第三节电场强度.ppt

3 电场强度 选修3 1第一章静电场 想一想 学过上一节后 我们发现电荷间的静电力并不需要接触 那它们间的相互作用是如何发生的呢 不需要媒介 也不需要经历时间 而是超越空间与时间直接发生的作用力 并称为超距作用 19世纪30年代 英国的物理学家法拉第提出场的观点 近代物理学的理论及实验证实了场的存在 一 电场 1 定义 电荷周围客观存在的一种特殊物质 看不见 摸不着 但客观存在 想一想 你能否归纳出电场的特殊性指什么 思考 有了场的概念后 你能否解释电荷间的相互作用力是如何发生的 2 基本性质 对放入其中的电荷有力的作用 思考 在A激发的电场中 带电小球受到的静电力的大小和方向与小球的位置有关 这个现象说明了什么 电场有强弱且与位置有关 想一想 我们该如何研究电场的强弱呢 在被研究的电场中放入检验的电荷 试探电荷 检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷 也称为检验电荷 试探电荷的电量和尺寸必须足够小 场源电荷 产生电场的电荷Q 又称为源电荷 想一想 若想放入的试探电荷对原电场无明显影响 那试探电荷需要满足什么样的条件 想一想 通过上面的思考 大家想一想能否用电场力的大小表示电场的强弱 思考1 如图所示 在点电荷Q产生的电场中存在A B两点 将试探电荷 q分别放在A B两点时所受的电场力大小是否相等 思考2 若在B点换上 2q的电荷 与前面为 q的电荷所受电场力一样吗 F q这个比值由电荷q在电场中的位置所决定 跟电荷q无关 是反映电场性质的物理量 由此可见 在电场中的同一点 比值F q是恒定的 在电场中的不同点 比值F q一般是不同的 在物理学中 就用比值F q来表示电场的强弱 二 电场强度 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 2 公式 3 单位 伏 米 v m 1v m 1N C 4 矢量 方向 与正电荷在该点所受电场力的方向相同 与负电荷在该点所受的电场力方向相反 5 物理意义 描述电场强弱的物理量 也描述电场的力的性质的物理量 6 对定义式的理解 1 比值定义法 大小与F q无必然联系 适用于求一切电场的场强 2 知道某点场强E 任意电荷q受力 F Eq 例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 C 典型例题 1 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 及时训练 例2 如图所示 真空中有一带正电的点电荷Q 在与其相距为r的A点放入带电量为q试探电荷 试求A点的电场强度 由此可见 点电荷在某点处产生的场强由电荷量Q和距离决定 与试探电荷无关 典型例题 三 点电荷的电场 1 表达式 想一想 如果以点电荷为圆心 以r为半径画圆 在圆上的各点电场强度有什么关系 大小相等但方向不同 适用条件 真空中的点电荷 2 点电荷电场的方向 1 若Q是正电荷 E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q 2 若Q是负电荷 E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q 离 Q而去 向 Q而来 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 3 公式与的比较 思考 如图所示在真空中有两点电荷q1和q2 分别位于A B 相距0 2m q1 4 10 8C q2 8 10 8C 求在A点左侧0 2m处的场强 四 电场强度的叠加 由此可见 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 典型例题 例3 如图在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 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 及时训练 2 两个固定的异号电荷 电荷量给定但大小不等 用E1和E2分别表示两个点电荷产生的电