高中物理电场强度.pptx

第三节：电场强度 两电荷不直接接触，两电荷不直接接触，它们之间的相互作用它们之间的相互作用是怎样产生的是怎样产生的?问题问题1猜一猜猜一猜 法拉第法拉第提出电荷周围存在提出电荷周围存在电场电场，电场，电场的基本性质是：它对放入的电荷产生力的基本性质是：它对放入的电荷产生力的作用，这种力叫的作用，这种力叫电场力电场力。磁体与磁体间的相互作用是通过磁体与磁体间的相互作用是通过 发生的发生的磁场磁场问题问题1 1 两电荷间的相互作用怎样产生的两电荷间的相互作用怎样产生的?一一.电场：电场：2 2、基本性质：、基本性质：对放入其中的电荷有力的作用，这种对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫电场力。力叫电场力。1 1、定义：、定义：存在于带电体周围的特殊物质。存在于带电体周围的特殊物质。3 3、电荷间的相互作用力通过电场发生、电荷间的相互作用力通过电场发生电荷电荷A A电场电场电荷电荷B B 用什么可以检验空间存在看不见又摸用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场？不着的电场？检验电荷（试探电荷）检验电荷（试探电荷）：用来检验电场用来检验电场的电量很小（不影响原电场）；体积很的电量很小（不影响原电场）；体积很小（可以当作质点）的电荷。小（可以当作质点）的电荷。场源电荷：场源电荷：产生电场的电荷产生电场的电荷结论结论:F/qF/q能能反反映映电电场场中中某某点点电电场场的的力力的性质的性质电场的强弱。电场的强弱。2.2.电场中不同的点，同一电荷所受力也电场中不同的点，同一电荷所受力也不同，比值不同，比值F/qF/q一般是不同的。一般是不同的。1.1.电场中的同一点，不同电荷所受力不同，电场中的同一点，不同电荷所受力不同，比值比值F/qF/q是一定的是一定的。问题问题2二二.电场强度电场强度1.1.定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F F跟跟它的电荷量它的电荷量q q的比值，叫做该点的电场强度，简的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。称场强。5.5.理解：理解：场强反映电场力的性质，由电场本身决定，场强反映电场力的性质，由电场本身决定，与放入的试探电荷无关与放入的试探电荷无关。3.3.单位：牛单位：牛/库库(N/C)(N/C)伏伏/米米(V/m)1(V/m)1伏伏/米米=1=1牛牛/库库4.4.方向：规定与正电荷在该点的受力方向相同方向：规定与正电荷在该点的受力方向相同 2.2.定义式：定义式：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 。向左向左向左向左三、真空中点电荷的场强三、真空中点电荷的场强 由库仑定律和场强的定义式推导由库仑定律和场强的定义式推导1 1、大小、大小2.2.场强方向：正点电荷电场方向背离电荷场强方向：正点电荷电场方向背离电荷 负点电荷电场方向指向电荷负点电荷电场方向指向电荷适用范围适用范围电荷的意义电荷的意义定义式，适定义式，适用于一切电用于一切电场场仅对点电荷仅对点电荷的电场适用的电场适用q q是检验电是检验电荷，荷，E E与与q q无关无关QQ是场源电是场源电荷，荷，E E与与QQ成正比成正比和和的区别的区别：1 1、电场强度是矢量，合成应遵循、电场强度是矢量，合成应遵循平行四边形法则平行四边形法则 E+E-E合合四、电场强度的叠加四、电场强度的叠加PQ1Q2QrPrQP2 2、一个半径为、一个半径为R R的的均匀均匀带电球体（或带电球体（或球壳）在外部产生的电场球壳）在外部产生的电场与一个位于与一个位于球心的、电球心的、电荷量相等的荷量相等的点电荷产生点电荷产生的电场相同的电场相同 五、电场力正电荷的电场力方向与场强方向相同正电荷的电场力方向与场强方向相同 F FqEqE负电荷的电场力方向与场强方向相反负电荷的电场力方向与场强方向相反1.1.1.1.电场电场电场电场(1)(1)(1)(1)产生：带电体在其周围空间存在电场产生：带电体在其周围空间存在电场产生：带电体在其周围空间存在电场产生：带电体在其周围空间存在电场(2)(2)(2)(2)性质：对处在场中的电荷有电场力的作用。性质：对处在场中的电荷有电场力的作用。性质：对处在场中的电荷有电场力的作用。性质：对处在场中的电荷有电场力的作用。2 2 2 2电场强度：描述电场强弱和方向的物理量电场强度：描述电场强弱和方向的物理量电场强度：描述电场强弱和方向的物理量电场强度：描述电场强弱和方向的物理量 （1 1 1 1）定义）定义）定义）定义:E=F/q:E=F/q:E=F/q:E=F/q（2 2 2 2）单位：）单位：）单位：）单位：N/C V/mN/C V/mN/C V/mN/C V/m（3 3 3 3）方向：与正电荷在该点受电场力方向相同）方向：与正电荷在该点受电场力方向相同）方向：与正电荷在该点受电场力方向相同）方向：与正电荷在该点受电场力方向相同（4 4 4 4）电场中某一点的场强与检验电荷无关。）电场中某一点的场强与检验电荷无关。）电场中某一点的场强与检验电荷无关。）电场中某一点的场强与检验电荷无关。（5 5 5 5）真空中点电荷的场强公式）真空中点电荷的场强公式）真空中点电荷的场强公式）真空中点电荷的场强公式:3 3 3 3场强的叠加：矢量求和场强的叠加：矢量求和场强的叠加：矢量求和场强的叠加：矢量求和小小 结结 E=k E=kQr21 1、电场中有一点、电场中有一点P P，下列哪些说法正确的是（，下列哪些说法正确的是（）A A 若放在若放在P P点的试探电荷的电量减半，则点的试探电荷的电量减半，则P P点点的场强减半。的场强减半。B B 若若P P点没有试探电荷，则点没有试探电荷，则P P点的场强为零。点的场强为零。C PC P点的场强越大，则同一电荷在点的场强越大，则同一电荷在P P点受到的点受到的电场力越大。电场力越大。D PD P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向C课堂训练课堂训练2 2、真空中有一电场，在电场中的、真空中有一电场，在电场中的P P点放一电点放一电量为量为 410410-9-9C C的试探电荷，它受到的电场力的试探电荷，它受到的电场力2 102 10-5-5NN，则，则P P点的场强度点的场强度 N/CN/C；把；把试探电荷的电量减少为试探电荷的电量减少为2 102 10-9-9C C，则检验电，则检验电荷所受的电场力为荷所受的电场力为 NN。如果把这个试探如果把这个试探电荷取走，则电荷取走，则P P点的电场强度为点的电场强度为 N/CN/C。5103110-551033 3、关于电场强度，下列说法正确的是（关于电场强度，下列说法正确的是（）A A E E=F/qF/q，若，若q q减半，则该处的场强变为原减半，则该处的场强变为原来的来的2 2倍倍 B BE E=kQ/kQ/r r2 2中，中，E E与与QQ成正比，而与成正比，而与r r平方成平方成反比反比 C C在以一个点电荷为球心，在以一个点电荷为球心，r r为半径的球面为半径的球面上，各点的场强均相同上，各点的场强均相同 D D电场中某点的场强方向就是该点所放电电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向荷受到的电场力的方向B4 4、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，分别，分别位于位于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点的外侧离点的外侧离A A 点点20 cm20 cm处的处的D D点场强大点场强大小、方向如何小、方向如何?4.5104.5103 3 N/C N/C，方向由，方向由D D指向指向A A。4、思考题：场是物理学中的重要概念，除了电场和磁场，还有引力场。物体之间的万有引力就是通过引力场发生作用的，地球附近的引力场叫做重力场。仿照电场强度的定义，你认为应该怎样定义重力场的大小和方向？重力场的方向跟正电荷的电场相似，还是跟负电荷的电场相似？在重力场中的某一点，重力F和物体质量m之比是一定的，在不同的位置F/m是不同的，因此可以用F/m表示重力场的强弱.g=F/m=GM地/r2 重力场方向总是指向地心，所以重力场方向跟负电荷的电场相似。电场线电场线一、电场线一、电场线 电场线是用来形象地描述电场强电场线是用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇曲线。电场线上弱与方向特性的一簇曲线。电场线上每一点的切线方向，都和该点的场强每一点的切线方向，都和该点的场强方向一致。方向一致。二、电场线的特征二、电场线的特征1 1、电场线密的地方场强大，电场线疏的地方、电场线密的地方场强大，电场线疏的地方场强小场强小2 2、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止于（或孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于）无穷远处点起于）无穷远处点3 3、电场线不会相交，也不会相切、电场线不会相交，也不会相切4 4、电场线是假想的，实际电场中并不存在、电场线是假想的，实际电场中并不存在5 5、电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电、电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系场中的运动轨迹之间没有必然联系特点：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，电场线处处、以点电荷为球心作个球面，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，方向不同。方向不同。三、几种常见电场中电场线的分布及特点三、几种常见电场中电场线的分布及特点 1 1、正、负点电荷的电场中电场线的分布、正、负点电荷的电场中电场线的分布特点：特点：a a、沿点电荷的连线，场强先变小后变大、沿点电荷的连线，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的电场中的电、等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布场线分布c c、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点中点0 0等距离各点场强相等。等距离各点场强相等。3 3、等量同种点电荷形成的电场中电场中电、等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况场线分布情况特点：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的电场线非常稀、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀 疏，但场强并不为疏，但场强并不为0 0c c、两点电荷连线的中点到无限远电场线先、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏变密后变疏4 4、匀强电场、匀强电场特点：特点：a a、匀强电场是大小和方向都相同的电场，故、匀强电场是大小和方向都相同的电场，故匀强电场的电场线是平行等距的直线匀强电场的电场线是平行等距的直线b b、电场线的疏密反映场强大小，电场方向与、电场线的疏密反映场强大小，电场方向与电场线平行电场线平行例例1 1：如图，是静电场的一部分电场线的分布，：如图，是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是：（下列说法正确的是：（）A A、这个电场只能是负电荷的电场、这个电场只能是负电荷的电场B B、点电荷、点电荷q q在在A A、B B两处受到的电场力两处受到的电场力F FB BFFA AC C、点电荷、点电荷q q在在A A、B B两处的加速度大小，两处的加速度大小，a aA AaaB B （不计重力）（不计重力）D D、负电荷在、负电荷在B B点处受到的电场力方向沿点处受到的电场力方向沿B B点切点切 线方向线方向ABB例例2 2：如图为一条电场线，下列说法正确的是：如图为一条电场线，下列说法正确的是：（）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两点的场强方向不能确定两点的场强方向不能确定ABC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，且运动的加速度值越来越小（重作减速运动，且运动的加速度值越来越小（重力不计），则可以确定它所处的电场可能是：力不计），则可以确定它所处的电场可能是：（）ABCDPQPQPQPQCabABa例例4 4：如图：如图a a所示，所示，A A、B B是一个点电荷产生的电场是一个点电荷产生的电场的电场线，如图的电场线，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两两处的检验电荷的电荷量大小与所受电场力大小之处的检验电荷的电荷量大小与所受电场力大小之间的函数图线，则：（间的函数图线，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