二、电场

第二节电场 观察 汽车拉拖车 汽车对拖车的拉力是通过绳子作用的 分析 电荷之间的相互作用是通过什么去实现的呢 电场 B电荷 1 定义 法拉第认为电荷周围存在一种特殊的物质 电场 实体 由分子组成 看得见 摸得着场 物质形态 看不见 摸不着 不以人的感官意识为转移的客观存在 2 电场的基本性质 对放入电场的电荷有力的作用 这种力叫做电场力 一 电场 任何带电体的周围都存在电场 电荷A产生的电场 用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场 研究方法 基本性质 着手 电荷受力 认识电场 试探电荷 Q q FA q FB A B 电场对放入其中的电荷有电场力的作用 场源电荷 产生电场的电荷 试探电荷 以前称为检验电荷 1 体积充分小2 电量足够小 试探电荷的电荷量和尺寸必须充分小 对金属球A上的电荷分布不产生明显的影响 从而原来的电场不因试探电荷的出现有明显的变化 怎样来描述电场的强弱呢 电荷受到的静电力的大小与电荷所处的位置有关 表明电场强弱与位置有关 可否用试探电荷受到的电场力大小来表示 不同电荷量的试探电荷 即使在电场的同一点 受到的静电力也不相同 试探电荷在电场中某点受到的力F很可能与试探电荷的电荷量q成正比 F EqE是比例常数 与q无关 1 定义 放入电场中某点的电荷所受的力F与它的电荷量q的比值 叫做这点的电场强度 简称 场强 2 公式 E F q适用于一切电场3 单位 牛每库 N C 伏每米 V m 1V m 1N C4 方向 电场强度是矢量物理学上规定 正电荷在某一点所受的静电力的方向为电场在该点的电场强度的方向 比值定义法 二 电场强度 注意 1 E 为定义式 适用于一切电场 5 E的物理意义 描述该点的电场强弱和方向 2 某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身 即场源电荷及这点的位置 与检验电荷的正负 电量的大小及受到的电场力无关 3 电场力 F Eq 电场力的大小与E和q有关 点电荷的电场强度 电场强度的大小与方向跟检验电荷的有无 电量 电性没有关系 电场强度的大小只由源电荷和场点到场源的距离来决定的 6 点电荷的电场强度 例题电场强度的定义式为E F q 则 A 它只适用于点电荷产生的电场B 无论检验电荷的q值如何变化 F与q的比值对电场中同一点来讲是不变的C 电场中某点的场强与放在该点的检验电荷所受的电场力成正比D 场强方向与检验电荷的极性有关 三 电场的形象描述 电场线 英国物理学家法拉第首先引入了电场强度的图象 他在电场中画了一些线 这些线 在电场中 画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线 使曲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 这些曲线就叫做电场线 1 引入 2 电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致 电场线 3 电场线在电场中不相交 EA EB 4 电场线的疏密程度反映了电场的强弱 电场越强的地方 电场线越密 电场越弱的地方 电场线越疏 1 电场线从正电荷出发或无限远出发 终止于无限远或负电荷 电场线是假想线 不是真实存在的 发散状 2 几种特殊的电场的电场线分布 1 正点电荷 2 负点电荷 会聚状 3 等量异种点电荷 相吸状 4 等量同种点电荷 排斥状 电场强度大小 方向处处相同 电场线特点 平行的 等间距的 同向的直线产生条件 两块靠近的平行金属板 大小相等 互相正对 分别带有等量的正负电荷 它们之间的电场除边缘附近外就是匀强电场 5 匀强电场 说明 平行但间距不均匀的电场是不存在的 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 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 2 等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布特点 3 等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况 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 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 3 关于电场强度 下列说法正确的是 A E F q 若q减半