物理必修 第三册3 电场 电场强度备课课件ppt

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上一节课我们学习了库仑定律，请回忆库仑定律的内容是什么？真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。这个规律叫作库仑定律。思考讨论：在真空中两个静止点电荷它们又没有直接接触，这种相互作用是如何产生的呢？
例如：接触力：弹力、摩擦力等非接触力：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
磁力的传递是通过磁场
物体之间的相互作用，有的需要接触，有的则不需要。
那么两个电荷之间的相互作用靠什么传递呢？
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：对放入电场的电荷有力的作用，这种力叫做电场力。
电场看不见、摸不着的但又客观存在的特殊物质。
电场以光速传播，不能被加速，不能选择做参考系。
19 世纪 30 年代，英国科学家法拉第提出一种观点，认为在电荷的周围存在着由它产生的电场。电荷之间通过电场相互作用。
电荷之间通过电场相互作用
电场的基本性质电场对放入其中的电荷有力的作用，电荷之间的相互作用就是通过电场来实现的。
电场力电场对电荷有力的作用叫电场力。
【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？
比较FA与FB，关于A、B两处的电场有何看法？
静止电荷产生的电场称为静电场。
【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。
定义式，适用于任意电场
电场是在与电荷的相互作用中表现出自己的特性的，并且分析电场强度表达式可知：在研究电场的性质时，应该将电荷放入电场中，从电荷所受的静电力入手。1.试探电荷电荷量和体积都很小的点电荷，这样的电荷常常叫作试探电荷。电荷量很小，是为了使它放入后——————原来要研究的电场。体积很小，是为了便于用它来研究————————————。
2.场源电荷激发电场的带电体所带的电荷叫作场源电荷，或源电荷。注意：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。
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。
电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受静电力的方向相同。
利用场强定义式和库仑定律推导
根据上式可知，如果以电荷量为Q的点电荷为中心作一个球面，则球面上各点的电场强度大小相等。
在几个点电荷共同形成的电场中，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。
结论：可以用矢量运算的平行四边形定则求合电场场强。
一个半径为R的均匀带电球体（或球壳） 在球的外部产生的电场，与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同，即
式中的r是球心到该点的距离（r > R） ，Q为整个球体所带的电荷量。
球形带电体与点电荷的等效
定义式，适用一切电场。
特点：匀强电场是大小和方向都相同的电场
例1.关于电场强度的公式E＝F/q，下列说法正确的是（　　）A．由公式可知，电场强度与电荷受力成正比B．由公式可知，电场强度与试探电荷所带电荷量成反比C．此公式为电场强度的定义式，可以适用于各种电场D．此公式只适用于真空中的点电荷产生的电场
例2.下列说法中不正确的是（ ）A．电场是一种物质，与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西B．电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用C．电场和电场线一样，是人为设想出来的，其实并不存在D．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场
①矢量性：电场强度E是表示电场力的性质的一个物理量。规定正电荷受力方向为该点场强的方向。
③叠加性：在同一空间，如果有几个静止电荷在空间同时产生电场，那么空间某点的场强是各场源电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和。
②唯一性：电场中某一点处的电场强度E是唯一的，它的大小和方向决定于形成电场的电荷及空间位置，与放入电荷无关。