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1、第九章 静电场及其应用3.电场电场强度真空中的两个带电体相隔一定距离，并没有直接接触，这种相互作用是如何产生的呢？下列几种力中，哪些力需要接触才能存在，哪些力不需要接触就可以存在？A弹力B磁力C摩擦力D万有引力E静电力接触力非接触力为什么距离会影响电荷间的相互作用力？本质原因在哪里？通过本节课的学习我们将会解决这个疑问。交流讨论自学“电场”内容，讨论并回答以下问题：1.电荷间的相互作用是如何发生的？这一观点是谁提出来的？2.用自己的语言描述：什么是电场？电场具有什么样的特点？3.电场有什么本领？4.什么是静电场？交流讨论1.电荷间的相互作用是如何发生的？这一观点是谁提出来的？法拉第法拉第（英国
2、科学家）：在电荷的周围存在着由它产生的电场电场，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。电场电场电荷 B电荷 A产生产生作用于作用于作用于作用于产生产生交流讨论2.用自己的语言描述：什么是电场？电场具有什么样的特点？电场是存在于电荷周围的一种特殊的物质物质。电场是看不见、摸不着的。3.电场有什么本领？4.什么是静电场？交流讨论电场对放入其中的电荷产生力的作用。静止电荷产生的电场，叫作静电场。梳理深化1.电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质。（电场看不见、摸不着的但又客观存在的特殊物质）3.静止电荷产生的电场称为静电场。2.电场的基本性质：对放入电场的电荷有力的作用。巩固提升例1（多
3、选）关于电场，下列说法中正确的是（）A.只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B.电场是一种物质，它与其他物质一样，不依赖我们的感觉而客观存在C.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放在其中的电荷有力的作用D.电场只能存在于真空中和空气中，不可能存在于物体中ABC练习1下列关于电场的叙述中，不正确的是（）A.两个未接触的电荷发生了相互作用，一定是电场引起的B.只有电荷发生相互作用时才产生电场C.只要有电荷存在，其周围就存在电场D.A电荷受到B电荷的作用，是B电荷的电场对A电荷的作用B交流讨论1.同一电荷q在电场中不同点受到的静电力的方向和大小一般不同，这是什么因素造成的？电
4、场中的不同点，电场的方向、强弱一般不同。交流讨论同一电荷放在电场中的不同点，在某点受到的静电力越大，说明该点电场越强。2.如何比较不同点电场的强弱呢？3.什么是试探电荷？什么是场源电荷？对试探电荷有何特殊的要求？电荷量很小电荷量很小，放入后不影响场源电荷的电场；体积很小体积很小，可以作为点电荷研究。为了研究电场的性质而引入的，不改变原来电场的电荷。试探电荷是一种理想化模型。激发电场的带电体所带的电荷叫作场源电荷。5.如何来描述电场的强弱呢？采用什么方法和步骤来研究电场？不可以，电荷量不同的试探电荷，放在同一位置，所受静电力不同；放在不同位置，所受静电力可能相同。4.能否用试探电荷所受的静电力直
5、接表示电场的强弱？为什么？像速度、密度等寻找一个物理量来表示。电场中同一位置放不同试探电荷，F 不同，相同；同一电荷放不同位置，一般不同。6.分析：试探电荷q1、q2放在点电荷Q的电场中同一点P，它们受到的静电力F与试探电荷所带电荷量q的关系。规律：规律：放在P点的试探电荷受到的静电力与它的电荷量之比，跟该点的试探电荷的电荷量无关，而与产生电场的场源电荷的电荷量场源电荷的电荷量Q及P点与场源电荷之间的距离距离r有关。电场强度电场强度梳理深化1.试探电荷与场源电荷（1）试探电荷：为了研究电场的性质而引入要研究电场的电荷，叫作试探电荷。（特点：电荷量很小；体积很小，可以作为点电荷）（2）场源电荷：
6、被研究的电场是电荷 Q 所激发的，电荷 Q 称为场源电荷或源电荷。物理学中把放入电场中某一点的试探电荷所受的静电力与它的电荷量的比值叫作这一点的电场强度，用 E 表示。2.电场强度定义式适用于一切电场。电场强度由电场本身性质决定，与试探电荷的有无、电荷量、电性无关。定义式：比值定义法3.电场强度的单位电场强度的单位是牛每库，符号为 N/C。1 N/C的意义：1 C 的电荷在电场中的某点受到的静电力是 1 N，则该点的电场强度就是 1 N/C。电场强度是描述电场的强弱及方向的物理量。电场强度反映了电场的力的性质。5.电场强度的物理意义4.电场强度的方向电场强度是矢量。规定某点电场强度的方向与正电
7、荷在该点所受的静电力方向相同。负电荷在该点所受的静电力方向与该点电场强度方向相反。C例2电场中有一点 P，下列说法正确的是（）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CP 点的电场强度越大，则同一电荷在 P 点所受的静电力越大DP 点的电场强度方向为试探电荷在该点的受力方向巩固提升A练习2电荷量为10-9C的点电荷在某处受到的静电力是210-5N，则该处的电场强度大小是（）A 2104 N/CB 510-5 N/CC 210-14 N/CD 不能确定该处电场强度的大小交流讨论1.真空中，场源电荷 Q2104 C，是正点电荷；试
8、探电荷 q2105 C，是负电荷，它们相距 r2 m。求：（1）q 所受静电力的大小和方向；（2）q 所在的 B 点的电场强度的大小和方向；（3）将试探电荷移走后 B 点电场强度的大小和方向。解：q 所受静电力B 点的电场强度试探电荷移走后 B 点电场强度，Q2104 Cq2105 Cr2 m，方向由 B 指 A；BA，方向由 A 指 B；方向由 A 指 B。2.分析点电荷周围电场的电场强度的大小和方向的特点。QQ大小：以电荷 Q 为中心的球面上各点的电场强度大小相等。方向：正点电荷沿半径向外；负点电荷沿半径向内。3.如果有多个场源点电荷，如何求电场中某点的电场强度？E1E2EEE1E2各点电
9、荷单独在该点产生的电场强度的矢量和矢量和静电力力的合成梳理深化1.点电荷的电场：（1）公式：（2）方向：若 Q 为正电荷，电场强度方向沿 Q 和该点的连线背离 Q；若 Q 为负电荷，电场强度方向沿 Q 和该点的连线指向 Q。公式本质区别适用范围Q 或 q 的意义关系2.公式辨析：定义式决定式一切电场真空中点电荷的电场q 表示引入电场的试探电荷的电荷量Q 表示产生电场的点电荷（场源电荷）的电荷量E 用 F 与 q 的比值表示，但与 F、q的大小无关E 不仅用 Q、r 来表示，且 EQ，E如果几个点电荷同时存在，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。E1E2EEE1E2
10、3.电场强度的叠加原理：巩固提升例3真空中两个正点电荷A、B所带电荷量皆为Q，且相距为r，则A、B之间连线上距离A为处的P点的电场强度的大小为多少？解：A、B都在P点产生电场，根据公式可得EA、EB方向相反，则P点的电场强度的大小练习3如图所示，空间中 A、B、C 三点的连线恰好构成一直角三角形，且C30，ABL。在 B、C 两点分别放置一点电荷，它们的电荷量分别是Q与Q，静电力常量为 k。求斜边 AC 的中点D 处的电场强度。解：由几何知识知，CDBDABL；B处电荷在D点的电场强度；C处电荷在D点的电场强度；D处的电场强度。ECEBED交流讨论演示实验：在金属球上装上一束很轻的细丝线（验电
11、羽），用感应起电机使金属球带电，可以看到验电羽在电场的作用下呈一定的形状分布。视频电场线模拟实验1.除了数学公式外，还可以怎样形象地描述电场中各点电场强度的大小和方向？是哪位科学家先想到这个方法的？2.画电场线时，依照什么原则？法拉第法拉第首先想到采用电场线电场线来描述电场。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切线方向表示该点的电场强度方向电场强度方向。3.电场线有哪些基本性质？电场线上每点的切线方向切线方向就是该点电场强度的方向。电场线的疏密疏密反映电场强度的大小(疏弱、密强)。电场线始于正电荷或无穷远始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远止于负电荷或无穷远。它不封闭
12、不封闭，也不在无电荷处中断。任意两条电场线不会不会在无电荷处相交相交(包括相切)。4.常见的电场有哪些？它们的电场线分布情况是怎样的？（利用电场叠加的方法分组讨论）正点电荷负点电荷4.常见的电场有哪些？它们的电场线分布情况是怎样的？（利用电场叠加的方法分组讨论）等量异种点电荷等量同种正点电荷梳理深化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。2.电场线的基本性质：电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向。电场线的疏密反映电场强度的大小(疏弱、密强)。电场线始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远。它不封闭，也不在无电荷处中断。任意两条电场线
13、不会在无电荷处相交(包括相切)。3.常见电场线：A巩固提升例4如图所示是点电荷Q周围的电场线，图中A点到Q的距离小于B点到Q的距离。以下判断正确的是（）AQ是正电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度BQ是正电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度CQ是负电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度DQ是负电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度AC练习4（多选）某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M点运动到N点。以下说法正确的是（）A粒子必定带正电荷B粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度C粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度D粒子在M点的加速度等于
14、它在N点的加速度交流讨论2.如果电场中各点的电场强度的大小也相等，那么这个电场的电场线有什么特点？1.如果一个电场中，各点的电场强度的方向均相同，那么这个电场的电场线有什么特点？电场线是平行的。电场线的疏密程度是相同的。1.匀强电场：如果电场中各点的电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫作匀强电场。2.匀强电场的电场线：间隔相等的平行线。梳理深化3.常见的匀强电场相距很近的一对带等量异种电荷的平行金属板间的电场。电场电场电场的性质静电场电场强度电场强度定义式及方向物理意义点电荷电场点电荷电场及电场叠加及电场叠加点电荷电场的特点电场叠加遵循的法则电场线电场线常见电场线的分布电场线的特点匀强电场匀强电场电场强度特点电场线分布 拓展1电场线与带电质点在电场中的运动轨迹的关系：根据电场线的定义，一般情况下，带电质点在电场中的运动轨迹不会与电场线重合。只有同时满足以下三个条件时，两者才会重合：电场线为直线直线；电荷初速度为零初速度为零，或速度方向与电场线平行平行；电荷仅受静电力仅受静电力或所受其他力合力的方向与电场线平行平行。以点电荷向平板作垂线为轴，电场线关于该轴对称。电场线的分布情况类似于等量异种电荷的电场线分布，而带电平板恰为两电荷连线的垂直平分线。在平板表面电场强度方向与平板垂直。拓展2点电荷与带电平板的电场中电场线的分布