3-1.1.3电场强度.ppt

1 3电场强度 两电荷不直接接触 它们之间的相互作用是怎样产生的 想一想 1 电场 电场是电荷周围存在的一种特殊物质 物质存在的两种形式 实体 由分子或原子组成 看得见 摸得着 场 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 对放入其中的电荷有力的作用 这种力叫做电场力 一 电场 例1 下面关于电场的叙述正确的是A 两个未接触的电荷发生了相互作用 一定是电场引起的B 只有电荷发生相互作用时才产生电场C 只要有电荷存在 其周围就存在电场D A电荷受到B电荷的作用 是B电荷的电场对A电荷的作用 例2 下列说法中正确的是A 只要有电荷存在 电荷周围就一定存在着电场B 电场是一种物质 它与其他物质一样 是不依赖我们的感觉而客观存在的东西C 电荷间的相互作用是通过电场而产生的 电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用D 场与实物是物质存在的两种不同的形式 用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场 试探电荷 放入电场中探测电场性质的电荷 试探电荷必须具备条件 1 电量足够小 2 点电荷 场源电荷 产生电场的电荷 1 场源电荷与试探电荷 二 电场强度 Q 如何描述电场的强弱程度 实验表明 同一检验电荷q在电场中的不同位置受到的电场力各不相同 在距Q近的点受到的电场力大 在距Q远的点受到的电场力小 这个现象说明在电场中的不同位置 电场的强弱程度不同 所以 我们应当寻找一个合适的物理量来表示电场的强弱程度 Q p F1 F2 F3 F4 q1 q2 q3 q4 电荷量 q1 q2 q3 q4 如何描述电场的强弱程度 实验发现 在电场中的同一点 检验电荷的电量q发生变化 它所受的电场力的大小F也随之变化 成正比的变化 而电场力的大小F与检验电荷电量q的比值不变 即 这个比值不随检验电荷电量变化 说明它与检验电荷无关 它只与电场中这点 P 的位置有关 Q 如何描述电场的强弱程度 我们将同一个检验电荷放在电场中不同的点进行检测 发现 同一个检验电荷在电场中不同的点所受的电场力F跟他的电荷量的比值一般不相同 在比值大的点 检验电荷所受的电场力F大 说明该点的电场强 这个比值的大小可以反映电场中不同点的电场的强弱程度 因此 我们用这个比值来定义一个反映电场性质的物理量 电场强度 1 场源电荷与试探电荷 二 电场强度 2 电场强度 1 定义 放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫该点的电场强度 简称场强 2 定义式 3 国际单位 牛 库 N C 4 电场强度是矢量 规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向跟负电荷在该点所受电场力的方向相反 电场强度是反映电场本身的性质 电场强弱和方向 的物理量 1 E F q为定义式 适用于一切电场 2 某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身 即场源电荷与位置 与检验电荷的正负 电量的大小 有无及受到的电场力均无关 3 电场力 F Eq 如何理解电场强度 例3 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 C P点的场强越大 则同一电荷在P点受到的电场力越大 D P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向 例4 下列关于电场强度的叙述正确的是A 电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力B 电场中某点的场强与该点检验电荷所受的电场力成正比C 电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点所受电场力的方向D 电场中某点的场强与该点有无检验电荷无关 1 场源电荷与试探电荷 二 电场强度 2 电场强度 3 真空中点电荷的场强 决定式 Q 场源电荷 r 电场中点到Q的距离 只适用于真空中点电荷 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E与q无关 Q是场源电荷E与Q成正比 例5 对公式E kQ r2的几种不同理解 正确的是A 当r 0时 E B 当r 时 E 0C 某点的场强与点电荷Q的大小无关D 在以点电荷Q为中心 r为半径的球面上 各处的电场强度都相同 例6 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 例7 如图所示 在点电荷Q的电场中 A点的场强为100牛 库 C点的场强为36牛 库 B是AC的中点 且A B C在同一直线上 求B点的电场强度 答案 56 25N C 1 电场强度是矢量 合成应遵循平行四边形法则 三 电场强度的叠加 1 电场强度是矢量 合成应遵循平行四边形法则 三 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 例8 真空中两个正点电荷A B所带电量皆为Q 且相距为r 则距离A为r 3处的P点的电场强度为多少 答案 P点场强为27kQ 4r2 例9 如图 真空中 带电量分别为 和 的点电荷 相距 则 两点电荷连线的中点 的场强多大 在两电荷连线的中垂线上 距 两点都为 的 点的场强多大 答案 例10 在x轴上有两个点电荷 一个带正电Q1 一个带负电 Q2 且Q1 2Q2 用E1和E2分别表示两个电荷所产生的场强的大小 则在x轴上A E1 E2之点只有一处 该处合场强为0 B E1 E2之点共有两处 一处合场强为0 另一处合场强为2E2 C E1 E2之点共有三处 其中两处合场强为0 另一处合场强为2E2 D E1 E2之点共有三处 其中一处合场强为0 另两处合场强为2E2 例11 如图所示 用金属丝弯成半径为r的圆环 但在A B之间留有宽度为d的间隙 且d r 将电量为Q的正电荷均匀分布于金属丝上 求圆心处的电场强度 方向由圆心指向间隙中心 四 电场线 1 定义 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 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 2 几种常见电场中电场线的分布情况 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中电场线分布情况 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 3 电场线的特征1 电场线密的地方场强强 电场线疏的地方场强弱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 3 电场线不会相交 也不会相切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 1 定义 电场强度大小和方向都相同的电场2 电场线分布图 3 电场线特点 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说明