1、化學教案一電場電場強度第二節電場電場強度一、教學目標了解電場的概念理解電場強度的概念掌握電場強度的計算方法二、重點、難點分析重點是使學生理解電場強度的概念及掌握電場強度的 計算方法。電場強度是描述電場性質的物理量之一，這是難點。初 學者容易把電場強度跟電場力混同起來。三、主要教學過程復習庫侖定律在真空中兩點電荷的作用力跟它們的電量乘積成正比， 跟它們的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線 上，這就是庫侖定律。新課引入任何力的作用都離不開物質，腳踢球，腳對球的力直接 作用在球上；狗拉雪橇，狗對雪橇的拉力是通過繩子作用的; 地球對地表附近物質的作用力是通過重力場一一物質；兩電 荷間相互作用時

2、不直接接觸，它們之間的相互作用也是通過別的物質作用的，這就是電場。.教學過程設計電場a a.電荷周圍存在一種特殊物質提問：既然場是物質，為什么我們看不到呢？答：物質形式實體；看的見，摸的著。場：看不見，摸不著，不以人的感官意識為轉移的客觀 存在。例如可見光波長由 7000700040004000，但還有很多波長的光線 我們看不到，但不等于它們不存在。不能以人燈感官為標準 判一存在與否。場客觀存在的證明是它有力、能的特性。例 如重力場對有質量的物體有力的作用，用可對物體做功，說 明其能量。電場對放入其的電荷Q Q 也有力的作用，可對 Q Q 做功，說明其有能量。b b .電場的基本性質：電場對放

3、入其中的電荷有力的作用，此力稱電場力。c.c.靜電場：靜止電荷的電場。場有能和力的特性，我們先看電場中力的性質，它是本 章的重要內容，先以點電荷為例。如圖 1 1 所示，在+Q+Q 電場中 A A 點分別放入電荷 q1q1、q2q2、 q3q3 則它們分別受電場力為：A:FA:F 仁 F2=;F3=F2=;F3=看看上式，我們可發現場電荷Q Q 對不同的檢驗電荷 q q 有不同的電場力，但只要 A A 點位置不變，F F 與 q q 的比值就不變。若換到 B B 點，貝 U U從上面分析看出：Q Q 固定則電場的空間分布固定，對于 場中某點固定，值僅與 Q Q r r 有關，與檢驗電荷無關，它

4、反 映的是電場的性質，反映的是電場的強弱，稱場強。電場強度a.a. 定義：放入電場中某一點的電荷受到的電場力跟它的電量的比值叫該點的電場強度，簡稱場強。b.b. 定義式：E=E=F F 電場力國際單位：牛q q電量國際單位：庫E E電場強度國際單位：牛 / /庫c.c. 物理意義：電場中某點的電場強度數值上等于單位正電荷在那里所受的電場力。d d .電場強度是矢量，規定場強方向為正電荷在該點所 受電場力方向。電場中同一點，+q+q、-q-q 受力方向不同，場強只能有一個方向，規定以+q+q 的受力方向為正。例在圖 2 2 中標出 A A、B B、c c、D D 四點的電場強度的方向。正點電荷電

5、場中某點電場強度方向沿連線背離+Q,+Q,負點電荷電場中某點電場強度方向沿連線指向-Q-Q。e.e.單位：牛/ /庫 N/cN/c己=借助于點電荷場強推出，可適用于任意電場。一個點電荷電場的場強a.a. 真空中：E=E=b.b. 方向：正電荷在該點受電場力方向兩個點電荷產生的電場的疊加原理如圖 3 3 所法，在正點電荷 Q1Q1 與負點電荷 Q2Q2 產生的電場 中有一點A A，求 A A 點的電場強度 EA,EA,由電場強度定義可知， EAEA 在數值上為+1c+1c 點電荷在 A A 點所受的電場力。今在 A A 點放q=1+cq=1+c，q q 將同時受到 Q1Q1 和 Q2Q2 的作用

6、，每個作用力都能 單獨用庫侖定律求出，就像另一個電荷不存在一樣，而q q 受的合力為各分力的矢量和，又因為q q 是 1c1c 正電荷，所以它受的電場力在數值上等于場強，也就是說 A A 點的合場強為 Q1Q1與 Q2Q2 單獨在 A A 瞇產生的場強的矢量和，這就是電場強度的 疊加原理。用電場強度的疊加原理可以求和任意多個點電荷產生 的電場強度，任何一個帶電體不管其電荷分布多么復雜，都 可以視為由許多點電荷組成，因而可以用場強疊加原理求出 它的場強。可以看出，真空中任意多個點電荷產生的電場強 度，僅由場是荷、電場中的位置兩個因素決定，而與檢驗電 荷無關。比較：E=E=ffi E=E=a.a.

7、E=E=是場強的定義式，適用于任何電場。b.b.E=E=是點電荷電場中場強的計算式。電場強度小結a.a.電場中某點場強大小和方向，均與該點放不放檢驗電 荷、放那種電荷、放多大檢驗電荷無關，是電場自身的性質，與外界因素無關。對確定的電場來說，在某點放單位正電荷時，它受電場力的大小和方向是確定的。定義式：E=E=數值上等于+1c+1c 的電荷受到的電場力，對所有電場都成產。b.b.場強方向：正電荷單位：牛/ /庫決定因素：場電荷、場中位置疊加原理例題例 1.1.場電荷 Q=2XQ=2X 10-4c10-4c，是正點電荷：檢驗電荷q=2q=2X 10-510-5，是負電荷，它們相距 r=2r=2 而

8、靜止且都在真空中，如 圖 4 4 所示。求：q q 受的電場力。q q 所在的 B B 點的場強 EB.EB.只將 q q 換為=4=4X 10-5c10-5c 的正點電荷，再求受力及 B B 點的 場強。將受力電荷拿去后再求 B B 點場強。解：庫侖定律：F=9NF=9N 方向在 A A 與 B B 的連線上，且指向A。由電場強度的定義：E=E= 所以 E=4.5E=4.5 X 105N/C105N/C 方向由 A A指向 B Bo由庫侖定律：=18N=18N 方向由 A A 指向 B BoE=E=方向由 A A 指向 B Bo因 E E 與 q q 無關，自然 q=0q=0 也不會影響 E

9、 E 的大小與方向， 所以拿走q q 后場強不變。例 2 2 如圖 5 5 所示，點電荷 q q 與 9q9q 靜止于真空中，相距 r r, 它們均為正電荷，求：連線中點 A A 的場強 EAEA求場強為 0 0 的點位置。解在 A A 點放=1c=1c,它受力情況如圖 5 5 所示，F F 為 q q 對的作 用力，9 9F F為 9q9q 對的作用力，而合力為 8F8F 方向指向 q q,所以EA=8EA=8方向：向左指向 q qo先分析 E=0E=0 的點可能的位置范圍，因在該點放+1c+1c 時，它受力為零，所以 q q 與 9q9q 的連線上，當+1c+1c 作用力一定等大 反向，因而兩力共線，由此可以斷定E=0E=0 的點在 q q 與