学教科版选修31 1.3电场 电场强度和电场线 课件（3）（38张）.ppt

第三节电场电场强度和电场线 力是物体对物体的作用 下列物体间力的作用以什么物质为媒介 1 人推车前进人对车的推力 2 马拉车前进的力 3 电线对电灯的拉力 4 两个电荷之间的库仑力是怎样发生的 问题1 1837年法拉第提出 场 的概念 英国物理学家法拉第 1791 1867 电荷之间通过电场发生相互作用 电场 产生 作用于 产生 作用于 一 电场 1 任何带电体的周围都存在着电场 2 定义 电场是看不见摸不着 但电场是客观存在的 是一种特殊物质形态 3 基本性质 电场对放入其中的电荷有力的作用 电场力 问题2 怎样描述电场的强弱呢 1 研究方法 引入检验电荷 理想化模型 电量特点 q q大小特点 大小忽略不计 场源电荷 形成电场的电荷 谈论交流 2 电场强度 e 1 定义 放入电场中某点的检验电荷所受到的电场力f跟它的电荷量q的比值 3 单位 牛 库 n c 4 矢量性 规定与正检验电荷在该点所受电场力方向相同 与负检验电荷在该点所受电场力方向相反 2 定义式 5 理解 a e f q为定义式 适用于一切电场 b 电场强度是反映电场强弱和方向的物理量 c 由电场本身性质决定 与检验电荷的正负 电荷量的大小及受到电场力都无关 d 电场力 f qe 巩固练习 1 由电场强度的定义式可知 在电场中的同一点 a电场强度e与f成正比 跟q成反比 b无论检验电荷的q值 不为零 如何变化 f与q的比值始终不变 c电场中某一点的场强为零 则处在该点的电荷受到的电场力一定为零 d一个不带电的小球在p点受到的电场力为零 则p点的场强一定为零 bc 巩固练习 2 电场中有一点p 下列说法正确的是 a 若放在p点的检验电荷的电量减半 则p点的场强减半 b 若p点没有检验电荷 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点的场强方向为检验电荷在该点的受力方向 c 问题3点电荷的场强如何 真空中有一个电荷量为 q的点电荷 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 三 点电荷电场强度 1 点电荷场强的大小 注意 q 场源电荷 r 研究的点到场源电荷的距离 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 3 在电荷q 8 10 9c的电场中有点a 在a点放入点电荷q 4 10 9c q受到电场力f 8 10 5n 方向向右 1 求a点场强大小 方向 2 求a到q的距离r 3 若将q取走 求a点场强 4 若在a点放入q 2 10 9c的负电荷 求a点场强大小和方向 5 求q 受到的电场力 巩固练习 2 104n c 向右 6 10 2m 2 104n c 向右 2 104n c 向右 4 10 5n 向左 巩固练习 4 a为带电的金属板 电荷量为 q 沿金属板的垂直平分线 在距板r处有一质量为m 电荷量为q的小球 小球用绝缘丝线悬挂于o点 受水平向右的电场力偏转 角而静止 试求小球所在处的电场强度 小结 电场强度的定义式和点电荷的场强 1 场强的定义式 任意电场 e f q q是检验电荷 2 点电荷的场强 真空中点电荷 e kq r2 q是场源电荷 3 电场强度由电场本身的性质决定 与检验电荷无关 问题4如何求合电场场强 结论 可以用矢量运算的平行四边形定则求合电场场强 四 电场的叠加 电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和 遵循平行四边形定则 巩固练习 5 真空中有两个点电荷qa 1 0 10 8c和qb 4 0 10 8c 分别固定在x轴x1 0和x2 6的位置上 1 求电场强度为零的位置 2 在x轴上场强沿 x方向的区域 3 今放入电荷c 使电荷c都在静电力作用下平衡 求电荷c的位置及电荷量 4 今放入电荷c 使a b c三个电荷都在静电力作用下平衡 求电荷c的位置及电荷量 x 6 x 6 qc为任意值 xx 0 x 6 qc 4 0 10 8c 五 电场线 1 引入 电场线是人为的 假想的一簇曲线 2 电场虽然抽象但它是客观存在的物质 电场线虽然形象 但它是假想的曲线 4 几种常见的带电体周围的电场线分布 3 电场线的意义 电场线上每一点的切线方向都和该处的场强方向一致 某一区域电场线的疏密反映了这一区域电场强度的大小 几种常见的带电体周围的电场线分布 1 点电荷的电场线分布 正电荷的电场线从正电荷出发延伸到无限远 电场线正电荷的 负电荷的电场线无限远处延伸到负电荷 电场线负电荷的 2 两个等量点电荷的电场线分布 等量异种电荷的电场线从正电荷出发到负电荷终止 的电场线等量异种电荷 等量同种电荷的电场线从正电荷出发延伸到无限远 或从无限远延伸到负电荷 荷的电场线等量同种电 3 带等量异种电荷平行金属板间的电场线分布 金属板间的电场线等量异种电荷平行 3 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 电场线越稀的地方 场强越小 4 两条电场线不能相交 5 电场线是不闭合的 4 电场线的特点 1 电场线始于正电荷 终止于负电荷 或无穷远 或起始于无穷远处 终止于负电荷 2 电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致 问题 电场线是带电粒子的运动轨迹吗 电场中并不存在 是为了研究电场方便而人为引入的 粒子在电场中的运动轨迹 是客观存在的 曲线上各点的切线方向即为该点的场强方向 同时也是正电荷在该点的受力方向 即正电荷在该点产生加速度的方向 轨迹上每一点的切线方向即为粒子在该点的速度方向 但加速度的方向与速度的方向不一定相同 小结 电场线与带电粒子运动轨迹重合的 必须同时具备的条件 1 电场线是直线 2 带电粒子只受电场力 或受其他力 但方向沿电场线所在直线 3 带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直线 六 匀强电场 1 匀强电场 电场强度的大小和方向处处相同的电场 叫做匀强电场 2 匀强电场的电场线 是一组等间隔的平行线 3 匀强电场的实例 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 它们之间电场除边缘附近外是匀强电场 本节小结 电场强度是反映电场力的性质的物理量 其大小为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 场强的定义式 任意电场 e f q q是检验电荷场强的决定式 真空中点电荷 e kq r2 q是场源电荷电场中某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和 本节小结 电场线不是电场里实际存在的线 而是形象地描述电场的假想的线 电场虽然抽象但它是客观存在的物质 电场线虽然形象但它仅是假想的线 电场强度的大小和方向处处相同的电场 叫做匀强电场 q1 q2 a 作业 如图所示真空中有两个点电荷q1 3 0 10 8c和q2 3 0 10 8c 它们相距0 1m a点与两个点电荷的距离r相等 r 0 1m 求 1 求在两电荷连线的中点的场强 2 电场中a点的场强 3 在a点放入q 1 10 6c求它所受的电场力 1 2 16 105n c 2 2 7 104n c 3 2 7 10 2n 巩固练习1 如图所示的是一个点电荷周围的电场线 下列判断中正确的是 a 该点电荷为负电荷 距点电荷越近处电场强度越大b 该点电荷为负电荷 距点电荷越近处电场强度越小c 该点电荷为正电荷 距点电荷越近处电场强度越大d 该点电荷为正电荷 距点电荷越近处电场强度越小 c 2 如图5是某静电场的一部分电场线的分布情况 下列说法中正确的是 a 这个电场可能是负点电荷的电场b 点电荷q在a点处受到的电场力比在b点处受到的电场力大c 点电荷q在a点处的瞬时加速度比在b处的瞬时加速度小 不计重力 d 负电荷在b点处受到的电场力的方向沿b点切线方向 巩固练习 我确定是我单位我单位的丰富而发热夫人我 b 巩固练习 3 两个等量异种电荷 a b为它们的连线上的两点 c d为连线中垂线上的两点 o为其垂足 a b c d四点到o点的距离都相等 则a b c d四点的场强的大小关系为 答案 ea eb eoeo ec ed方向相同 巩固练习 4 两个等量同种正电荷 a b为它们的连线上的两点 c d为连线中垂线上的两点 o为其垂足 a b c d四点到o点的距离都相等 则a b两点的场强的大小关系为 c d两点的场强的大小关系为 答案 eo 0ea eb 方向相反ec ed 方向相反 巩固练习5 如图11所示 有一水平方向的匀强电场 场强大小为9000n c 在电场内一水平面上作半径为10cm的圆 圆上取a b两点 ao沿e方向 bo oa 另在圆心处放一电量为10 8c的正点电荷 则a处场强大小ea n c b处的场强大小eb n c 方向 图