第1节　电　场 (3).ppt

1.3电场强度,第一章电场,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?,+,问题1,猜一猜,两电荷间相互作用时不直接接触，它们之间的相互作用也是通过别的物质作用的，这就是电场。,19世纪30年代，法拉第提出：在电荷的周围存在着由它产生的电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。,电荷,电荷,电场以及磁场已被证明是一种客观存在，并且是互相联系的，统称为电磁场。变化的电磁场以有限的速度光速，在空间传播。它和分子、原子组成的实物一样具有能量、质量和动量，因而场与实物是物质存在的两种不同形式。本章只讨论静止电荷产生的电场，称为静电场。,一.电场：,研究方法,基本性质（着手）,电荷受力,认识电场,（试探电荷）,试探电荷,试探电荷（检验电荷）：用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的带电小球。,源电荷,试探电荷的电荷量和尺寸必须充分小，对金属球A上的电荷分布不产生明显的影响，从而原来的电场不因试探电荷的出现有明显的变化。,电场的强弱是与位置有关的。,怎样来描述电场的强弱呢？能否用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱？不同电荷量的试探电荷，即使在电场的同一点，受到的静电力也不相同。,试探电荷在电场中某点受到的力F很可能与试探电荷的电荷量q成正比：F=EqE是比例常数，与q无关,实验表明：试探电荷在电场中某个位置所受的力，的确与试探电荷的电荷量成正比；在电场的不同位置，比例常数E一般说来是不一样的。,二、电场强度：放入电场中某点的电荷所受的力F与它的电荷量q的比值，叫做这点的电场强度（场强）2、公式：E=F/q3、单位：牛每库（N/C）；伏每米（V/m）；1V/m=1N/C4、方向：电场强度是矢量其方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同；跟负电荷在该点所受的静电力的方向相反,比值定义法,例1：在电场中A处放点电荷+q，其受电场力为F，方向向左，则A处场强大小，方向为；若将A处放点电荷为2q，则该处电场强度大小为，方向为。,向左,向左,三、真空中点电荷的场强,由库仑定律和场强的定义式推导,1、大小：,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,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2、电场强度的定义式为E=F/q，则A、它只适用于点电荷产生的电场B、无论检验电荷的q值如何变化，F与q的比值对电场中同一点来讲是不变的C、电场中某点的场强与放在该点的检验电荷所受的电场力成正比D、场强方向与检验电荷的极性有关,例3、下列关于场强的说法正确的是：A、公式E=F/q不只适用于真空中的电场B、公式E=kQ/r2中的Q是放入电场中的试探电荷的电量C、在一个以点电荷Q为中心，r为半径的球面上，各处的场强都相同D、空间某点的电场强度E与放在该处的试探电荷所受的电场力F成正比，与试探电荷的电荷量q成反比,如果场源电荷不只是一个点电荷，那么电场强度又是多少呢？四、电场强度的叠加：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,P点的电场强度，等于+Q1在该点产生的电场强度E1与-Q2在该点产生电场强度E2的矢量和，合成应遵循平行四边形法则。,例4、如图，A、B两点分别放有+210-8C和-210-8C两个点电荷，相距60cm，试求：（1）AB连线中点O的场强；（2）AB延长线上离B点距离为30cm的M点的场强；（3）AB连线的垂直平分线上离开O点距离为30cm处的P点的场强。,（1）4103N/C，方向沿AB连线向右；（2）1.78103N/C，方向由M指向B点；（3）1.4103N/C，方向平行于AB向右。,一个比较大的带电物体不能看做点电荷。在计算它的电场时，可以把它分做若干小块，只要每个小块足够小，就可以把每小块所带的电荷看成点电荷，然后用点电荷电场强度叠加的方法计算整个带电体的电场。,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，球外各点的电场强度：,rR，Q是整个球体所带的电荷量,我们可以用什么方法来形象地描述电场呢？五、电场线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，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。,电场线的特征1、电场线是假想的，实际电场中并不存在2、电场线密的地方场强大，电场线疏的地方场强小3、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,4、电场线不会相交，也不会相切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,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。,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、沿两点电荷之间的连线，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,奎宁的针状结晶或头发屑悬浮在蓖麻油里。,例5、关于电场线的几种说法中，正确的是：A、沿电场线方向，场强必定越来越小；B、在复杂电场中的电场线是可能相交的；C、点电荷在电场中的运动轨迹一定跟电场线相重合；D、电场线越密的地方，同一检验电荷所受的电场力就越大,例6、如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条直线上有a、b两点，用Ea、Eb表示a、b两点强度的大小，则：A、a、b两点的场强的方向相同；B、电场线是直线，可知Ea=Eb；C、不知a、b附近的电场线分布，Ea、Eb的大小不能确定；D、电场线从a指向b，所以EaEb,如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫做匀强电场。匀强电场的电场线是什么样的？匀强电场的电场线是间隔相等的平行线,带有等量异号电荷的一对平行金属板，如果两板相距很近，它们之间的电场，除边缘部分外，可以看做匀强电场。,六、匀强电场,匀强电场,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,课堂训练,2、真空中有一电场,在电场中的P点放一电量为410-9C的试探电荷,它受到的电场力210-5N,则P点的电场强度N/C;把试探电荷的电量减少为210-9C,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。,5103,110-5,5103,3、在真空中有两个点电荷q1和q2，分别位于A和B，相距20cm，q1为410-8C，q2为810-8C。则在AB连线上A点的外侧离A点20cm处的D点场强大小、方向如何?4.5103N/C，方向由D指向A。,4、下列说法正确的是()A、电荷在某点受到的电场力越大，该点的电场强度就越大B、电场强度的方向总是跟电场力的方向一致C、负电荷受到的电场力的方向跟电场强度的方向相反D、点电荷Q建立的电场匀强电场,C,5、图1所示为某静电场中的一簇电场线，A、B为此电场中的两点，设A点的场强大小为EA，电子在A点所受电场力的大小为FA；B点的场强大小为EB，电子在B点所受电场力的大小为FB，则（）AEAEB，FAFBB.EAEB，FAFB,A,a,b,A,B,a,B,7、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：（）,A,B,C,D,P,Q,P,Q,P,Q,P,Q,C,8、带有同种电荷的两点电荷放在相距为d的A、B两点，电量分别为Q和nQ，在A、B连线上电场强度为零的点到A点的距离为：A、B、C、D、,9、用一根绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球的质量为110-