杭州市实验外国语学校人教版选修电场原创省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

杭州市试验外国语学校杭州市试验外国语学校余开富余开富新课标高中物理选修11第一章第一章 电场电场 电流电流第1页弹力和摩擦力都是在两个物体相互接弹力和摩擦力都是在两个物体相互接触情况下发生。触情况下发生。而两个物体没有接触，而两个物体没有接触，就能够发生静电力作用。就能够发生静电力作用。那么，电荷那么，电荷间相互作用是经过什么发生？间相互作用是经过什么发生？问题提出问题提出第2页第二节第二节 电场电场一、电场一、电场 1 1、定义：、定义：电荷周围电荷周围存在一个特殊物质，叫做电场。存在一个特殊物质，叫做电场。2 2、基本性质基本性质：对放入其中电荷有电场力作用。：对放入其中电荷有电场力作用。3 3、说明：、说明：场概念建立，是人类对客观世界认识一个主要场概念建立，是人类对客观世界认识一个主要进展。进展。现在，人们已经认识到，实物和场是物质存在两现在，人们已经认识到，实物和场是物质存在两种不一样形式，即使我们看不见电场和磁场，种不一样形式，即使我们看不见电场和磁场，但它们但它们是客观存在物质是客观存在物质。第3页电场电场电荷电荷A电荷电荷B用场观点分析电荷用场观点分析电荷A和和B间相互作用：间相互作用：第4页 如图，电荷如图，电荷Q Q周围存在电场，把试探电荷周围存在电场，把试探电荷q q放放入电场中入电场中A A、B B两点，电荷两点，电荷q q要受到电场力要受到电场力F FA A、F FB B作用，反应了电场含有力性质。电荷作用，反应了电场含有力性质。电荷q q在在A A、B B两点受到作用力两点受到作用力F FA A、F FB B大小是否相等？大小是否相等？解析解析 依据库仑定律依据库仑定律 r rA A r F FB BF=kQ1Q2r2可知，可知，FA BA+q+Q+q FB二、电场强度二、电场强度第5页F/qF/q这个比值由电荷这个比值由电荷q q在电场中位置所决定，跟在电场中位置所决定，跟电荷电荷q q无关，是反应电场性质物理量。无关，是反应电场性质物理量。试验表明，在电场中同一点，比值试验表明，在电场中同一点，比值F/qF/q是恒定；是恒定；在电场中不一样点，比值在电场中不一样点，比值F/qF/q普通是不一样。普通是不一样。在物理学中，就用比值在物理学中，就用比值F/qF/q来表示电场强弱。来表示电场强弱。怎样来表示电场强弱？能否直接用电场力怎样来表示电场强弱？能否直接用电场力大小来表示电场强弱？大小来表示电场强弱？第6页结论结论:F/qF/q能能反反应应电电场场中中某某点点电电场场力力性性质质电场强弱电场强弱。2.2.电场中电场中不一样不一样点，同一电荷所受力也点，同一电荷所受力也不一样，比值不一样，比值F/qF/q普通是普通是不一样不一样。1.1.电场中电场中同同一点，不一样电荷所受力不一一点，不一样电荷所受力不一样，比值样，比值F/qF/q是是一定一定。问题问题2第7页1 1、定义：放入电场中某点电荷所受电场力、定义：放入电场中某点电荷所受电场力F F跟它电荷量跟它电荷量q q比值，比值，叫做该点电场强度，简称场强。叫做该点电场强度，简称场强。2、公式：、公式：3、单位：牛每库，符号是、单位：牛每库，符号是N/C。牛牛/库（库（N/C）4、物理意义：、物理意义：电场本身电场本身力性质力性质物理量，其大小表示电场物理量，其大小表示电场 强弱强弱。5、大小决定原因：、大小决定原因：由电场本身决定，与放入电场中电荷无关由电场本身决定，与放入电场中电荷无关。6、方向：、方向：要求要求正电荷正电荷所受电场力方向所受电场力方向为电场强度方向。为电场强度方向。第8页用比值定义物理量 在物理学中，经常用比值定义一个物理量，用来表示研究对象某种性质。例：速度加速度功率密度 电阻电场强度 它们共同特点：用比值定义物理量只与比值相关，它们共同特点：用比值定义物理量只与比值相关，而与比值中两物理量无关。而与比值中两物理量无关。第9页练习：练习：在电场中在电场中A A处放点电荷处放点电荷+q+q，其受电场力为，其受电场力为F F，方向向左，则，方向向左，则A A处场强大小处场强大小 ，方，方向为向为 ；若将；若将A A处放点电荷为处放点电荷为2q2q，则，则该处电场强度大小为该处电场强度大小为 ，方向为，方向为 。向左向左向左向左第10页 三、电场力正电荷电场力方向与场强方向相同正电荷电场力方向与场强方向相同 F FqEqE负电荷电场力方向与场强方向相反负电荷电场力方向与场强方向相反第11页四、电场线四、电场线1 1、问题：、问题：我们能够用什么方法来形象地描述电场呢？我们能够用什么方法来形象地描述电场呢？2、定义：在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点切、定义：在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点切线方向都跟该点电场强度方向一致，这么曲线就叫做线方向都跟该点电场强度方向一致，这么曲线就叫做电场线。以下列图电场线。以下列图3 3、作用：、作用：切线方向表示切线方向表示E方向；方向；曲线曲线疏密表示疏密表示E大小大小第12页4、电场线模拟：、电场线模拟：第13页不一样电场中，电场场强分布不一不一样电场中，电场场强分布不一样，样，它们电场线形状也不一样，它们电场线形状也不一样，下下面是几个电场电场线面是几个电场电场线 第14页特点：特点：a a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大、离点电荷越近，电场线越密，场强越大b b、以点电荷为球心作个球面，、以点电荷为球心作个球面，电场线处处电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不一样。方向不一样。5 5、几个常见电场中电场线分布情况、几个常见电场中电场线分布情况 （1 1）正、负点电荷电场中电场线分布）正、负点电荷电场中电场线分布第15页特点：特点：a a、沿点电荷连线，场强先变小后变大、沿点电荷连线，场强先变小后变大b b、两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强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）垂直方向均相同，且总与中垂面（中垂线）垂直（2 2）等量异种点电荷形成电场中电场线分）等量异种点电荷形成电场中电场线分布布c c、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线中、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线中点点0 0等距离各点场强相等。等距离各点场强相等。第16页3 3、等量同种点电荷形成电场中电场中电场、等量同种点电荷形成电场中电场中电场线分布情况线分布情况特点：特点：a a、两点电荷连线中点、两点电荷连线中点OO处场强为处场强为0 0b b、两点电荷连线中点附近电场线非常稀、两点电荷连线中点附近电场线非常稀 疏，但场强并不为疏，但场强并不为0 0c c、两点电荷连线中点到无限远电场线先变、两点电荷连线中点到无限远电场线先变密后变疏密后变疏第17页6 6、电场线特点：电场线特点：（1）电场线从正电荷或无限远出发，电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；终止于无限远或负电荷；（2）电场线在电场中不相交；电场线在电场中不相交；（3）在同一幅图中，电场强度较大地方）在同一幅图中，电场强度较大地方电场线较密，电场强度较小地方电场线较电场线较密，电场强度较小地方电场线较疏，能够疏，能够用电场线疏密来表示电场强度相用电场线疏密来表示电场强度相对大小。对大小。第18页五、匀强电场五、匀强电场1 1、定义：电场强度、定义：电场强度大小和方向都相同电场大小和方向都相同电场2、电场线分布图：、电场线分布图：3、电场线电场线特点：特点：a a、匀强电场是大小和方向都相同电场，故匀、匀强电场是大小和方向都相同电场，故匀强电场电场线是强电场电场线是平行等距平行等距直线直线b b、电场线疏密反应场强大小，电场方向与电、电场线疏密反应场强大小，电场方向与电场线平行场线平行第19页匀强电场匀强电场第20页1.1.电场电场(1)(1)产生：产生：带电体在其周围空间存在电场带电体在其周围空间存在电场(2)(2)性质：性质：对处于场中电荷有电场力作用。对处于场中电荷有电场力作用。2 2电场强度：电场强度：描述电场强弱和方向描述电场强弱和方向物理量物理量 （1 1）定义）定义:E=F/q:E=F/q（2 2）单位：）单位：N/C N/C （3 3）方向：）方向：与正电荷与正电荷在该点受电场力在该点受电场力方向相同方向相同（4 4）电场中某一点场强）电场中某一点场强由本身决定由本身决定，与放入电场，与放入电场 电荷无关。电荷无关。3 3电场线：电场线：（1 1）电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷（2 2）疏密疏密表示电场强度相对表示电场强度相对大小。疏处小，密处大大小。疏处小，密处大4 4、匀强电场：匀强电场：大小和方向都相同电场。大小和方向都相同电场。电场线是电场线是平行等距平行等距直线直线小小 结结第21页.+Q.AB+q+q 例、例、如图，在电荷如图，在电荷Q Q周围跟周围跟Q Q距距离相等不一样点离相等不一样点A A、B B放上试探电荷放上试探电荷q q，电荷，电荷q q受到电场力大小是否相等受到电场力大小是否相等？A A、B B两点电场强度是否相同？两点电场强度是否相同？解析解析 试探电荷试探电荷q q在在A A、B B两点所受电场力大小两点所受电场力大小相等，但方向不一样，所以相等，但方向不一样，所以A A、B B两点电场强度两点电场强度不相同。不相同。第22页课堂练习：课堂练习：P P9 9 问题与练习问题与练习 1 1、4 4、课外作业课外作业：P P9 9 问题与练习问题与练习 2 2、3 3、4 4课堂练习和课外作业课堂练习和课外作业第23页课外作业课外作业：P P9 9 问题与练习问题与练习 2 2、3 3、4 4第24页第25页练习练习1、电场强度定义式为、电场强度定义式为E=F/q，则（，则（）A、它只适合用于点电荷产生电场、它只适合用于点电荷产生电场B、不论检验电荷、不论检验电荷q值怎样改变，值怎样改变，F与与q比值对电场比值对电场 中同一点来讲是不变中同一点来讲是不变C、电场中某点场强与放在该点检验电荷所受、电场中某点场强与放在该点检验电荷所受 电场力成正比电场力成正比D、场强方向与检验电荷极性相关、场强方向与检验电荷极性相关电场强度电场强度第26页电场强度电场强度2、以下关于场强说法正确是：、以下关于场强说法正确是：A、公式、公式E=F/q适合用于任何电场适合用于任何电场B、公式、公式E=F/q只只适合用于点电荷产生电场适合用于点电荷产生电场C、在一个以点电荷、在一个以点电荷Q为中心，为中心，r为半径球面上，各为半径球面上，各 处场强都相同处场强都相同D、空间某点电场强度、空间某点电场强度E与放在该处点电荷所受与放在该处点电荷所受 电场力电场力F成正比，与点电荷电荷量成正比，与点电荷电荷量q成反比成反比第27页电场线电场线3、关于电场线几个说法中，正确是：、关于电场线几个说法中，正确是：A、沿电场线方向，场强必定越来越小；、沿电场线方向，场强必定越来越小；B、在复杂电场中电场线是可能相交；、在复杂电场中电场线是可能相交；C、点电荷在电场中运动轨迹一定跟电场线相重合；、点电荷在电场中运动轨迹一定跟电场线相重合；D、电场线越密地方，同一检验电荷所受电场力就、电场线越密地方，同一检验电荷所受电场力就 越大越大第28页电场线电场线4、如图所表示，带箭头直线是某一电场中一条电场线，、如图所表示，带箭头直线是某一电场中一条电场线，在这条直线上有在这条直线上有a、b两点，用两点，用Ea、Eb表示表示a、b两点电两点电场强度大小，则：场强度大小，则：A、a、b两点场强方向相同；两点场强方向相同；B、电场线是直线，可知、电场线是直线，可知Ea=Eb；C、不知、不知a、b附近电场线分布，附近电场线分布，Ea、Eb大小不能大小不能 确定；确定；D、电场线从、电场线从a指向指向b，所以，所以EaEb第29页第30页1 1、电场中有一点、电场中有一点P P，以下哪些说法正确是（，以下哪些说法正确是（）A A 若放在若放在P P点试探电荷电量减半，则点试探电荷电量减半，则P P点点场强减半。场强减半。B B 若若P P点没有试探电荷，则点没有试探电荷，则P P点场强为零。点场强为零。C PC P点场强越大，则同一电荷在点场强越大，则同一电荷在P P点受到点受到电场力越大。电场力越大。D PD P点场强方向为试探电荷在该点受力方向点场强方向为试探电荷在该点受力方向C课堂训练课堂训练第31页2 2、真空中有一电场，在电场中、真空中有一电场，在电场中P P点放一电量点放一电量为为 410 410-9-9C C试探电荷，它受到电场力试探电荷，它受到电场力2 102 10-5 5NN，则，则P P点场强度点场强度 N/CN/C；把试探电荷；把试探电荷电量降低为电量降低为2 102 10-9-9C C，则检验电荷所受电场，则检验电荷所受电场力为力为 NN。假如把这个试探电荷取走，则假如把这个试探电荷取走，则P P点电场强度为点电场强度为 N/CN/C。5103110-55103课堂训练课堂训练第32页3 3、在真空中有两个点电荷、在真空中有两个点电荷q q1 1和和q q2 2，分，分别位于别位于A A和和B B，相距，相距20 cm20 cm，q q1 1为为410410-8-8 C C，q q2 2为为810810-8-8 C C。则在。则在ABAB连线上连线上A A点外侧离点外侧离A A 点点20 cm20 cm处处D D点场强大小、方向怎样点场强大小、方向怎样?4.5104.5103 3 N/C N/C，方向由，方向由D D指向指向A A。课堂训练课堂训练第33页第34页例例1 1：如图，是静电场一部分电场线分布，以：如图，是静电场一部分电场线分布，以下说法正确是：（下说法正确是：（）A A、这个电场只能是负电荷电场、这个电场只能是负电荷电场B B、点电荷、点电荷q q在在A A、B B两处受到电场力两处受到电场力F FB BFFA AC C、点电荷、点电荷q q在在A A、B B两处加速度大小，两处加速度大小，a aA AaaB B （不计重力）（不计重力）D D、负电荷在、负电荷在B B点处受到电场力方向沿点处受到电场力方向沿B B点切点切 线方向线方向ABB第35页例例2 2：如图为一条电场线，以下说法正确是：如图为一条电场线，以下说法正确是：（）A A、E EA A一定大于一定大于E EB BB B、因电场线是直线，所以是匀强电场，故、因电场线是直线，所以是匀强电场，故 E EA A=E=EB BC C、A A点电场方向一定由点电场方向一定由A A指向指向B BD D、ABAB两点场强方向不能确定两点场强方向不能确定ABC第36页1 1、电场中某点场强是、电场中某点场强是4.0104.0104 4 N/CN/C，电荷量为，电荷量为+5.010+5.010-8-8 C C点电荷在该点受到电场力是多大？电场点电荷在该点受到电场力是多大？电场力方向与场强方向是相同还是相反？电荷量为力方向与场强方向是相同还是相反？电荷量为-5.0105.010-8-8 C C点电荷在该点受到电场力是多大？电场点电荷在该点受到电场力是多大？电场力方向与场强方向是相同还是相反？力方向与场强方向是相同还是相反？解：电荷量为解：电荷量为+5.010+5.010-8-8 C C点电荷在该点受到电场点电荷在该点受到电场力为力为F=Eq=4.010F=Eq=4.0104 45.0105.010-8-8 N=2.010N=2.010-3-3 N N电场力方向与场强方向相同。电场力方向与场强方向相同。电荷量为电荷量为-5.010-5.010-8-8 C C点电荷在该点受到电场力大点电荷在该点受到电场力大小仍为小仍为2.0102.010-3-3 N N，方向与场强方向相反。，方向与场强方向相反。第37页例例3 3：正检验电荷：正检验电荷q q在电场中在电场中P P点处开始向点处开始向QQ点点作减速运动，且运动加速度值越来越小（重力作减速运动，且运动加速度值越来越小（重力不计），则能够确定它所处电场可能是：（不计），则能够确定它所处电场可能是：（）ABCDPQPQPQPQC第38页abABa例例4 4：如图：如图a a所表示，所表示，A A、B B是一个点电荷产生电场是一个点电荷产生电场电场线，如图电场线，如图b b则是方向在电场线上，则是方向在电场线上，a a、b b两处两处检验电荷电荷量大小与所受电场力大小之间函数检验电荷电荷量大小与所受电场力大小之间函数图线，则：（图线，则：（）A A、点电荷是正电荷，位置在、点电荷是正电荷，位置在B B侧侧B B、点电荷是正电荷，位置在、点电荷是正电荷，位置在A A侧侧C C、点电荷是负电荷，位置在、点电荷是负电荷，位置在A A侧侧D D、点电荷是负电荷，位置在、点电荷是负电荷，位置在B B侧侧qFbB第39页