1、电场
提示:类比初中学习过磁力。磁力可以发生在两个相隔一定距离的物体间,磁力通过磁场作用。
讨论:把课本中介绍电场的关键性语句标出来,然后总结发言。
教师板书:
思考1:电场看不见,又摸不着,我们怎样去认识它、研究它呢?
提示:与磁场类比。初中我们是怎么感受磁场的存在的呢?
我们能不能也在电场中放入一个类似于小磁针的物体进行研究呢?
请同学谈谈对试探电荷的理解。
照下图演示,请问同学们有什么发现?这一发现说明了什么问题?
思考2、你认为电场中某一点的强弱可能与哪些因素有关?
思考3、怎么描述电场的强弱呢?
思考4、试探电荷q在不同位置受力不同,那么是否可用电场力来表示电场的强弱?
思考5、如果在同一位置引入不同电量的试探电荷,电场力有什么特点?
思考6、我们是怎么描述运动快慢的?
2、电场强度
设问: Q是真空中的点电荷,将q、2q、3q的试探电荷依次放在距离Q为r的位置,受力各为多大?若将以上电荷分别放在距Q为2r的点,电荷受力又为多大?将计算结果填入下表
电荷q q 2q 3q 电场力F r 2r
方法点拨:用两个量的比值来定义一个新的物理量,这种方法以前我们也多次用到,请同学们回想一下,我们曾经用"比值定义"的方法定义过哪些物理量?
教师点拨:比值和试探电荷无关,这一比值反映了电场自身的性质。因此,我们可以用这一比值来反映电场的强弱。
板书:放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电量q的比值,叫做该点的电场强度。简称场强,用E表示
定义式:
单位:N/C 或V/m 1N/C=1V/m
方向:规定电场中某点的场强方向跟正电荷在该点受电场力的方向相同。
电场强度有大小有方向,电场强度是矢量。
思考7、能不能说电场强度E和试探电荷所受电场力成正比,与试探电荷的电量q成反比?电场强度E与试探电荷有关吗?
例1、真空中有一个场源电荷Q =1.0×10-8C,在距离它20cm的A点先后分别放入三个试探电荷q1,q2,q3,请分别计算:
1、若q1 =1.6×10-18C,则该点电场强度大小是多少?
2、若q1 = -1×10-17C,则该点电场强度大小是多少?
3、若在该点不放试探电荷,则该点的电场强度大小又是多少呢?
3、点电荷电场的场强
真空中点电荷的电场强度如何?利用电场强度定义及库仑定律推导正点电荷Q产生的电场中在r处某点电场强度。
投影学生的推导过程,并强调和拓展:
点电荷的场强公式:
拓展:描述点电荷周围空间的电场强弱、方向分布情况。
适用条件: 真空中的点电荷。
4、电场的叠加
思考8:如果空间同时有两个或两个以上场源电荷,某点电场的强弱又怎么决定呢?
教师提示:类比力的合成:下图中在A点有几个电荷产生的场?A点的场强E又是由哪个电荷产生?
描述电场的电场强度是一个矢量,它们表示叠加后电场强度,遵循矢量合成的平行四边形定则。
总结结论:如果几个点电荷同时存在,这时空间某点的场强等于各个点电荷单独在该点产生的场强的矢量和。
例2、如图所示,在真空中有两个点电荷Q1=和Q2=,它们相距0.1m。求电场中A点的场强。A点与两点电荷的距离r,r=0.1m。
投影点评
总结结论:如果几个点电荷同时存在,这时空间某点的场强等于各个点电荷单独在该点产生的场强的矢量和。
例2、如图所示,在真空中有两个点电荷Q1=和Q2=,它们相距0.1m。求电场中A点的场强。A点与两点电荷的距离r,r=0.1m。