电场强刘玉兵PPT学习教案

1、会计学1电场强刘玉兵电场强刘玉兵 两电荷不直接接触，它们之间的相互作用是两电荷不直接接触，它们之间的相互作用是怎样产生的怎样产生的? ?想一想想一想第1页/共36页 法拉第法拉第提出电荷周围存在提出电荷周围存在电场电场，处在电场中的其它电荷，处在电场中的其它电荷受到的作用力就是这个电场给受到的作用力就是这个电场给予的。予的。电荷电荷A A电场电场电荷电荷B B第2页/共36页FBA第3页/共36页FBFA第4页/共36页物质存物质存在的两在的两种形式种形式 实体实体: :由分子或原子组成，看得见，由分子或原子组成，看得见， 摸得着。摸得着。 场场: :看不见，摸不着，不以人的感看不见，摸不着，

2、不以人的感 官意识为转移的客观存在。官意识为转移的客观存在。2.2.电场的基本性质：电场的基本性质：对放入其中的电荷有对放入其中的电荷有力力的的 作用。这种力叫做作用。这种力叫做电场力电场力。一、电场一、电场第5页/共36页例例1.1. 下面关于电场的叙述正确的是下面关于电场的叙述正确的是A A两个未接触的电荷发生了相互作用，一定两个未接触的电荷发生了相互作用，一定是电场引起的是电场引起的B B只有电荷发生相互作用时才产生电场只有电荷发生相互作用时才产生电场C C只要有电荷存在，其周围就存在电场只要有电荷存在，其周围就存在电场D DA A电荷受到电荷受到B B电荷的作用，是电荷的作用，是B B

3、电荷的电场对电荷的电场对A A电荷的作用电荷的作用第6页/共36页例例2 2、下列说法中正确的是下列说法中正确的是A A只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B B电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西赖我们的感觉而客观存在的东西C C电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用D.D.场与实物是物质存在的两种不同的形式场与实物是物质存在的两种不同的形式第7页/共3

4、6页 用什么可以检验空间存在看不见又用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场？摸不着的电场？Q 场源电场源电荷荷F试探电荷试探电荷0q第8页/共36页试探电荷：试探电荷：放入电场中探测电场性质的电荷放入电场中探测电场性质的电荷 试探电荷必须具备条件：试探电荷必须具备条件：（1 1）电量足够小；（）电量足够小；（2 2）点电荷。）点电荷。场源电荷：场源电荷：产生电场的电荷。产生电场的电荷。 1 1、场源电荷与试探电荷、场源电荷与试探电荷二、电场强度二、电场强度第9页/共36页+QqF1AqF3CqF2BqF4D如何描述电场的强弱程度？如何描述电场的强弱程度？ 实验表明：同一检验电荷实验表明：同

5、一检验电荷q q在电场中的不同位置受到的电在电场中的不同位置受到的电场力各不相同，在距场力各不相同，在距Q Q近的点受到的电场力大，在距近的点受到的电场力大，在距Q Q远的点远的点受到的电场力小，这个现象说明在电场中的不同位置，电场受到的电场力小，这个现象说明在电场中的不同位置，电场的强弱程度不同，所以，的强弱程度不同，所以，我们应当寻找一个合适的物理量来我们应当寻找一个合适的物理量来表示电场的强弱程度。表示电场的强弱程度。第10页/共36页+QpF1F F2 2F3F4q1q2q3q4电荷量电荷量: q: q1 1 q q2 2 q q3 3 q q4 4如何描述电场的强弱程度？如何描述电场

6、的强弱程度？实验发现：实验发现：在电场中的同一点，检验电荷的电量在电场中的同一点，检验电荷的电量q q发生变化发生变化，它所受的电场力的大小，它所受的电场力的大小F F也随之变化（成正比的变化）而也随之变化（成正比的变化）而电场力的大小电场力的大小F F与检验电荷电量与检验电荷电量q q的比值不变，即的比值不变，即 这个比值不随检验电荷电量变化，说明它与检验电荷这个比值不随检验电荷电量变化，说明它与检验电荷无关，它只与电场中这点（无关，它只与电场中这点（P P）的位置有关。）的位置有关。31241234FFFFqqqq第11页/共36页+QqF1AqF2B如何描述电场的强弱程度？如何描述电场的

7、强弱程度？ 我们将同一个检验电荷放在电场中不同的点进行检测我们将同一个检验电荷放在电场中不同的点进行检测, ,发发现现: :同一个检验电荷在电场中不同的点所受的电场力同一个检验电荷在电场中不同的点所受的电场力F F跟他的跟他的电荷量的比值一般不相同电荷量的比值一般不相同. .在比值大的点在比值大的点, ,检验电荷所受的电检验电荷所受的电场力场力F F大大, ,说明该点的电场强说明该点的电场强; ; 这个比值的大小可以反映电场这个比值的大小可以反映电场中不同点的电场的强弱程度中不同点的电场的强弱程度, ,因此因此, ,我们用这个比值来定义一我们用这个比值来定义一个反映电场性质的物理量个反映电场性

8、质的物理量-电场强度电场强度. .第12页/共36页1 1、场源电荷与试探电荷、场源电荷与试探电荷二、电场强度二、电场强度2 2、电场强度、电场强度 （1 1）定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它）定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它 的电量的比值叫该点的的电量的比值叫该点的电场强度电场强度，简称场强。，简称场强。（2 2）定义式：）定义式： qFE （3 3）国际单位：牛）国际单位：牛/ /库（库（N/CN/C）（4 4）电场强度是矢量：）电场强度是矢量： 规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向跟跟负电负电荷荷在该点所受在该点所受电场

9、力电场力的的方向相反方向相反 第13页/共36页 电场强度是反映电场本身的性质（电电场强度是反映电场本身的性质（电场强弱和方向）的物理量。场强弱和方向）的物理量。 （1 1）E E= =F F/ /q q 为定义式，为定义式，适用于适用于一切一切电场。电场。（2 2）某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身）某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身（即（即场源电荷场源电荷与与位置位置），与检验电荷的），与检验电荷的正负正负、电量电量的大小、有无的大小、有无及受到的及受到的电场力均电场力均无关无关。（3 3）电场力）电场力: : F=EqF=Eq如何理解电场强度？如何理解电场强度？第14页/共3

10、6页 例例3 3、电场中有一点电场中有一点P P，下列哪些说法正确的是，下列哪些说法正确的是 A. A. 若放在若放在P P点的试探电荷的电量减半，则点的试探电荷的电量减半，则P P点点 的场强减半。的场强减半。 B. B. 若若P P点没有试探电荷，则点没有试探电荷，则P P点的场强为零。点的场强为零。 C. PC. P点的场强越大，则同一电荷在点的场强越大，则同一电荷在P P点受到的点受到的 电场力越大。电场力越大。 D. PD. P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向第15页/共36页例例4 4、下列关于电场强度的叙述正确的是下列关于电场强度的叙述

11、正确的是 A A电场中某点的场强在数值上等于单位电荷电场中某点的场强在数值上等于单位电荷 受到的电场力受到的电场力 B B电场中某点的场强与该点检验电荷所受的电场中某点的场强与该点检验电荷所受的 电场力成正比电场力成正比 C C电场中某点的场强方向就是检验电荷在该电场中某点的场强方向就是检验电荷在该 点所受电场力的方向点所受电场力的方向 D D电场中某点的场强与该点有无检验电荷无关电场中某点的场强与该点有无检验电荷无关第16页/共36页1 1、场源电荷与试探电荷、场源电荷与试探电荷二、电场强度二、电场强度2 2、电场强度、电场强度 3 3、真空中点电荷的场强、真空中点电荷的场强 决定式：决定式

12、：2rQkE Q：场源电荷：场源电荷r：电场中点到：电场中点到Q的距离的距离只适用于真空中点电荷只适用于真空中点电荷方向：方向：正正点电荷电场方向点电荷电场方向背离背离电荷；电荷；负负点电荷电场方向点电荷电场方向指向指向电荷电荷第17页/共36页适用范围适用范围电荷的意义电荷的意义FEq2QEkr定义式，适用定义式，适用于一切电场于一切电场仅对点电荷仅对点电荷的电场适用的电场适用q q是检验电荷是检验电荷E E与与q q无关无关Q Q是场源电荷是场源电荷E E与与Q Q成正比成正比FEq2QEkr与与有何区别有何区别？第18页/共36页例例5 5、对公式对公式 E=kQ/rE=kQ/r2 2

13、的几种不同理解，正确的是的几种不同理解，正确的是 A A当当r0r0时，时，EE B B当当rr时，时，E0E0 C C某点的场强与点电荷某点的场强与点电荷Q Q的大小无关的大小无关 D D在以点电荷在以点电荷Q Q为中心，为中心，r r为半径的球面上，各为半径的球面上，各 处的电场强度都相同处的电场强度都相同第19页/共36页第20页/共36页 例例7 7、如图所示，在点电荷如图所示，在点电荷Q Q的电场中，的电场中，A A点点的场强为的场强为100100牛牛/ /库，库，C C点的场强为点的场强为3636牛牛/ /库，库，B B是是ACAC的中点，且的中点，且A A、B B、C C在同一直

14、线上，求在同一直线上，求B B点的电点的电场强度。场强度。答案：答案：56.25N/C56.25N/C第21页/共36页1 1、电场强度是矢量，合成应遵循平行四边形法则、电场强度是矢量，合成应遵循平行四边形法则 E+E-E合合PQ1Q2三、电场强度的叠加三、电场强度的叠加第22页/共36页1 1、电场强度是矢量，合成应遵循平行四边形法则、电场强度是矢量，合成应遵循平行四边形法则 三、电场强度的叠加三、电场强度的叠加2 2、一个半径为、一个半径为R R的的均匀均匀带电球体（或球壳）在外部带电球体（或球壳）在外部产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的

15、点电荷产生的电场相同。电荷产生的电场相同。QrPrQP2QEkr第23页/共36页 例例8 8、真空中两个正点电荷真空中两个正点电荷A A、B B所带电量皆为所带电量皆为Q Q，且，且相距为相距为r r, ,则距离则距离A A为为r r/3/3处的处的P P点的电场强度为多少？点的电场强度为多少？答案：答案：P P点场强为点场强为2727kQkQ/4/4r r2 2. .PA+QB+Q第24页/共36页 例例9、如图，真空中，带电量分别为和如图，真空中，带电量分别为和的点电荷、相距，则：的点电荷、相距，则：（）两点电荷连线的中点的场强多大？（）两点电荷连线的中点的场强多大？（）在两电荷连线的中

16、垂线上，距、两点都（）在两电荷连线的中垂线上，距、两点都为的点的场强多大？为的点的场强多大？28kQEr2kQEr答案：答案：第25页/共36页 例例1010、在在x x轴上有两个点电荷轴上有两个点电荷, ,一个带正电一个带正电Q Q1 1, ,一个带一个带负电负电-Q-Q2 2, ,且且Q Q1 1=2Q=2Q2 2. .用用E E1 1和和E E2 2分别表示两个电荷所产生的分别表示两个电荷所产生的场强的大小场强的大小, ,则在则在x x轴上轴上 A. EA. E1 1 = E = E2 2之点只有一处之点只有一处; ;该处合场强为该处合场强为0.0. B. E B. E1 1 = E =

17、 E2 2之点共有两处之点共有两处; ;一处合场强为一处合场强为0,0,另一处合另一处合 场强为场强为2 E2 E2 2. . C. E C. E1 1 = E = E2 2之点共有三处之点共有三处; ;其中两处合场强为其中两处合场强为0,0,另一另一 处合场强为处合场强为2 E2 E2 2. . D. E D. E1 1 = E = E2 2之点共有三处之点共有三处; ;其中一处合场强为其中一处合场强为0,0,另两另两 处合场强为处合场强为2 E2 E2 2. .第26页/共36页dABr32kQdEr第27页/共36页四、电场线四、电场线1 1、定义：、定义：电场线是用来形象地描述电场线是

18、用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇曲线。电电场强弱与方向特性的一簇曲线。电场线上每一点的场线上每一点的切线方向切线方向，都和该点，都和该点的的场强方向场强方向一致。一致。第28页/共36页特点：特点：a a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大、离点电荷越近，电场线越密，场强越大b b、以点电荷为球心作个球面，、以点电荷为球心作个球面，电场线处处电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。，方向不同。2 2、几种常见电场中电场线的分布情况、几种常见电场中电场线的分布情况 （1 1）正、负点电荷的电场中电场线的分布）正、负点电荷的电场中电场

19、线的分布第29页/共36页特点：特点：a a、沿点电荷的连线，场强先变小后变大、沿点电荷的连线，场强先变小后变大b b、两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相同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，且总与中垂面（中垂线）垂直（2 2）等量异种点电荷形成的电场中的电场线）等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布分布c c、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点0 0等距等距离各点场强相等。离各点场强相等。第30页/共36页3 3、等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线、等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线

20、分布情况分布情况特点：特点：a a、两点电荷连线中点、两点电荷连线中点OO处场强为处场强为0 0b b、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀 疏，但场强并不为疏，但场强并不为0 0c c、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏后变疏第31页/共36页3 3、电场线的特征、电场线的特征1 1）、电场线）、电场线密密的地方场强的地方场强强强，电场线，电场线疏疏的地方的地方场强场强弱弱2 2）、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，）、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（或起孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于）无穷远处点