学教科版选修31 1.3电场 电场强度和电场线 课件（1）（32张）.ppt

电场电场强度和电场线 例如 压力 支持力 拉力和摩擦力等 物体之间的相互作用 有的需要通过接触 问题探究 物体之间的相互作用 有的不需要接触 那么 没有接触的两个电荷之间的相互作用靠什么传递呢 问题探究 让我们一起来想象这个 电场 1 看不见 摸不着 却是客观存在的物质 2 只要存在电荷 它就存在 一 电场 即 任何带电体的周围都存在电场 一 电场 怎样检验空间中是否存在看不见又摸不着的电场呢 我们利用电场的基本性质 电场对放入其中的电荷有力的作用来检验 即 把一个检验电荷放入场源电荷产生的电场中 看是否受到力的作用 电场力 一 电场 认识检验电荷和场源电荷 1 场源电荷 产生电场的电荷 2 检验电荷 用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷 对检验电荷的要求 1 电荷量应当充分小 放入电场之后 不致影响原来要研究的电场 即源电场 2 体积要充分小 以便它在电场中有确定的位置 便于用来研究电场 源电场 中各点的情况 一 电场 问题1 能否用电场力的大小表示电场的强弱 不同的电荷在电场中同一点所受的电场力不同 但电场中同一点的电场的强弱是一定的 因此不能用电场力的大小来表示电场的强弱 一 电场 问题2怎样描述电场的强弱呢 实验表明 1 电场中的同一点 不同电荷所受力同 但比值f q是一定的 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 结论 f q能反映电场中某点的性质 电场的强弱 一 电场 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 用e表示 3 单位 n c v m 1v m 1n c 二 电场强度 5 方向 物理学中规定 电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同 与负电荷在电场中某点受到的电场力的方向相反 6 电场力 f qe 二 电场强度 例1 真空中有一电荷量为 1 10 4c的点电荷 在距离点电荷1m处的a点放一电荷量为4 10 9c的检验电荷 检验电荷受到的电场力大小为 n 方向 a点的场强为 n c 方向 换成电荷量为 3 10 9c的检验电荷 则检验电荷所受的电场力 n 方向 该点的场强为n c 方向 如果把检验电荷取走 则a点的电场强度为n c 方向 3 6 10 3 水平向左 水平向左 9 105 2 7 10 3 水平向右 9 105 水平向左 9 105 水平向左 问题3点电荷的场强如何 利用电场强度定义和库仑定律 推导真空中点电荷周围某点的电场强度 二 电场强度 条件 只适用于真空中点电荷 三 点电荷的电场 定义式 适用于一切电场 决定式 仅对点电荷的电场适用 由场源电荷q及该点到q的距离r决定 q是检验电荷 e与q大小 有无无关 例2 关于 和 下列说法中正确的是 1 式中 f是放入电场中的电荷所受的力 q是放入电场中试探电荷的电量 2 式中 f是放入电场中的电荷所受的力 q是产生电场电荷的电量 3 式中 q是放入电场中的试探电荷的电量 4 式中 q是场源电荷的电量 a 1 3 b 2 3 c 1 4 d 2 4 c 例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 b 例4 真空中有两个点电荷a b 相距0 2m 相互间的引力为9 10 3n 已知a的带电量为 1 10 8c 则点电荷b在点电荷a位置处的电场强度大小为 点电荷a在点电荷b位置处的电场强度大小为 点电荷b的电量为 9 105n c 2 25 103n c 4 10 6c 问题4如何求电场中的合场强 电场叠加原理 在几个点电荷共同形成的电场中 某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和 这叫做电场的叠加原理 四 电场的叠加 四 电场的叠加 例5 在真空中有两个点电q1 3 0 10 8c和q2 3 0 10 8c 它们相距0 1m 求电场中a点的场强 a点与两个点电荷的距离r相等r 0 1m 代入数值得 e 2 7 104n c e 例6 如图 在x轴上的x 1和x 1两点分别固定电荷量为 4q和 9q的点电荷 求 x轴上合场强为零的点的坐标 并求在x 3点处的合场强方向 答案 x 5 向右 1 定义 在电场中画出一些有方向的曲线 如果曲线上各点的切线表示该点的电场方向 这样的曲线叫做电场线 2 物理意义 疏密程度 该点场强的大小 强弱 切线方向 该点的电场方向 问题5怎样形象描述电场 六 电场线 说明 可以粗略地描述电场强度的大小和方向 但是形象 直观 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 3 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 4 匀强电场 特点 a 匀强电场是场强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 电场线的疏密均匀 电场方向与电场线平行 4 电场线的性质 假想的曲线 并不真实存在 起于正电荷 止于负电荷 不相交 不闭合 电场线不是电荷的运动轨迹 例7 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 c 例8 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 b 例9 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 c 例10