高中物理 1.3 电场强度课件 粤教版选修31.ppt

第三节电场强度 第一章电场 学习目标1 理解电场强度的概念 会运用电场强度的定义进行有关的计算 2 了解电场线的定义 特点及几种典型电场线的分布规律 3 会运用库仑定律和电场强度的定义推导点电荷场强的计算式 并能运用此公式进行有关的计算 第一章电场 一 电场打开自来水龙头 然后将水流变细 再用带电的气球去靠近水流 发现水流偏向带电气球一侧 请你探究分析 为什么带电气球与水流没有接触 水流的方向却发生了弯曲 提示 带电气球与水流通过电场发生相互作用 吸引水流 1 电荷的周围存在 带电体间的相互作用是通过周围的 发生的 电场的基本性质是对放入其中的电荷有 的作用 2 静电场 相对观察者静止的电荷周围存在的电场 称为静电场 电场 电场 力 二 电场的描述1 同一个点电荷放在电场中不同位置受电场力的大小 方向一般不同 放在不同的电场中受力也不相同 这说明电场有强弱之分 用怎样的物理量可以描述电场的强弱呢 提示 电场强度 2 在电场的同一点 电场力的大小与试探电荷的电荷量的比值是恒定的 该比值跟试探电荷的 无关 它只与产生电场的电荷以及试探电荷在电场中的 有关 即比值反映电场自身的性质 因此 我们可以用这一比值表示电场的强弱 3 有人认为 在点电荷q形成的电场中 在以q为球心的同一个球面上各点的电场强度都相同 你认为对吗 电荷量 具体位置 1 电场强度 1 定义 放入电场中某一点的电荷所受的电场力f跟它的电荷量q的 叫做这一点的电场强度 简称 2 定义式 3 单位 4 方向 电场强度是矢量 规定某点电场强度的方向跟 在该点所受的电场力的方向相同 负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点电场强度的方向 比值 场强 n c 正电荷 相反 2 匀强电场如果电场中各点的场强 和 相同 这种电场叫做匀强电场 3 点电荷的电场和电场的叠加 1 点电荷周围某点电场强度大小计算式为 2 电场的叠加原理 如果在空间同时存在多个点电荷 这时在空间某一点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的 大小 方向 矢量和 三 怎样 看见 电场1 电场是看不见 摸不着的 有没有形象地描述电场的方法呢 电场强度虽然能精确描述电场中某点力的性质 但要形象描述电场怎么办 提示 有用电场线可以形象地描述电场 2 观察课本第12页的几种常见电场的电场线 总结电场线的特点 1 电场线在电场中画出一系列曲线 使曲线上每一点的切线方向都和该处的 一致 这样的曲线叫做电场线 2 电场线的特点 1 电场线的疏密程度反映了电场的 电场越 的地方 电场线越密 2 电场线从正电荷或无限远出发 到 终止或延伸到无限远 3 匀强电场的电场线是 的平行直线 场强方向 强弱 强 负电荷 间隔距离相等 电场 电场强度的理解 1 电场的理解电场是一种特殊的物质 并非由分子 原子组成 虽然看不见摸不着 但它与实物一样客观存在着 它能通过一些性质表现其存在 电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用 2 电场强度的理解 1 电场强度是描述电场的力的性质的物理量 2 电场强度由电场本身决定 与放入其中的试探电荷无关 3 电场强度是矢量 它遵循矢量的特点和运算法则 3 电场力与电场强度的区别与联系 电荷在电场中所受的力 反映电场的强弱 由电场和电荷共同决定 由电场本身决定 f eq 正电荷受电场力方向与e同向 负电荷受电场力方向与e反向 由电场本身决定 与正电荷受电场力方向相同 n n c 或v m f qe 普遍适用 8分 如图所示 在一带负电的导体a附近有一点b 如在b处放置一个q1 2 0 10 8c的电荷 测出其受到的静电力f1大小为4 0 10 6n 方向如图 求b处的电场强度 如果换用一个q2 4 0 10 7c的电荷放在b点 求其所受的电场力及此时b处的电场强度 思路点拨 解答本题应把握以下三点 1 电场强度的大小计算和方向判断可分开进行 2 场强大小可由场强的定义式求解 3 场强方向与正 负 电荷所受电场力方向相同 反 答案 见解析 d 定义式 决定式 给出了一种量度电场强弱的方法 指明了点电荷场强大小的决定因素 一切电场 真空中点电荷的电场 q表示引入电场的试探 或检验 电荷的电荷量 q表示产生电场的点电荷的电荷量 e用f与q的比值来表示 但e的大小与f q大小无关 特别提醒 点电荷和试探电荷两个概念的比较 1 相同点是它们的几何线度都必须足够小 小到在我们研究范围内可以忽略 2 不同点是点电荷并不要求电荷量充分小 而试探电荷的电荷量一定要充分小 答案 c bc 1 对电场线的理解 1 电场中任何两条电场线都不能相交 电场线也不闭合 2 电场线的疏密电场线的疏密程度表示电场强度的大小 电场线越密的地方 场强越大 电场线越稀疏的地方 场强越小 3 电场线是为描述电场而引入的一种假想曲线 实际上电场中并不存在电场线 4 不可能在电场中每个地方都画出电场线 两条电场线间虽是空白 但那些位置仍存在电场 电场线的理解 2 电场线与带电粒子运动轨迹重合的条件 1 电场线是直线 2 带电粒子只受电场力作用 或受其他力 但其他力的合力的方向沿电场线所在直线 3 带电粒子初速度的方向为零或初速度的方向沿电场线所在的直线 以上三个条件必须同时满足 特别提醒 1 带电粒子在电场中的运动轨迹由带电粒子所受合外力与初速度共同决定 2 运动轨迹上各点的切线方向是粒子的速度方向 3 电场线上各点的切线方向是场强方向 决定着粒子所受电场力的方向 单选 如图所示 mn是电场中的一条电场线 一电子从a点运动到b点速度在不断地增大 则下列结论中正确的是 a 该电场是匀强电场b 电场线的方向由n指向mc 电子在a处的加速度小于在b处的加速度d 因为电子从a到b的轨迹跟mn重合 所以电场线就是带电粒子在电场中的运动轨迹 b 解析 仅从一条直的电场线不能判断出该电场是否为匀强电场 因为无法确定电场线的疏密程度 所以该电场可能是匀强电场 可能是正的点电荷形成的电场 也可能是负的点电荷形成的电场 a项错误 电子从a到b做的是加速运动 表明它所受的电场力方向是由m指向n 由于负电荷所受的电场力方向跟场强方向相反 所以电场线的方向由n指向m b项正确 由于无法判断电场的性质 因此不能比较电子在a b两处所受电场力的大小 即不能比较加速度的大小 c项错误 电场线不是电荷运动的轨迹 只有在特定的情况下 电场线才可能与电荷的运动轨迹重合 d项错误 题后反思若题目中只给出了一条电场线 我们应结合已有的知识进行推理判断 1 若是正点电荷电场中的一条电场线 则沿电场线的方向电场强度越来越小 2 若是负点电荷电场中的一条电场线 则沿电场线的方向电场强度越来越大 3 若是匀强电场中的一条电场线 则各点电场强度均相等 3 双选 一带电粒子只受电场力作用从电场中的a点运动到b点 轨迹如图中虚线所示 不计粒子所受重力 则 a 粒子带正电b 粒子加速度逐渐增大c a点的速度大于b点的速度d 粒子的初速度不为零 cd 解析 由轨迹弯曲的方向可知粒子带负电 由电场线的疏密程度可知a点的场强大 故粒子的加速度逐渐减小 因粒子从a点运动到b点时 电场力对其做负功 故a点的速度大于b点