《电场强度》

1、第三节第三节 电场强度电场强度第一章第一章 静电场静电场复习提问复习提问:在真空中两静止点电荷的作用力跟它们的在真空中两静止点电荷的作用力跟它们的电量乘积成正比，跟它们的距离的平方成电量乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上反比，作用力的方向在它们的连线上 。带电体间距离远大于物体本身线度带电体间距离远大于物体本身线度电荷均匀分布的球体电荷均匀分布的球体2 .电荷之间的相互作用有什么规律？电荷之间的相互作用有什么规律？221rqqkF 1.什么是点电荷？什么是点电荷？ 库仑力与平时遇到的弹力、库仑力与平时遇到的弹力、摩擦力有没有区别？与我们摩擦力有没有区别？与我们学过

2、的哪些力有点类似？学过的哪些力有点类似？重力、磁极间的相互作用力重力、磁极间的相互作用力非接触力非接触力问题问题1：像这样的力是像这样的力是怎么产生的呢？怎么产生的呢？ 1837年英国物理学家年英国物理学家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，电场的基本性质是：，电场的基本性质是：它对放入的电荷产生力的它对放入的电荷产生力的作用。作用。磁场磁场两个磁极之间的相互作用是通过磁场来传递的两个磁极之间的相互作用是通过磁场来传递的电场电场两个电荷之间的相互作用是通过电场来传递的两个电荷之间的相互作用是通过电场来传递的电磁场电磁场AA的电场的电场BB的电场的电场B受到的力是受到的力是A产

3、生产生的电场对的电场对B的作用力的作用力A受到的力是受到的力是B产生产生的电场对的电场对A的作用力的作用力静止电荷所产生的电场静止电荷所产生的电场- - - - 静电场静电场1.定义：定义： 2 .基本性质：基本性质：电荷周围存在的能对其它电荷产电荷周围存在的能对其它电荷产生力作用的一种物质生力作用的一种物质对放入其中的电荷有力的作用，对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫这种力叫电场力电场力。一、电场一、电场电场看不见，又摸电场看不见，又摸不着，我们怎样去不着，我们怎样去描述其是否存在及描述其是否存在及其强弱呢？其强弱呢？初中是怎么感受磁场的存在的呢？初中是怎么感受磁场的存在的呢？类比类比 在

4、电场中放入一个带电小球检验电场的存在与强在电场中放入一个带电小球检验电场的存在与强弱，我们把它称为弱，我们把它称为- - 试探电荷试探电荷（检验电荷）（检验电荷）而产生电场的那个电荷称为而产生电场的那个电荷称为- - 场源电荷场源电荷 （源电荷）（源电荷）问题问题2：怎样去描述其是否存在及其：怎样去描述其是否存在及其强弱强弱呢？呢？+Q QF猜想猜想： 能否用电场力的能否用电场力的大小表示电场的强弱？大小表示电场的强弱？检验电荷：电量很小（不影响源电荷的电场）；体积检验电荷：电量很小（不影响源电荷的电场）；体积很小（可以当作质点）的电荷。很小（可以当作质点）的电荷。 不同的电荷不同的电荷q q

5、在电场的同一点所受在电场的同一点所受的电场力的电场力F F是否相同？是否相同？ 显然，不同的电荷在电场中同一点所受的电显然，不同的电荷在电场中同一点所受的电场力不同场力不同,但电场中同一点的电场显然又是一定但电场中同一点的电场显然又是一定的的, 因此不能用电场力的大小来表示电场的强弱因此不能用电场力的大小来表示电场的强弱. 电荷电荷q在距在距Q较较近的近的A点，受到点，受到的电场力大的电场力大. 电荷电荷q在距在距Q较较远的远的B点，受到点，受到的电场力小的电场力小.同一试探电荷同一试探电荷q q在电场中的不同点在电场中的不同点受到的电场力的大小是否相同受到的电场力的大小是否相同? ?结论结论

6、:F/qF/q能反映电场中某点电场力的能反映电场中某点电场力的性质性质电场的强弱电场的强弱。2.2.电场中电场中不同的点不同的点，同一电荷所受力也，同一电荷所受力也不同，比值不同，比值F/qF/q一般是一般是不同不同的的。1.1.电场中的电场中的同一点同一点，不同电荷所受力不，不同电荷所受力不同，比值同，比值F/qF/q是是一定一定的。的。实验发现实验发现：二、电场强度二、电场强度 1.定义：定义：2.公式：公式： F电场力电场力 国际单位：牛（国际单位：牛（N）q电量电量 国际单位：库（国际单位：库（C） E电场强度电场强度 国际单位：牛国际单位：牛/库（库（N/C） 4.物理意义：物理意义

7、： 反应电场本身的性质，体现电场的强弱与方向反应电场本身的性质，体现电场的强弱与方向3. .矢量性：矢量性： 规定场强方向为规定场强方向为正电荷正电荷在该点所受在该点所受电场力方向电场力方向跟负电荷在该点所受电场力跟负电荷在该点所受电场力 F 的方向相反的方向相反。 放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的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电量的比值叫该点的电场强度电场强度，简称，简称场强场强。E= qFF=EqE的大小与方向与检验电荷有没有关系？的大小与方向与检验电荷有没有关系？+Q+qAFAEA+Q-qAFAEA根据规定：根据规定：负负电荷在电场中某点受到的电场力电

8、荷在电场中某点受到的电场力的方向跟该点的场强方向的方向跟该点的场强方向相反相反。n物理学中规定：物理学中规定：电场中某点的场强方向跟电场中某点的场强方向跟正正电荷电荷在该点所受的电场力方向在该点所受的电场力方向相同相同。电场强度既有电场强度既有大小大小又有又有方向方向 该点的场强为该点的场强为 利用利用库仑定律库仑定律和和电场强度电场强度定义定义，推导点电荷，推导点电荷周围某点的电场强度周围某点的电场强度Q是场源电荷的电量，是场源电荷的电量，r是场中某点到场源电荷的距离是场中某点到场源电荷的距离.2rqQkF 2rQkqFE 2rQkE 问题问题3 真空中真空中点电荷的电场强度如何？点电荷的电

9、场强度如何？（1）决定式：）决定式：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（3）方向：）方向：正电荷正电荷背离源电荷背离源电荷负电荷负电荷指向源电荷指向源电荷+-三三 、点电荷的电场、点电荷的电场2rQkE （2）适用条件：）适用条件：（4）区别）区别2rQkE E=F/q定义式定义式决定式决定式任何电场任何电场真空中点电荷电场真空中点电荷电场问题问题4 4：如果真空中场源电荷不止一个点：如果真空中场源电荷不止一个点电荷，如何求电场中某点的合场强电荷，如何求电场中某点的合场强将试探电荷放入两个将试探电荷放入两个点电荷产生的场中点电

10、荷产生的场中结论：结论：真空中多个点电荷在某点产生的真空中多个点电荷在某点产生的合场强合场强等于各等于各个点电荷在该点各自产生的场强的个点电荷在该点各自产生的场强的矢量和矢量和。这就是场。这就是场强强叠加原理叠加原理。+Q1- Q2AE1E2E问题问题5 5：电场是看不见、摸不着的，电场是看不见、摸不着的，有没有形象描述电场的方法呢有没有形象描述电场的方法呢? 类比磁感线是如何表示磁场的呢类比磁感线是如何表示磁场的呢? 电场线是画在电场中的一条条有方向的曲电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线。曲线上每点的切线方向表示该点的电场线。曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。曲线的疏密程度表示

11、场的强弱。强度方向。曲线的疏密程度表示场的强弱。四、电场线四、电场线几种特殊电场的电场线分布几种特殊电场的电场线分布（一）点电荷的电场线分布（一）点电荷的电场线分布(二）等量异种电荷电场线分布二）等量异种电荷电场线分布 （三）等量同种电荷电场线分布（三）等量同种电荷电场线分布 电场线起于正电荷止于负电荷，电场线不闭电场线起于正电荷止于负电荷，电场线不闭合对于单个点电荷，正电荷合对于单个点电荷，正电荷,电场线指向无限电场线指向无限远远,负电荷，电场线电场线从无限远指向负电荷负电荷，电场线电场线从无限远指向负电荷.电场线不能相交（因为在电场中的任一点电场线不能相交（因为在电场中的任一点处只有一个电

12、场强度，方向唯一，如相交则该处处只有一个电场强度，方向唯一，如相交则该处出现两个场强方向，所以不能相交）出现两个场强方向，所以不能相交）电场线不能相切（原因：电场线疏密表示电场线不能相切（原因：电场线疏密表示强弱，如相切则在切点电场线密度无穷大，这种强弱，如相切则在切点电场线密度无穷大，这种情况不可能，所以不会相切）情况不可能，所以不会相切）在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏，因此可较密，电场强度较小的地方电场线较疏，因此可以用电场线的疏密来表示电场强度的相对大小以用电场线的疏密来表示电场强度的相对大小总 结说说 明明

13、讨论：电场线上某点的切线方向是那点的电场强度方讨论：电场线上某点的切线方向是那点的电场强度方向吗？是放在那点检验电荷向吗？是放在那点检验电荷q的受力方向吗？是的受力方向吗？是检验电荷检验电荷q在那里所获得的加速度方向吗？电场在那里所获得的加速度方向吗？电场线一定是检验电荷的运动轨迹吗？线一定是检验电荷的运动轨迹吗？1电场线不是电场中实际存在的曲线，是为电场线不是电场中实际存在的曲线，是为了形象地描述电场性质人为引入假想的线了形象地描述电场性质人为引入假想的线2我们画的是几种典型电场的电场线平面分我们画的是几种典型电场的电场线平面分 布图，实际上是空间立体分布的布图，实际上是空间立体分布的3.电

14、场线上某点的切线方向是那点的电场强度电场线上某点的切线方向是那点的电场强度方向，是放在那点检验电荷方向，是放在那点检验电荷q的受力方向的受力方向,也也是检验电荷是检验电荷q在那里所获得的加速度方向在那里所获得的加速度方向,但但电场线不一定是检验电荷的运动轨迹电场线不一定是检验电荷的运动轨迹!匀强电场1电场中各点电场强度的大小相等，方向相电场中各点电场强度的大小相等，方向相 同，这个电场叫做匀强电场同，这个电场叫做匀强电场2匀强电场的电场线是间隔相等的平行线匀强电场的电场线是间隔相等的平行线3相距很近带有等量异种电荷的一对平行金相距很近带有等量异种电荷的一对平行金属板间的电场属板间的电场(忽略边

15、缘忽略边缘)可以看做匀强电场可以看做匀强电场例例1. 电场中有一点电场中有一点P，下列说法正确的是（，下列说法正确的是（ ）A.若放在若放在P点的电荷量减半，则点的电荷量减半，则P点的场强减半。点的场强减半。B.若若P点没有放电荷，则点没有放电荷，则P点场强为点场强为0。C.P点场强越大，则同一电荷在点场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力点受到的电场力越大。越大。D.P点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向。点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向。C例题精选例题精选例例2 2、如图，在真空中有两个点电荷、如图，在真空中有两个点电荷Q Q1 1=+3.0=+3.01010-8-8C C和和Q

16、Q2 2=-3.0=-3.01010-8-8C C，它们相距，它们相距0.1m0.1m。求电场中。求电场中A A点的场强。点的场强。A A点与两个点电荷的距离点与两个点电荷的距离r r相等，相等，r=0.1mr=0.1m。 Q2AQ1= 2E= 2E1 1cos60cos60r r2 22kQ2kQ1 1cos60cos60=代入数值得：代入数值得：E=2.7E=2.710104 4 N/CN/C合场强合场强E E的大小为的大小为 E= EE= E1 1cos60cos60+ E+ E2 2cos60cos60解：点电荷解：点电荷Q Q1 1和和Q Q2 2的电场在的电场在A A点的场点的场强分别为强分别为E E1 1和和E E2 2，它们大小相等，方向如图中所示。合它们大小相等，方向如图中所示。合场强场强E E在在E E1 1和和E E2 2的夹角的平分线上，的夹角的平分线上，此平分线跟此平分线跟Q Q1 1和和Q Q2 2的连线平行。的连线平行。E1E2E例题精讲例题精讲1. 电场电场 (1)产生：带电体在其周围空间产生电场产生：带电体在其周围空间产生电场 (2)性质：电场对处在场中的电荷性质：电场对处在场中的电荷有电场力有电场力的作用。的作用。 2电场强度：电场强度： (1)定义定义: 大小：大小：