人教高中物理 选修3-1 第一章 1.3 电场、电场强度ppt课件

1、电场强度复习复习例如：例如：接触力接触力:压力压力,支持力支持力,拉力和摩擦力等拉力和摩擦力等非接触力非接触力:万有引力重力万有引力重力,磁力，库仑磁力，库仑力等力等引入引入 两电荷不直接接触，它们之间的相互作用是怎样产生的?问题问题1 引入引入那么，没有接触的两个电荷之间的相互那么，没有接触的两个电荷之间的相互作用靠什么传送呢？作用靠什么传送呢？电场电场电场电场FBA1. 电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质2. 电场对放入其中的电荷有力的作用。电场对放入其中的电荷有力的作用。这种力叫做电场力。这种力叫做电场力。FBFA电荷电荷A和和B间是经过电场实现相互

2、作用的间是经过电场实现相互作用的 qFAqFB场源电荷：场源电荷：产生电场的产生电场的电荷电荷 试探电荷或试探电荷或称为检验电荷称为检验电荷Q结论结论: : F/q F/q能反映电场中某点电场的力的性能反映电场中某点电场的力的性质质电场的强弱。电场的强弱。2.2.电场中不同的点，同一电荷所受力也不电场中不同的点，同一电荷所受力也不同，比值同，比值F/qF/q普通是不同的。普通是不同的。1. 1.电场中的同一点，不同电荷所受力不同，电场中的同一点，不同电荷所受力不同，比值比值F/qF/q是一定的。是一定的。问题问题2电场强度电场强度a.定义：定义： 放入电场中某一点的电荷遭到的电场力放入电场中某

3、一点的电荷遭到的电场力F跟跟它的电量它的电量q的比值叫该点的电场强度，简称的比值叫该点的电场强度，简称场强，用场强，用E表示。表示。b.表达式：表达式：c.单位：牛单位：牛/库库(N/C)伏伏/米米(V/m) 1伏伏/米米=1牛牛/库库定义式，适用于恣意定义式，适用于恣意电场电场E =Fq比值法定义比值法定义d.方向：规定与正电荷在该点的受力方向一样，方向：规定与正电荷在该点的受力方向一样，E为矢量为矢量 。e.e.了解：场强反映电场力的性质，由电场本了解：场强反映电场力的性质，由电场本身决议，与放入的试探电荷无关身决议，与放入的试探电荷无关 。定义式适。定义式适用于一切电场。用于一切电场。

4、+Q+qFE+Q-qFE根据规定：负电荷在电场中某点遭到的电根据规定：负电荷在电场中某点遭到的电场力的方向跟该点的场强方向相反。场力的方向跟该点的场强方向相反。场强的矢量性：场强的矢量性：-Q+qF E-Q-qEF了解训练：了解训练： 在电场中某点放一试探电荷，其电荷量为在电场中某点放一试探电荷，其电荷量为q q，试探电，试探电荷遭到的电场力为荷遭到的电场力为F F，那么该点电场强度为，那么该点电场强度为E=F/qE=F/q，那么，那么以下说法能否正确以下说法能否正确A A、假设移去试探电荷、假设移去试探电荷q q，该点的电场强度就为零，该点的电场强度就为零B B、假设在该点放一个电荷量为、假

5、设在该点放一个电荷量为2q2q的试探电荷，该的试探电荷，该点的场强就变为点的场强就变为E/2E/2C C、假设在该点放一个电荷量为、假设在该点放一个电荷量为-2q-2q的试探电荷，的试探电荷，那么该点的场强大小仍为那么该点的场强大小仍为E E，但电场强度的方向，但电场强度的方向变为原来相反的方向变为原来相反的方向A、B、C都错误都错误(1)真空中点电荷电场的场强公式：真空中点电荷电场的场强公式：决议式，适用于真空点电荷的电场决议式，适用于真空点电荷的电场特例特例真空中点电荷电场强度真空中点电荷电场强度提示：利用场提示：利用场强的定义式和强的定义式和库仑定律推导库仑定律推导2rQkE 正点电荷电

6、场中某点电场强度方向沿连线背叛正点电荷电场中某点电场强度方向沿连线背叛+Q；负点电荷电场中某点电场强度方向沿连线负点电荷电场中某点电场强度方向沿连线指向指向-QAE+Q(2) (2) 点电荷周围电场强度的方向点电荷周围电场强度的方向AE-Q-真空中点电荷的场强真空中点电荷的场强2QEkr1 1、大小：、大小：2.2.场强方向：正点电荷电场方向背叛电荷场强方向：正点电荷电场方向背叛电荷 负点电荷电场方向指向电荷负点电荷电场方向指向电荷匀强电场匀强电场假设电场中各点电场强度的大小相等，假设电场中各点电场强度的大小相等，方向一样，这个电场就叫匀强电场。方向一样，这个电场就叫匀强电场。标一标：标一标：

7、适用范围电荷的意义FEq2QEkr定义式，适定义式，适用于一切电用于一切电场场仅对点电荷仅对点电荷的电场适用的电场适用q q是检验电是检验电荷，荷，E E与与q q无关无关QQ是场源电是场源电荷，荷，E E与与QQ成正比成正比FEq2QEkr和和的区别：的区别：1 1、电场强度是矢量，合成应遵照平、电场强度是矢量，合成应遵照平行四边形法那么行四边形法那么 E+E-E合四、电场强度的叠加四、电场强度的叠加PQ1Q2QrPrQP2QEkr2 2、一个半径为、一个半径为R R的均匀带电球体或球的均匀带电球体或球壳在外部产生的电场壳在外部产生的电场与一个位于与一个位于球心的、电球心的、电荷量相等的荷量

8、相等的点电荷产生点电荷产生的电场一样的电场一样五、电场力正电荷的电场力方向与场强方向一样正电荷的电场力方向与场强方向一样 F FqEqE负电荷的电场力方向与场强方向相反负电荷的电场力方向与场强方向相反1.1.在电荷的周围空间存在在电荷的周围空间存在_,_,它的根本性质它的根本性质是对放入其中的电荷有是对放入其中的电荷有_的作用的作用. .2.2.描画电场强弱的物理量叫做描画电场强弱的物理量叫做_,_,其其公式是公式是_,_,单位是单位是_,_,它是它是_(_(矢、标矢、标) )量量, ,其方向为其方向为_._.3._3._叫叫做匀强电场做匀强电场. .真空中点电荷的电场强度公式是真空中点电荷的

9、电场强度公式是_._.4.4.在场强为在场强为E E处的电场中放上电荷量为处的电场中放上电荷量为q q的点的点电荷其遭到的电场力电荷其遭到的电场力F=_.F=_.电场电场力力电场强度电场强度qFE=N/C矢矢正电荷在该点的受力方向正电荷在该点的受力方向电场中各点的场强大小和方向都一样的电场电场中各点的场强大小和方向都一样的电场2rQE=kF=qEF=qE1、电场中有一点、电场中有一点P，以下哪些说法正确的选项是，以下哪些说法正确的选项是 A.假设放在假设放在P点的试探电荷的电量减半，那么点的试探电荷的电量减半，那么P点点的场强减半。的场强减半。B.假设假设P点没有试探电荷，那么点没有试探电荷，

10、那么P点的场强为零。点的场强为零。C.P点的场强越大，那么同一电荷在点的场强越大，那么同一电荷在P点遭到的点遭到的电场力越大。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点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向C课堂训练课堂训练 根本知识点根本知识点电场电场客观存在、特殊物质客观存在、特殊物质电场强度电场强度E=F/qE=kQ/r2特例特例电场的叠加电场的叠加矢量运算矢量运算根本方法根本方法思想思想比值定义法：比值定义法： E=F/q试探电荷理想模型试探电荷理想模型小结：小结： 答案：1F=9N2EB=4.5105N/C318N，EB=4.5105N/C 4EB=4.5105N/C

11、场电荷场电荷Q=210-4C，是正点电荷；试探电荷，是正点电荷；试探电荷q=210-5C，是负，是负电荷，它们相距电荷，它们相距r=2m而静止且都在真空中，如下图。求：而静止且都在真空中，如下图。求：1q受的电场力；受的电场力；2q所在的所在的B点的场强点的场强EB；3只将只将q换为换为q，=410-5C的正点电荷，再求的正点电荷，再求q受力及受力及B点的场点的场强；强；4将试探电荷拿去后再求将试探电荷拿去后再求B点场强。点场强。rq9qQ B习题：习题：真空中两个正点电荷真空中两个正点电荷A、B所带电量皆为所带电量皆为Q，且相距为且相距为r,那么间隔那么间隔A为为r/3处的处的P点的电场强点

12、的电场强度为多少？度为多少？PEAEB解：解：A A、B B都在都在P P点产生电场，点产生电场，且两个场强方向相反。且两个场强方向相反。2=rQkE因为：22PABQQEkkrr所 以 ：答：答：P点场强为点场强为27kQ/4r2.A+QB+Q例题：例题：2274kQr习习 题题例：例： 如下图，点电荷如下图，点电荷q与与9q静止于真空中，静止于真空中，相距相距r，它们均为正电荷，求：，它们均为正电荷，求：1连线中点连线中点A的场强的场强EA；2求场强为求场强为0的点位置。的点位置。答案：答案：1EA=8kq2/r2 2离离q间隔为间隔为r/4rq9qA2、真空中有一电场，在电场中的、真空中

13、有一电场，在电场中的P点放一电点放一电量为量为 410-9C的试探电荷，它遭到的电场的试探电荷，它遭到的电场力力2 10-5N，那么，那么P点的场强度点的场强度 N/C；把试探电荷的电量减少为把试探电荷的电量减少为2 10-9C，那么检，那么检验电荷所受的电场力为验电荷所受的电场力为 N。 假设把这假设把这个试探电荷取走，那么个试探电荷取走，那么P点的电场强度为点的电场强度为 N/C5103110-55103课堂训练课堂训练电 场 线1、引入、引入 奎宁的针状结晶或头发屑悬浮在蓖麻油里。 把奎宁的针状结晶把奎宁的针状结晶或头发屑悬浮在蓖麻油或头发屑悬浮在蓖麻油里，再放入电场中，这里，再放入电场

14、中，这时可以发现微屑按场强时可以发现微屑按场强的方向陈列起来。的方向陈列起来。 点点电电荷荷同同种种点点电电荷荷异异种种点点电电荷荷请看仔细了!请看仔细了请看仔细了!正点电荷的电场线正点电荷的电场线负点电荷的电场线负点电荷的电场线发散状发散状会聚状会聚状等量同号正等量同号正点电荷电场点电荷电场的电场线的电场线等量异号点等量异号点电荷电场的电荷电场的电场线电场线相吸状相吸状排斥状排斥状匀强电场的匀强电场的场强处处相等场强处处相等 匀强电场匀强电场的电场线是相的电场线是相互平行的、等互平行的、等间距的直线间距的直线一、电场线一、电场线 电场线是用来笼统地描画电场电场线是用来笼统地描画电场强弱与方向

15、特性的一簇线。电场线强弱与方向特性的一簇线。电场线上每一点的切线方向，都和该点的上每一点的切线方向，都和该点的场强方向一致。场强方向一致。1 1、同一电场中电场线密的地方场强大，电场、同一电场中电场线密的地方场强大，电场线疏的地方场强小线疏的地方场强小2 2、静电场的电场线起始于正电荷终止于负、静电场的电场线起始于正电荷终止于负电荷，孤立的正电荷或负电荷的电场线电荷，孤立的正电荷或负电荷的电场线终止于或起始于无穷远处点终止于或起始于无穷远处点二、电场线的特征二、电场线的特征3 3、电场线不会相交，也不会相切、电场线不会相交，也不会相切5 5、电场线是假想的，实践电场中并不存在、电场线是假想的，

16、实践电场中并不存在4 4、电场线上每一点的切线方向和该点的场、电场线上每一点的切线方向和该点的场强方向一致强方向一致6、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络AA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，电场线处处、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，与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。球面半径越大方向不同。球面半径越大, ,球面上电场线分布球面上电场线分布越疏越疏. .三、几种常见电场中电场线的分布及特点三、几种常见电场中电场线的分布

17、及特点 1 1、正点电荷的电场中电场线的分布、正点电荷的电场中电场线的分布发散状中发散状中心对称图心对称图形形. .像太阳光像太阳光辉四射辉四射会聚状中会聚状中心对称图心对称图形形. .起始无穷远处，终止于负电荷起始无穷远处，终止于负电荷. . 在以负点电在以负点电荷为球心的球面上荷为球心的球面上, ,电场线疏密一样电场线疏密一样, ,但切向但切向各不一样各不一样. .球面半径越大球面半径越大, ,球面上电场线分布球面上电场线分布越疏越疏. .像黑洞把像黑洞把周围物体周围物体全吸进来全吸进来. .像像灯灯笼笼一一样样调调和和对对称称像像条条形形磁磁铁铁的的磁磁感感线线关于两电荷连线和中垂线的轴

18、对称图形关于两电荷连线和中垂线的轴对称图形. .相吸状相吸状 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、两点电荷连线中垂面中垂线上，场强方向均一样，且总与中垂面中垂线垂强方向均一样，且总与中垂面中垂线垂直直c c、在中垂面中垂线上，与两点电荷连、在中垂面中垂线上，与两点电荷连线的中点线的中点0 0等间隔各点场强相等。等间隔各点场强相等。相斥状相斥状 两军两军对垒对垒排兵排兵布阵布阵终了终了关于两关于两电荷连电荷连线和中线和中垂线的垂线的轴对称轴对称图形图形. .4 4、等量同种点电荷构成的电场中电场中、等量同种

19、点电荷构成的电场中电场中电场线分布情况电场线分布情况特点：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、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏变密后变疏d d、在中垂面中垂线上，与两点电荷连线、在中垂面中垂线上，与两点电荷连线的中点的中点0 0等间隔各点场强大小相等。等间隔各点场强大小相等。起始于正电电荷，终止于无穷远处起始于正电电荷，终止于无穷远处. .起始于正电荷，终止于负电荷起始于正电荷，终止于负

20、电荷. .除边缘外除边缘外, ,两个金属两个金属板之间的电场线疏密均匀板之间的电场线疏密均匀, ,切向一样切向一样. .为平行等距同为平行等距同向直线向直线. .株距株距行距行距都相都相等的等的树林树林两个两个异名异名磁极磁极之间之间的磁的磁感线感线相吸状相吸状天女散花天女散花 垂柳垂柳起始于正电荷，终止于负电荷起始于正电荷，终止于负电荷. . 电场线与金属板的电场线与金属板的外表处处垂直外表处处垂直. .关于点关于点电荷到电荷到金属板金属板的垂线的垂线为对称为对称轴的轴轴的轴对称图对称图形形. .点电荷与带电平板的电场线分布电场线是电荷的运动轨迹吗电场线是电荷的运动轨迹吗? ?+V0=0V0=0F F+V00V00F F此时轨迹与电场此时轨迹与电场线重合线重合此时轨迹是曲线此时轨迹是曲线, ,与与电场线不重合电场线不重合例例1 1：如图，是静电场的一部分电场线的分布，：如图，是静电场的一部分电场线的分布，以下说法正确的选项是：以下说法正确的选项是： A A、这个电场只能是负电荷的电场、这个电场只能是负电荷的电场B B、点电荷、点电荷q q在在A A、B B两处遭到的电场力两处遭到的电场力FBFAFBFAC C、点电荷、点电荷q q在在A A、B B两处的加速度大小，两处的加速度