E1和Q2在该点产生的场强E2的矢量和．
在真空中有两个点电荷Q1=＋3.0×10-8C和Q2= －3.0×10-8C，它们相距0.1m，求电场中A点的场 强．（A点与两个点电荷的距离相等，r=0.1m）
2013届高考物理核心要点突破系列课件：第13章 第三节《电场线》(人教版选修3-1)
D．不知A、B附近的电场线分布状况，无法比较
EA与EB的大小
【解析】
场强的大小由电场线的疏密程度决
定，由于图中只给出一条形状为直线、方向向 右的电场线，我们可据此判断出A、B两点场强 的方向，而不能比较出A、B两点场强的大小． 由于图中电场线为直线且方向向右，则A、B两 点场强方向均向右，选项A正确；在不知A、B 两点附近电场线分布的疏密情况时，不能比较 EA、EB的大小，选项D正确，选项B、C错误． 【答案】 AD
图13－3－7
A．点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越 大，速度也越来越大 B．点电荷在从P到O的过程中，加速度先变大 再减小，速度越来越大 C．点电荷运动到O点时，加速度为零，速度最 大 D．点电荷通过O点后，速度越来越小，加速度 越来越大，一直到速度为零
解析：选C.O点的电场强度为零，离O点无限远处 的场强也为零，可见从O经P到无限远处，场强不 是单调变化的，而是先增大然后逐渐减小，其中 必有一点P′场强最大．如果点电荷的初始位置在 P′之下或正好与之重合，点电荷在从P到O的过 程中，加速度越来越小，到达O点时，加速度为 零，速度最大；如果点电荷的初始位置在P′之上 ,点电荷在从P到O的过程中，加速度先增大然后逐 渐减小，速度一直增大，到O点时，速度最 大．故C对，A、B错；点电荷过O点后，速度越 来越小，但加速度的变化情况与从P到O过程相同, 或者是一直增大或是先增大后减小．D错．
例2
【解析】 仅当电场线为直线、电荷的初速度为 零或者初速度方向和场强方向在一条直线上，且 只受电场力时，电荷的运动轨迹才和电场线重合 ,A项错，B项错．由牛顿第二定律知，加速度方 向与合外力方向一致，而该点电荷在电场中受电 场力方向与电场线的切线方向重合，C项对．点 电荷受电场力作用，由于电场不一定是匀强电场， 其合力不一定为恒力，故不一定做抛物线运动， D项错． 【答案】 C