电场强度PPT课件
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高二物理《电场、电场强度》PPT课件
电场 电场强度
引入
物体之间的相互作用，有的需要通过接触挤压； 有的则不需要。
例如： •接触力:压力,支持力,拉力和摩擦力等 •非接触力:万有引力（重力）,磁力， 库仑力等
引入
那么，没有接触的两个电荷之间的相互作用
靠什么传递呢？
——电场
电场
1. 电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质
F
A
B
• 2. 电场对放入其中的电荷有力的作用。这种 力叫做电场力。
kQd
kQd
E Lr 2 (2r d )r 2
A
d
B
·r
方向由圆心指向间隙中心
填补 对称 叠加 等效替换
21
例2．如图所示，带电量为+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_k__q_/_d_2_，方向_水__平__向__左_ 。
特点：
a.沿点电荷的连线，场强先变小后变大,O
点的电场强度最小（中点）
b.两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相
同，且总与中垂面（中垂线）垂直，中垂面上移动电 荷时，电场力不做功
c.中垂面上，O点电场强度最大，从O点向外，电场
强度依次减小。 d.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。
解析：因为Ea=0,故薄板与+q
产生的场强在该处大小相等、 b
方向相反,即E板=Eq=kq/d2,同 时可知,薄板也带正电,根据
薄板形成电场的对称性,薄板
在b点的场强也为kq/d2,方向
水平向左.
d
对称 叠加 等效替换
引入
物体之间的相互作用，有的需要通过接触挤压； 有的则不需要。
例如： •接触力:压力,支持力,拉力和摩擦力等 •非接触力:万有引力（重力）,磁力， 库仑力等
引入
那么，没有接触的两个电荷之间的相互作用
靠什么传递呢？
——电场
电场
1. 电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质
F
A
B
• 2. 电场对放入其中的电荷有力的作用。这种 力叫做电场力。
kQd
kQd
E Lr 2 (2r d )r 2
A
d
B
·r
方向由圆心指向间隙中心
填补 对称 叠加 等效替换
21
例2．如图所示，带电量为+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_k__q_/_d_2_，方向_水__平__向__左_ 。
特点：
a.沿点电荷的连线，场强先变小后变大,O
点的电场强度最小（中点）
b.两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相
同，且总与中垂面（中垂线）垂直，中垂面上移动电 荷时，电场力不做功
c.中垂面上，O点电场强度最大，从O点向外，电场
强度依次减小。 d.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。
解析：因为Ea=0,故薄板与+q
产生的场强在该处大小相等、 b
方向相反,即E板=Eq=kq/d2,同 时可知,薄板也带正电,根据
薄板形成电场的对称性,薄板
在b点的场强也为kq/d2,方向
水平向左.
d
对称 叠加 等效替换
电场 电场强度ppt课件
比较FA与FB，关于A、B两处的电场有何看法？
电场有强弱、有方向
FA
电场的强弱和方向与空间位置有关
A
+q
+Q
B
FB
+q
【探究2】电场是一种客观存在，某一位置的电场应该是确定的。
Q
q1
F1
寻找一个不变的量
Q
2q1
2F1
Q
3q1
3F1
三、点电荷的电场 电场强度的叠加
（一）点电荷的电场
1.点电荷场强大小：
试探电荷：用来检验电场是否存在和电场各点的性质的电荷 场源电荷：激发电场的带电体所带的电荷
试探电荷的电荷量和体积都很小，使它放入后不影响原来要研究的 电场 试探电荷是为了研究源电荷电场的性质而引入的，它的引入不改 变源电荷的电场
【探究1】如图，电荷+Q周围存在电场，把试探电荷+q分别放入电场中A、B 两点，试大致画出电荷+q受到电场力FA、FB？
q
B.公式
E
kQ 中的Q是放入电场中的试探电荷的电量
r2
C.在一个以点电荷Q为中心，r为半径的球面上，各处的场强都相同
D.空间某点的电场强度E与放在该处的试探电荷所受的电场力F成正
比，与试探电荷的电荷量q成反比
要点总结
电场
基 本
电场强度
知 识
电场的叠加
点
电场线
客观存在、特殊物质
E F q
特例
Q E k r2
四、电场线 我们可以用什么方法来形象地描述电场呢？
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。
1.地位：形象地、直观地描述电场的一种工具、模型。
电场有强弱、有方向
FA
电场的强弱和方向与空间位置有关
A
+q
+Q
B
FB
+q
【探究2】电场是一种客观存在，某一位置的电场应该是确定的。
Q
q1
F1
寻找一个不变的量
Q
2q1
2F1
Q
3q1
3F1
三、点电荷的电场 电场强度的叠加
（一）点电荷的电场
1.点电荷场强大小：
试探电荷：用来检验电场是否存在和电场各点的性质的电荷 场源电荷：激发电场的带电体所带的电荷
试探电荷的电荷量和体积都很小，使它放入后不影响原来要研究的 电场 试探电荷是为了研究源电荷电场的性质而引入的，它的引入不改 变源电荷的电场
【探究1】如图，电荷+Q周围存在电场，把试探电荷+q分别放入电场中A、B 两点，试大致画出电荷+q受到电场力FA、FB？
q
B.公式
E
kQ 中的Q是放入电场中的试探电荷的电量
r2
C.在一个以点电荷Q为中心，r为半径的球面上，各处的场强都相同
D.空间某点的电场强度E与放在该处的试探电荷所受的电场力F成正
比，与试探电荷的电荷量q成反比
要点总结
电场
基 本
电场强度
知 识
电场的叠加
点
电场线
客观存在、特殊物质
E F q
特例
Q E k r2
四、电场线 我们可以用什么方法来形象地描述电场呢？
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。
1.地位：形象地、直观地描述电场的一种工具、模型。
电场强度 课件
问题3 点电荷的场强如何？
已知真空中某点电荷带电量为+Q，求到该点电 荷距离为r的A位置处电场强度大小.(静电力常量k）
A r
+Q
E F q
k Qq F r2
E
F q
k
Qq r2 q
kQ r2
三.真空中点电荷电场强度
1.点电荷场强大小：E= kQ r2
只适用于真空中点电荷 2.方向：
+
场源电荷 电场中某点到场源电 荷的距离
一、电场 1.定义：电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质
2.电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用
A电荷
电场
B电荷
比较带相同电量+q的正电荷，在带电量为+Q的电 体周围不同位置所受到电场力的大小.（忽略ABC三 个点电荷之间的库伦力）
F3 C
+q
+q B
+Q
+q
A
问题2 怎样描述电场的强弱？
A q123
r
+Q
F1
k
Qq1 r2
F2
k
Qq2 r2
F3
k
Qq3 r2
F1 q1
F2 q2
F3 q3
k
Q r2
二、电场强度
在电场中的同一点，比值F/q是恒定的
F/q能反映单位电荷受到的电场力的性质 ——电场的强弱.
一、电场 1.定义：电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质 2.电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用
+Q
+q EA FA
•根据规定：负电荷在电场中某点受到的电场力 的方向跟该点的场强方向相反.
31电场强度ppt
12
几种典型电场线
1、孤立正点电荷
2、孤立负点电荷
13
3、点电荷
15
5、匀强电场 如果电场中各点场强大小相等、方向相同， 这个电场叫做匀强电场。
匀强电场的电场线： 平行等间距的直线
16
6、点电荷与带点平板
17
练习：如图中带箭头的直线是某一电场中的一
条电场线，在该直线上有a、b两点，用Ea、
思考？
• 两个电荷之间没有接触，彼此间就有相互 作用力的静电力，那么静电力是如何发生 的？
• 是什么物质传递了静电力？
这是因为电荷周围存在一种场－－电场， 静电力就是由电场传递的！
1
一、电场的特点 • 电场是一种特殊的物质，并非由分子、原
子组成，但客观存在。
• 电荷间的相互作用是通过电场发生的。
电荷A
电场
电荷B
2
场源电荷与试探电荷 • 场源电荷：产生电场的电荷叫场源电荷。 • 试探电荷：为了研究电场的力学性质，我们
引入一个特别的电荷－－试探电荷。 特点：电荷量很少（不影响原来的电场）
体积很小（方便研究不同点的电场）
3
二、电场的描述－－电场强度
• 1、定义：放入电场中某一点电荷所受的电 场力F跟它的电荷量q的比值，叫做这一点的 电场强度。
下，对此现象下列判断正确的是（D ）
A
PB
• 电荷B做匀加速直线运动 • 电荷向B做加速度越来越小的运动 • 电荷向B做加速度越来越大的运动 • 电荷向B做加速运动，加速度的变化情况
不能确定
19
• 电场强度是矢量，场强的叠加本质是 矢量的叠加，所以应该用平行四边形 定则。
• 电场的叠加原理对任何电场都适用， 注意只有同时共同形成电场时才能叠 加。
几种典型电场线
1、孤立正点电荷
2、孤立负点电荷
13
3、点电荷
15
5、匀强电场 如果电场中各点场强大小相等、方向相同， 这个电场叫做匀强电场。
匀强电场的电场线： 平行等间距的直线
16
6、点电荷与带点平板
17
练习：如图中带箭头的直线是某一电场中的一
条电场线，在该直线上有a、b两点，用Ea、
思考？
• 两个电荷之间没有接触，彼此间就有相互 作用力的静电力，那么静电力是如何发生 的？
• 是什么物质传递了静电力？
这是因为电荷周围存在一种场－－电场， 静电力就是由电场传递的！
1
一、电场的特点 • 电场是一种特殊的物质，并非由分子、原
子组成，但客观存在。
• 电荷间的相互作用是通过电场发生的。
电荷A
电场
电荷B
2
场源电荷与试探电荷 • 场源电荷：产生电场的电荷叫场源电荷。 • 试探电荷：为了研究电场的力学性质，我们
引入一个特别的电荷－－试探电荷。 特点：电荷量很少（不影响原来的电场）
体积很小（方便研究不同点的电场）
3
二、电场的描述－－电场强度
• 1、定义：放入电场中某一点电荷所受的电 场力F跟它的电荷量q的比值，叫做这一点的 电场强度。
下，对此现象下列判断正确的是（D ）
A
PB
• 电荷B做匀加速直线运动 • 电荷向B做加速度越来越小的运动 • 电荷向B做加速度越来越大的运动 • 电荷向B做加速运动，加速度的变化情况
不能确定
19
• 电场强度是矢量，场强的叠加本质是 矢量的叠加，所以应该用平行四边形 定则。
• 电场的叠加原理对任何电场都适用， 注意只有同时共同形成电场时才能叠 加。
电场强度ppt课件
F2
任意场点 p 的场强
qi
F1
1 dq
q
dE
E
4 0 V dE
r2
er
1
4
0
V drq2 er
对实际问题，常引入线电荷密度、
dq V
面电荷密度和体电荷密度来计算场。
体密度 dq dV 面密度 dq dS 线密度 dq dl
E
V
单位：牛顿/库仑（ N·C-1）或伏特/米(V/m)。 方向：正试验电荷在该点的受力方向。
2 点电荷场强
q在A处产生的场强为：假设A处有试验电荷，试验电荷受力为 F，则有：
1
4 0
q r2
er
q
A
r
r 由q指向A
q
>0
<0
E 与 r 同向由 q A
E
与
r
x r0 2 r0 2
E
A
E
x
q O q
x r0 2 r0 2
E
A
E
x
E
1
4π 0
q (x r0
2)2 i
E
1
4π 0
q (x r0
2)2 i
x
E
r0
E
E
E
q
4π 0
(
x
2
2xr0 r02
4)2
p
ql
称为电偶极子的电偶极
矩
电偶极子
*在一正常分子中有相等的正负电荷，当正、负电荷的中心不重合时， 这个分子构成了一个电偶极子。
电场 电场强度 ppt课件
D.场强方向与检验电荷的极性有关
当堂训练
2、电场中有一点 P，下列说法正确的是（ C ）
A．若放在 P 点的电荷的电荷量减半，则 P 点电场强度减半
B．若 P 点没有试探电荷，则 P 点的电场强度为零
C．P 点的电场强度越大，则同一电荷在 P 点所受的静电力越
大
D．P 点的电场强度方向为试探电荷在该点的受力方向
+Q2
因为电场强度是矢量，若几个点电荷同时存在，这时某点的电场强度，等
于各个点电荷在该点单独产生的电场强度的矢量和(遵循平行四边形定则)。
附：一个半径为R的均匀带电球体
Q
(或球壳)在外部产生的电场，与一个
r
位于球心的、电荷量相等的点电荷产
生的电场相同，球外各点的电场强度：
Q
r
Q
Ek 2
r
r>R，Q是整个球
向跟该点的场强E的方向相同。
-Q
负检验电荷在电场中某点所受静电力的方
向跟该点的场强E的方向相反。
F E
+q
E
-Q
F
-q
当堂训练
F
1.电场强度的定义式为 E ，则（ B ）
q
A.它只适用于点电荷产生的电场
B.无论检验电荷的q值如何变化，F与q的比值对电场中同一点来讲是
不变的
C.电场中某点的场强与放在该点的检验电荷所受的电场力成正比
得E =
场源电荷电荷量
到场源电荷的距离
2.场强方向：
正点电荷电场方向背离电荷
负点电荷电场方向指向电荷
思考：同一球面上的场强相同吗?
思考
如果以Q为中心作一个球面，各处的电场强度相同么？
《电场 电场强度》PPT课件(第1课时)
电场、电场强度
第1课时
•由库仑定律可知：两点电荷间有一定距离，却存在 着相互作用力。
思考：两电荷未直接接触，库仑力是如何作用的？
扩展：
物体之间的相互作用，有的需要接触，有的则不需要。
例如： •接触力：弹力、摩擦力等
磁力的传递是通过磁场
•非接触力：万有引力（重力）、磁力、库仑力等
万有引力的传递是通过万有引力场
2、定义式： E （比值法定义）
F q
（F为试探电荷所受静电力； q为试探电荷电荷量；）
3、单位：N/C
4、矢量：有大小、方向
规定：电场中某点的场强方向
与正电荷在该点所受的电场力的方向相同； 与负电荷在该点所受的电场力的方向相反；
EA
F
A +q
B
EB
-q
F
Q
5、决定因素：
E的大小只决定于电场本身（场源电荷），与试探电 荷（q）无关
电场是一种客观存在，某一位置的电场应该是确定的。 把不同试探电荷放入同一电场中的同一点，观察：
寻找一个不变的量
电荷q 0.1C 0.3C 0.8C 1.2C 1.8C
电场力 0.15N 0.45N 1.2N 1.8N q2
F3 q3
......
F q
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，简称场强 （E）。
；若
将 A 处向放左点 电 荷 为 － 2q ， 则 该 处 电 场 强 度 大 小
F
为 ，方向为 向。左
q
电场强度的叠加
如果有几个点电荷同时存在，电场中某点的场强 等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢 量和。这叫做电场的叠加原理。
第1课时
•由库仑定律可知：两点电荷间有一定距离，却存在 着相互作用力。
思考：两电荷未直接接触，库仑力是如何作用的？
扩展：
物体之间的相互作用，有的需要接触，有的则不需要。
例如： •接触力：弹力、摩擦力等
磁力的传递是通过磁场
•非接触力：万有引力（重力）、磁力、库仑力等
万有引力的传递是通过万有引力场
2、定义式： E （比值法定义）
F q
（F为试探电荷所受静电力； q为试探电荷电荷量；）
3、单位：N/C
4、矢量：有大小、方向
规定：电场中某点的场强方向
与正电荷在该点所受的电场力的方向相同； 与负电荷在该点所受的电场力的方向相反；
EA
F
A +q
B
EB
-q
F
Q
5、决定因素：
E的大小只决定于电场本身（场源电荷），与试探电 荷（q）无关
电场是一种客观存在，某一位置的电场应该是确定的。 把不同试探电荷放入同一电场中的同一点，观察：
寻找一个不变的量
电荷q 0.1C 0.3C 0.8C 1.2C 1.8C
电场力 0.15N 0.45N 1.2N 1.8N q2
F3 q3
......
F q
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，简称场强 （E）。
；若
将 A 处向放左点 电 荷 为 － 2q ， 则 该 处 电 场 强 度 大 小
F
为 ，方向为 向。左
q
电场强度的叠加
如果有几个点电荷同时存在，电场中某点的场强 等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢 量和。这叫做电场的叠加原理。
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课堂小结
1.电场 (1)产生： 电荷 周围空间存在电场 (2)性质：对处在场中的电荷有 电场力 的作用 2．电场强度：描述电场 强弱 和 方向 的物理量 （1）定义式: E = F / q （2）单位： N/C 或 V/m （3）方向：与 正电荷 在该点受电场力方向相同 （4）电场中某一点的场强与检验电荷 无关 ，
静电场
1、电量很小（不 影响原电场）
2、体积很小（可 以精确测量）
静电场
＋
Q
静电场
静电场
+q
Q——场源电荷（产生电场的电荷）
场源电荷
试探电荷(检验电荷)
F
k
Q1Q2 r2
电 场
P1
P2
P3
有
强
qqq
弱 吗
ABC
？
电场中
同一试探电荷在电场中不同位置受力不同
实验结论：电场的强弱与 位置 有关
表到 用 电 示的 试 场 吗电 探 的 ？场 电 强
电荷 A
电场
电荷 B
检验空间是否存在电场？
q——试探电荷（检验电荷）
q不受力——无电场 q受力——有电场
电场？
1、电量很小（不 影响原电场）
2、体积很小（可 以精确测量）
电场？
＋
电场？
Q
+q 电场？
Q——场源电荷（产生电场的电荷）
检验空间是否存在电场？
q——试探电荷（检验电荷）
q不受力——无电场 q受力——有电场
＋
电荷A
电场
电场
FB
—
电荷B
麦克斯韦发展了法 拉第的思想，建立了电 磁场理论，并预言了电 磁波的存在！
詹姆斯·克拉克·麦克斯韦
赫兹用实验证实了电 磁波的存在
海因里希·鲁道夫·赫兹
§1.3 电场强度
一.电场
1、定义：电荷周围存在的特殊物质。 2、基本性质：
对放入其中的电荷有力的作用，这种 力叫电场力。 3、电荷间的相互作用力通过电场发生
由 电场本身性质 决定。
荧光灯中 的电子
静电球形 成电场
电子受电场力， 轰击管内汞原 子后产生紫外线
紫外线照射 荧光粉发光
起电机 铝箔条带电 小球与铝箔条接触
形成电场 小球带电
小球在电场 中受力转动
铝箔条周围形成了怎样的电场？为什么会形成这 样的电场？
有些现象是真理， 有些现象是谎言。 不要和真理擦肩而过， 不要被谎言蒙蔽双眼！
位置
A B C D
试探电荷电量 q/c q q 18q 32q
试探电荷受力 F/N F 4F 8F 8F
电场力不能表 示电场的强弱
应该用怎样的 方式来表示 ‘电场强弱’？
问题1： A、B两位置中哪个电场强？ 问题2： C、D两位置中哪个电场强？ 问题3： B、C两位置中哪个电场强？
猜想
思考与讨论2：点电荷Q周围A点处放入不同的试探电荷， 请根据已学知识以及对电场强弱的猜想补充完成下表：
rA
Q
位置
试探电 试探电 电场强 荷电量 荷受力 弱猜想
A
…… …… ……
思考与讨论2：点电荷Q周围D点处放入不同的试探电荷，
请根据已学知识以及对电场强弱的猜想补充完成下表：
rA
D
猜想
Q
2r
位置
试探电 试探电 电场强 荷电量 荷受力 弱猜想
位置
试探电 试探电 电场强 荷电量 荷受力 弱猜想
A
…… …… ……
（D）若取走放在电场中某点的电荷，则该点 的电场强度变为零。
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
26
谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
力荷弱 来受能
q1(q2)
A
电场中
不同试探电荷在电场中同一位置受力不同！
实验结论：不同试探电荷受到的电场力还与 试探电荷的 电量有关
思考与讨论1：在某场源电荷Q周围产生的电场 内同一直线上A、B、C、D四个位置分别放上试 探电荷，请补充完成下表
位置
试探电荷电量 q/c
试探电荷受力 F/N
2r
A
q
B
q
q/2
q/2
A
q/3
D
q/3
……
……
……
……
……
……
结果表明，在电场中的同一点，电场强度是恒定的； 在电场中的不同点，电场强度一般是不同的。
电场强度由电场中的位置决定，跟试探电荷的电量及 受力无关，是反映电场自身性质的物理量。
三、电场力
（1）大小： F＝ qE
（2）方向： 正电荷的电场力方向与场强方向相同 负电荷的电场力方向与场强方向相反
人教版 选修 3-1 第一章《静电场》
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
超距作用 ——与人类的理智与科学追求不符！
在电荷的周围存在着由它产生的电场，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。
电场
电场
法拉第 Faraday （1791－1867）
5.电场强度的方向——矢量性
EF
+Q
+q
F
E
+Q
-q
物理学中规定，电场强度的方向跟正电荷在 该点所受的静电力的方向相同．
按照规定：负电荷在电场中某点受到的电场 力的方向跟该点的电场强度方向相反。
rA
D
Q
位置
试探电 试探电 荷电量 荷受力
电场 强度
q
2r
位置
试探电 试探电 荷电量 荷受力
电场 强度
D
…… …… ……
二、 电场强度（E）
1、定义：放入电场中某点的试探电荷所受的电场力F 与它的电荷量q的比值 比值法定义
2、定义式：
E与F成正比，与q成反比？
3. 单位： N/C 或 V/m
试探电荷电荷量
4. 物理意义：反映电场强弱的物理量，某点的电场 强度数值上等于单位正电荷在那里所 受的电场力。
Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard, Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
q
C
18q
F
r
A
D
＋
Q
B r/2
C
D
32q
3r/2
思考与讨论1：在某场源电荷Q周围产生的电场 内同一直线上A、B、C、D四个位置分别放上试 探电荷，请补充完成下表
位置
试探电荷电量 q/c
试探电荷受力 F/N
2r
A
q
B
q
C
18q
F
r
A
D
4F 8F
＋
Q
B r/2
C
D
32q
8F
3r/2
思考与讨论1：在某场源电荷Q周围产生的电场 内同一直线上A、B、C、D四个位置分别放上试 探电荷，请补充完成下表
——於中平
课后作业：书本P14问题与练习1、2
巩固练习
1、下列说法正确的是（ B ） （A）电场强度反映了电场的力的性质，因此 场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场 力成正比
（B）若电荷q在A处受到的电场力比B点时大， 则A点电场强度比B点的大。 （C）若将放在电场中某点的电荷q改为－q， 则该点的电场强度大小不变，方向与原来相反。