电场强度1.ppt

电场强度 对于一个学物理的人来说 场就像椅子一样客观存在 爱因斯坦 两电荷不直接接触 它们之间的相互作用是怎样产生的 B A 一 电场 2 基本性质 对放入其中的电荷有力的作用 这种力叫电场力 1 定义 存在于带电体周围的特殊物质 3 电荷间的相互作用力通过电场发生 用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场 电场的基本性质 对放入其中的电荷有力的作用 检验电荷 试探电荷 用来检验电场的电量很小 不影响原电场 体积很小 可以当作质点 的电荷 场源电荷 产生电场的电荷 结论 F q能反映电场中某点电场的力的性质 电场的强弱 2 电场中不同的点 同一电荷所受力也不同 比值F q一般是不同的 1 电场中的同一点 不同电荷所受力不同 比值F q是一定的 问题2 实验现象 二 电场强度 1 定义 放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值 叫做该点的电场强度 简称场强 5 理解 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 3 单位 牛 库 N C 伏 米 V m 1V m 1N C 4 方向 规定与正电荷在该点的受力方向相同 2 定义式 练习 在电场中A处放点电荷 q 其受电场力为F 方向向左 则A处场强大小 方向为 若将A处放点电荷为 2q 则该处电场强度大小为 方向为 向左 向左 课堂训练 1 电场中有一点P 下列哪些说法正确的是 A若放在P点的试探电荷的电量减半 则P点的场强减半 B若P点没有试探电荷 则P点的场强为零 CP点的场强越大 则同一电荷在P点受到的电场力越大 DP点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向 C 课堂训练 2 真空中有一电场 在电场中的P点放一电量为4 10 9C的试探电荷 它受到的电场力2 10 5N 则P点的场强度N C 把试探电荷的电量减少为2 10 9C 则检验电荷所受的电场力为N 如果把这个试探电荷取走 则P点的电场强度为N C 5 103 1 10 5 5 103 课堂训练 三 真空中点电荷的场强 由库仑定律和场强的定义式推导 1 大小 2 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 定义式 适用于一切电场 仅对点电荷的电场适用 q是检验电荷 但E与q无关 Q是场源电荷 E与Q成正比 3 关于电场强度 下列说法正确的是 A E F q 若q减半 则该处的场强变为原来的2倍B E kQ r2中 E与Q成正比 而与r平方成反比C 在以一个点电荷为球心 r为半径的球面上 各点的场强均相同D 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 课堂训练 B 1 电场强度是矢量 合成应遵循平行四边形法则 四 电场强度的叠加 2 一个半径为R的均匀带电球体 或球壳 在外部产生的电场与一个位于球心的 电荷量相等的点电荷产生的电场相同 4 在真空中有两个点电荷q1和q2 分别位于A和B 相距20cm q1为4 10 8C q2为 8 10 8C 则在AB连线上A点的外侧离A点20cm处的D点场强大小 方向如何 4 5 103N C 方向由D沿连线指向外侧 课堂训练 课堂训练 5 两个固定的异号电荷 电荷量给定但大小不等 用E1和E2分别表示两个点电荷产生的电场强度的大小 则在通过两个点电荷的直线上 E1 E2的点 A 有三个 其中两处合场强为零B 有三个 其中一处合场强为零C 只有二个 其中一处合场强为零D 只有一个 该处合场强不为零 C 课堂训练 6 如图中a b是两个点电荷 它们的电荷量分别为Q1 Q2 MN是ab连线的中垂线 P是中垂线上的一点 能使P点场强方向指向MN的左侧的是 A Q1 Q2 都是正电荷 且Q1 Q2 C Q1是负电荷 Q2是正电荷 且 Q1 Q2 ACD 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一般是不同的 因此可以用F m表示重力场的强弱 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 五 电场线 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 电场线上每一点的切线方向 都和该点的场强方向一致 电场线的特征 3 电场线不会相交 也不会相切 1 电场线密的地方场强大 电场线疏的地方场强小 2 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 或起于 无穷远处点 4 电场线是假想的 实际电场中并不存在 5 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 特点 a 离点电荷越近 电场线越密 场强越大b 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 方向不同 几种常见电场中电场线的分布及特点 1 正 负点电荷的电场中电场线的分布 特点 a 沿点电荷的连线 场强先变小后变大 b 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 2 等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布 c 在中垂面 中垂线 上 与两点电荷连线的中点0等距离各点场强相等 3 等量同种点电荷形成的电场中电场线分布 特点 a 两点电荷连线中点O处场强为0b 两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏 但场强并不为0c 两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏 4 匀强电场 特点 a 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b 电场线的疏密反映场强大小 电场方向与电场线平行 点电荷与带电平板的电场中电场线的分布 特点 a 以点电荷向平板作垂线为轴电场线左右对称 b 电场线的分布情况类似于等量异种电荷的电场线分布 而带电平板恰为两电荷连线的垂直平分线 c 在带电平板表面场强与平板垂直 如图 是静电场的一部分电场线的分布 下列说法正确的是 A 这个电场只能是负电荷的电场B 点电荷q在A B两处受到的电场力FB FAC 点电荷q在A B两处的加速度大小 aA aB 不计重力 D 负电荷在B点处受到的电场力方向沿B点切线方向 A B B 真空中的A B两点分别放置有异种点电荷Q1 Q2 已知它们间的库仑力为10N 电荷量分别为Q1 2X10 4C Q2 2X10 4C AB连线的中点O点的电场强度是多少 若将Q2换成与Q1电荷量和电性完全相同的电荷 AB连线的中点O的电场强度又是多少 A B Q1 Q2 O 如图所示 在A点处有一点电荷带有电荷量 4q 在B点处有一点电荷带有电荷量 q AB相距r 1 求电场强度为零的位置 2 若在该位置放入电荷量为 4q的点电荷 求其所受电场力 A B r 解 设 点的电场强度为零 由题意可知 点一定在 连线上 点右侧 设 距离为 A B r 点在 点产生的场强大小方向向右 点在 点产生的场强大小方向向左 因为 点的合场强等于零 解得 r 所以 电场强度为零的位置在 连线上并距离 点右侧为r R P Q P Q P Q 正检验电荷q在电场中P点处开始向Q点作减速运动 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 A B C D P Q C 如图为一条电场线 下列说法正确的是 A EA一定大于EBB 因电场线是直线 所以是匀强电场 故EA EBC A点电场方向一定由A指向BD AB两点的场强方向不能确定 A B C 7 如图 AB是某电场中一条电场线 在电场线上P处自由释放一个负试探电荷时 它沿直线向B点处运动 对此现象下列判断正确的是 不计电荷重力 A 电荷向B做匀加速运动B 电荷向B做加速度越来越小的运动C 电荷向B做加速度越来越大的运动D 电荷向B做加速运动 加速度的变化情况不能确定 A B P a b a 如左图所示 AB是一个点电荷产生的电场的电场线 右图则是方向在电场线上 a b两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 A 点电荷是正电荷 位置在B侧B 点电荷是正电荷 位置在A侧C 点电荷是负电荷 位置在A侧D 点电荷是负电荷 位置在B侧 q F b B A B 一个质量m 30g 带电荷量为q 1 7 10 8C的半径极小的小球 用丝线悬挂在某匀强电场中 电场线水平 当小球静止时 测得悬线与竖直方向成30o夹角 如图所示 求该电场的场强大小 说明场强方向 30o 在匀强电场中 将一质量为m 电荷量为q的小球由静止释放 带电小球的运动轨迹为一直线 该直线与竖直方向的夹角为 如图所示 求匀强电场场强E的最小值 竖直放置的两块足够长的平等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 如图所示 一质量为m 电荷量为 q的小球从距地面