电场电场强度和电场线.ppt

Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,电场 电场强度和电场线,（,3,）电场中某一点处的电场强度,E,是,唯一,的，它的大小和方向与放入,该点电荷,q,无关,，它决定于电场的源电荷及空间位置，电场中每一点对应着的电场强度与,是否放入电荷无关,.,电场强度（,E,）,（,1,）定义：电场中某一点的电荷受到的电场力,F,跟它的电荷量,q,的比值，叫做该点的电场强度，简称场强用,E,表示。,公式：,E=F/q,（适用于所有电场）,单位：,N/C,（,2,）方向性：物理学中规定，电场中某点的场强方向跟,正电荷在该点所受的电场力的方向相同,大小：,E=kQ/r,2,（只适用于真空中点电荷的电场）,场强大小跟场源电荷,Q,成正比,跟与场源距离,r,的平方成反比,.,方向：,如果是正电荷，,E,的方向就是沿着,QP,的连线并背离,Q,；如果是负电荷：,E,的方向就是沿着,PQ,的连线并指向,Q,（,1,）点电荷周围的电场,+,Q,P,r,点电荷周围的电场,两个场强公式的比较,注意,:,q,是检验电荷的电量,Q,是场源电荷的电量,E,与,q,无关,E,与,Q,成正比,.,与,的区别联系,任意电场电场强度的定义式,真空中点电荷场强的决定式,是根据,针对点电荷的情况推导出来的,.,点电荷间的相互作用是通过电场来实现的两个点电荷,q1,、,q2,之间的相互作用可表示为,可见，电荷间的库仑力就是电场力，库仑定律可表示为,q,2,例,1,在真空中有两点,A,、,B,相距,30cm,，在,A,点放入一个点电荷,Q,，在,B,点放入一个负的检验电荷,q,1,=,1.5,10,12,C,，受到的电场力,F=3,10,9,N,，并沿,AB,方向。求：,取走,q,1,，在,B,点再放一个,q,2,=3.0,10,12,C,的正电荷，,B,点的场强是多大？,Q,的电量多大？,Q,加倍，,B,点的场强如何变化？,B点的场强多大？,210,8,C,210,3,N/C,210,3,N/C,410,3,N/C,任意电场电场强度的定义式,真空中点电荷场强的决定式,二、电场强度矢量的叠加问题,电场强度是矢量,矢量的合成应遵循平行四边形定则,如果几个点电荷单独存在时在某点产生的电场强度共线,可以根据符号规则把矢量运算转化为代数运算求该点电场强度,;,如果几个点电荷单独存在时在某点产生的电场强度不共线,必须根据平行四边形定则,等量同种电荷,连线上：,在两电荷连线中点,O,处场强最小，从,O,点向两侧逐渐增大，数值关于,O,点对称，方向相反。,中垂线上：从中点沿,中垂线向两侧，电场强度的数值先增大后减小，两侧方向相反关于,O,点对称的点,数值相等,等量异种电荷,两电荷连线上：,在两电荷连线中点,O,处场强最小，从,O,点向两侧逐渐增大，数值关于,O,点对称。,中垂线上：在,O,点，即,x=0,处，,E,最大，,x,越大，即距,O,点越远,E,越小，两侧电场强度数值关于,O,点对称。,例,2.,图中,a,、,b,是两个点电荷，它们的电量分别为,Q,1,、,Q,2,，,MN,是,ab,连线的中垂线，,P,是中垂线上的一点。下列哪种情况能使,P,点场强方向指向,MN,的左侧？（）,N,右,M,左,P,a,b,A.Q,1,、,Q,2,都是正电荷，且,Q,1,|Q,2,|,C.Q,1,是负电荷，,Q,2,是正电荷且,|Q,1,|Q,2,|,A C D,不在同一条直线上矢量的合成,.,场强的合成遵循平行四边形定则,.,认真画出场强合成的示意图,.,从两个点电荷的电量,Q,1,=Q,2,入手分析,.,如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由,A,O,B,移动，则电子所受的电场力的大小和方向变化情况是,(,),A,先变大后变小，方向水平向左,B,先变大后变小，方向水平向右,C,先变小后变大，方向水平向左,D,先变小后变大，方向水平向右,例,3,直角三角形中,AB,4,cm,，,BC,3,cm,，在,A,、,B,处分别放有点电荷,Q,A,、,Q,B,，测得,C,处场强为,E,C,10N,C,，方向平行于,AB,向上,.,可判断,Q,A,与,Q,B,_(,填,“,同号,”,或,“,异号,”,),。今撤去,Q,A,，则,E,C,的大小为,_N,C.,A,B,C,E,C,7.5,异号,解析：,由场强的叠加可知,Q,1,和,Q,2,为异号电荷,.,撤去,Q,A,E,C,为,Q,B,在该处产生的场强,.,由平行四边形定则可求出,E,C,=7.5N/C.,矢量的合成和分解都遵循平行四边形定则,.,本题利用矢量三角形和几何三角形相似解题比较简便,.,例,2,如图所示，带电量为,+q,的点电荷与均匀带电薄板相距为,2d,，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中,a,点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中,b,点处产生的电场强度大小为,_,，方向,_,。,a,b,+q,d,d,d,水平向左,kq,/,d,2,解析：,因为,Ea=0,故薄板与,+q,产生的场强在该处大小相等、方向相反,即,E,板,=Eq=kq/d,2,同时可知,薄板也带正电,根据薄板形成电场的对称性,薄板在,b,点的场强也为,kq/d,2,方向水平向左,.,对称 叠加 等效替换,1,、英国物理学家法拉第首先引入了电场线，他在电场中画了一些线，使这些线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，并使线的疏密表示场强的大小。这些线称为,电场线,。,四、电场线,真空中点电荷的电场的,电场线,2,、几种常见电场,的,电场线,四、电场线,等量的异号,电荷产生的电场,的,电场线,等量的同号电荷产生的电场的,电场线,匀强电场,(1),各点场强大小和方向都一样的电场，叫做匀强电场,(2),匀强电场的电场线是疏密均匀的平行直线,特别提醒：,相距很近带有等量异种电荷的一对平行金属板之间的电场，可以看做匀强电场,平行板间匀强电场,的,电场线,任意两条电场线不会在无电荷处相交,（,2,）基本性质,电场线上每点的,切线方向,就是该点,电场强度的方向,.,电场线的,疏密,反映电场强度的,强弱,静电场中电场线始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远，它不封闭，也不在无电荷处中断,.,如图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有,AB,两点，用,EA,、,EB,表示,A,、,B,两处的场强大小，则,A,A,、,B,两点的场强方向相同,B,电场线从,A,指向,B,，所以,EA,EB,C,A,、,B,同在一条电场线上，且电场线是直线，所以,EA=EB,D,不知,A,、,B,附近的电场线分布状况，,EA,、,EB,的大小不能确定,例,2,、,正电荷,q,在电场力作用下由,p,向,Q,做加速运动，而且加速度越来越大，那么可以断定，它所在的电场是下图中的哪一个,?(,),D,竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场其电场强度为,E,，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为,m,的带电小球，丝线跟竖直方向成,角时小球恰好平衡，如图所示，请问：,(1),小球带电荷量是多少？,(2),若剪断丝线，小球碰到,金属板需多长时间？,A,B,C,D,19,如图所示，在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管的圆心,O,处放一点电荷。现将质量为,m,、电荷量为,q,的小球从半圆形管的水平直径端点,A,静止释放，小球沿细管滑到最低点,B,时，对管壁恰好无压力。若小球所带电量很小，不影响,O,点处的点电荷的电场,则置于圆心处的点电荷在,B,点处的电场强度的大小为（）,A,C,B,O,C,解见下页,