人教版高中物理選修1-1教案：12電場-文庫吧
2025-04-01 13:06 本頁面
【正文】 樣的電荷叫做試探電荷。試探電荷又叫檢驗(yàn)電荷，它是電荷量和尺寸都充分小，以致可忽略原來電場的影響中，同時(shí)又能確切地反映它在電場中的位置。因此試探電荷可以看作是電荷量很小的點(diǎn)電荷，是一種理想化模型，【演示】假設(shè)我們所研究的電場是由點(diǎn)電荷＋Q所產(chǎn)生的，則點(diǎn)電荷＋Q就是場源電荷。下面把電荷量為＋q的試探電荷分別放在電場中的A、B、C各處（設(shè)rA=3rC，rB=2rC），計(jì)算電場對＋q的電場力FA，F(xiàn)B、FC 。 【發(fā)現(xiàn)】同一試探電荷＋q在電場中不同點(diǎn)受到的電場力大小、方向各不相同，且FC＞FB＞FA，【結(jié)論】這能說明同一電荷在電場中不同的位置，所受的電場力大小、方向各不相同。表明電場中不同位置，強(qiáng)弱不同，方向不同。【設(shè)問】用怎樣的量來表示電場中不同位置的電場強(qiáng)弱與方向呢？剛才，試探電荷q在不同位置受力不同，那么是否可用電場力來表示電場的強(qiáng)弱呢？【猜想】對于電場中的同一位置，若放置一個(gè)電荷量較小的小電荷q，其受力就較小，如以此說明電場中該點(diǎn)較弱，那么若在該位置放置一個(gè)電荷量較大的小電荷q1，其受力就會較大，那是否又可以說電場中該點(diǎn)較強(qiáng)，若可以的話，豈不自相矛盾？【引導(dǎo)】請學(xué)生先思考：若將電荷量為＋q的試探電荷1放在C處，所受到的電場力的大小為FC，將電荷量為＋10q的試探電荷2放在A處，所受到的電場力的大小為FA1，那么還存在FC＞FA1嗎？【回答】略【引導(dǎo)】如下圖，我們可以在同一位置A引入不同電荷量的試探電荷，受力又有何結(jié)果呢？【對比】在距場源Q為r處，分別放入電荷量不同的試探電荷qq……，由庫侖定律得F1=①，F(xiàn)2=②，……，F(xiàn)n=③，可見同一位置不同電荷量的試探電荷受到的力是不等的。顯然不能用試探電荷受的力來表示電場的強(qiáng)弱。那么你們再思考一下，我們該用怎樣的量來表示電場的強(qiáng)弱？是什么量使不同電荷量的試探電荷受到的力不等呢？【分析】顯然，不是電場本身變化了，而是不影響電場的試探電荷的電荷量。到底用什么辦法來衡量電場強(qiáng)弱呢？【觀察】①，②…③式中==…==，我們可發(fā)現(xiàn)只要A點(diǎn)位置不變，F(xiàn)與q的比值就不變。換到B點(diǎn)，我們把試探電荷放入在B點(diǎn)，看看：仍然有==…==，位置變了，那么F與q的比值也變了，但還是只要B點(diǎn)位置不變，F(xiàn)與q的比值就不變。從上面分析看出：場源＋Q固定，則由它產(chǎn)生的電場的空間分布也固定，對于場中某確定的點(diǎn)，試探電荷受到的電場力F與試探電荷的電荷量q的比值F/q是一個(gè)不變的量，它僅與Q、r有關(guān)，與檢驗(yàn)電荷無關(guān)?，F(xiàn)設(shè)＝E；引入試探電荷q′，則試探電荷q′在該處所受到的電場力F＝Eq，E大處，q′所受電場力F′也大；E小處，q′所受電場力F′也小，這說明比值E可以反映電場某點(diǎn)的強(qiáng)弱。因此可以用這個(gè)比值反映電場的強(qiáng)弱，即電場的力的性質(zhì)，物理學(xué)上把它稱為電場強(qiáng)度，簡稱場強(qiáng)．【定義】放入電場中某點(diǎn)的電荷受到的電場力F跟它的電荷量的比值，叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度，通常用E表示，也就是E＝電場強(qiáng)度是一個(gè)描述電場強(qiáng)弱與方向的物理量。電場強(qiáng)度是由電場本身決定的，它跟電場中是否有試探電荷、試探電荷的電荷量以及試探電荷受到的電場力均無關(guān)。它決定于電場的源電荷及空間位置。物理學(xué)中常常
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