3.电场电场强度和电场线

1.3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)两块磁铁之间的磁力(3)空中物体受到的重力(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？,二、电场强度,1.研究方法：,引入检验电荷（理想化模型）电量特点：qQ大小特点：大小忽略不计,场源电荷：形成电场的电荷,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,（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,电场强弱与密度的类比,思考1：m大的物体是否密度大？,电场强弱,相同q检验电荷,受力F大,电场强,密度,同一v实心物体,质量m大,密度大,不同位置,不同物质,思考2：F大的位置是否电场强？,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,小结：电场强度的定义式和决定式,1.场强的定义式(任意电场)E=F/qq是检验电荷,2.场强的决定式(真空中点电荷)E=kQ/r2Q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.,Q1,Q2,A,例：如图所示，真空中有两个点电荷Q1=+3.010-8C和Q2=-3.010-8C，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=-110-6C求它所受的电场力。,（1）1.08105N/C,（2）2.7104N/C,（3）2.710-2N,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,3几种常见的带电体周围的电场线分布,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,正电荷的电场线,负电荷的电场线无限远处延伸到负电荷,负电荷的电场线,（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,等量异种电荷的电场线,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,等量同种电荷的电场线,（3）带等量异种电荷平行金属板间的电场线分布,等量异种电荷平行金属板间的电场线,（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（无穷远处）,（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，但其他力的合力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/qq是检验电荷场强的决定式(真空中点电荷)E=kQ/r2Q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