第3节电场及其描述.pptx

1、第三节 电场强度,人教版选修3-1第一章 静电场,静电现象,带电物体吸引轻小物体,带电的头发飘起来,带电梳子使水流弯曲,思考： 两电荷不直接接触，它们之间的相互作用是怎样产生的?,B,+,+,+,+,+,+,A,+,+,+,+,+,+,重 力,静 电 力,磁 力,重力场,磁场,电场,电场：电荷周围存在的一种物质,+Q,+Q产生的电场,+q,F,库仑力、静电力、电场力,法拉第,特性：对场中的电荷有力的作用,一.电场：,2、基本性质：,对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫电场力。,1、定义：存在于带电体周围的特殊物质。,3、电荷间的相互作用力通过电场发生,思考：用什么可以检验空间存在看不见又摸不着

2、的电场？,电场的基本性质：,对放入其中的电荷有力的作用。,检验电荷（试探电荷）：,用来检验电场的电量很小（不影响原电场）；体积很小（可以当作质点）的电荷。,场源电荷： 产生电场的电荷,如何描述电场？,+Q,qB,r,如何描述电场？,答：,与q无关，只与Q和r有关,qc,F/q=k,描述电场的 力的特性,结论: F/q能反映电场中某点电场的力的性质电场的强弱。,2.电场中不同的点，同一电荷所受力也不同，比值F/q一般是不同的。,1.电场中的同一点，不同电荷所受力不同，比值F/q是一定的。,实验现象：,二.电场强度,1.定义：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，叫做该点的电场强

3、度，简称场强。,5.理解：,场强反映电场力的性质，由电场本身决定，与放入的试探电荷无关。,3.单位：牛/库(N/C) 伏/米(V/m) 1 V/m=1N/C,4.方向：规定与正电荷在该点的受力方向相同,2.定义式：,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,巩固理解,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

4、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,课堂训练,三、真空中点电荷的场强,+,-,推导：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，但E与q无关,Q是场源电荷，E与Q成正比,3、 关于电场强度，

5、下列说法正确的是（ ） A E=F/q，若q减半，则该处的场强变为原来的2倍 BE=kQ/r2中，E与Q成正比，而与r平方成反比 C在以一个点电荷为球心，r为半径的球面上，各点的场强均相同 D电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向,课堂训练,B,1、电场强度是矢量，合成应遵循平行四边形法则,E+,E-,E合,四、电场强度的叠加,2、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,4、在真空中有两个点电荷q1和q2，分别位于A和B，相距20 cm，q1为410-8 C，q2为810-8 C。则在AB连线上A点的外侧离A 点2

6、0 cm处的D点场强大小、方向如何? 4.5103 N/C，方向由D指外。,课堂训练,课堂训练,5、两个固定的异号电荷,电荷量给定但大小不等,用E1和E2分别表示两个点电荷产生的电场强度的大小,则在通过两个点电荷的直线上,E1=E2的点( ) A.有三个,其中两处合场强为零 B.有三个,其中一处合场强为零 C.只有二个,其中一处合场强为零 D.只有一个,该处合场强不为零,课堂训练,6、如图中a、b是两个点电荷,它们的电荷量分别为Q1、Q2,MN是ab连线的中垂线,P是中垂线上的一点.能使P点场强方向指向MN的左侧的是( ) A. Q1、Q2,都是正电荷,且Q1|Q2| C. Q1是负电荷, Q

7、2是正电荷,且|Q1|Q2|,4、思考题： 场是物理学中的重要概念，除了电场和磁场，还有引力场。物体之间的万有引力就是通过引力场发生作用的，地球附近的引力场叫做重力场。仿照电场强度的定义，你认为应该怎样定义重力场的大小和方向？重力场的方向跟正电荷的电场相似，还是跟负电荷的电场相似？,在重力场中的某一点，重力F和物体质量m之比是一定的，在不同的位置F/m一般是不同的，因此可以用F/m表示重力场的强弱.,重力场方向总是指向地心，所以重力场方向跟负电荷的电场相似。,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。电场线上每一点的切线方向，都和该点的场强方向一致。,电场线的特征,3、电

8、场线不会相交，也不会相切,1、电场线密的地方场强大，电场线疏的地方场强小,2、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、电场线是假想的，实际电场中并不存在,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、沿点电荷的连线，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

9、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线分布,特点：,a、两点电荷连线中点O处场强为0 b、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀 疏，但场强并不为0 c、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏,4、匀强电场,特点：,a、匀强电场是大小和方向都相同的电场，故匀强电场的电场线是平行等距的直线 b、电场线的疏密反映场强大小，电场方向与电场线平行,点电荷与带电平板的电场中电场线的分布,特点：,a、以点电荷向平板作垂线为轴电场线左右对称,b、电场线的分布情况类似于等量异种

10、电荷的电场线分布，而带电平板恰为两电荷连线的垂直平分线,c 、在带电平板表面场强与平板垂直,1.如图，是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是：（ ） A、这个电场只能是负电荷的电场 B、点电荷q在A、B两处受到的电场力FBFA C、点电荷q在A、B两处的加速度大小，aAaB （不计重力） D、负电荷在B点处受到的电场力方向沿B点切 线方向,A,B,B,巩固理解,2.真空中的A、B两点分别放置有异种点电荷Q1、Q2，已知它们间的库仑力为10N，电荷量分别为Q1=2X10-4C，Q2=-2X10-4C，AB连线的中点O点的电场强度是多少？若将Q2换成与Q1电荷量和电性完全相同的电荷，AB连

11、线的中点O的电场强度又是多少？,A,B,Q1,Q2,O,3.如图所示，在A点处有一点电荷带有电荷量+4q，在B点处有一点电荷带有电荷量-q，AB相距r。 （1）求电场强度为零的位置。 （2）若在该位置放入电荷量为-4q的点电荷，求其所受电场力,A,B,r,解：设点的电场强度为零，由题意可知点一定在连线上点右侧设距离为,A,B,r,点在点产生的场强大小 方向向右,点在点产生的场强大小 方向向左,因为点的合场强等于零,解得r,所以,电场强度为零的位置在连线上并距离点右侧为r,R,P,Q,P,Q,P,Q,4.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,C,a,b,a,如左图所示，AB是一个点电荷产生的电场的电场线，右图则是方向在电场线上，a、b两处的检验电荷的电荷量大小与所受电场力大小之间的函数图线，则：（ ） A