电场 电场强度和电场线201294.ppt

1、电场 电场强度和电场线,检验电荷应满足的条件： 1、电荷量要充分小，不会影响源电荷上电荷的分布，即不影响对原电场的影响。 2、体积要充分小，可视为点电荷。,电场：电荷与电荷之间的相互作用通过电场而产生。,电场力：电场对电荷的作用力。,静电场：静止电荷周围产生的电场。,（3）电场中某一点处的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放入该点电荷q无关，它决定于电场的源电荷及空间位置，电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷无关.,电场强度（E）,（1）定义：电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强用E表示。,公式：E=F/q （适用于所有电场）,单位：N/C

2、,（2）方向性：物理学中规定，电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同,大小：E=kQ/r2 （只适用于真空中点电荷的电场） 场强大小跟场源电荷Q成正比,跟与场源距离r的平方成反比.,方向：如果是正电荷，E的方向就是沿着QP的连线并背离Q；如果是负电荷：E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q,（1）点电荷周围的电场,点电荷周围的电场,两个场强公式的比较,注意:q是检验电荷的电量,Q是场源电荷的电量,E与q无关,E与Q成正比.,与 的区别联系,任意电场电场强度的定义式,真空中点电荷场强的决定式,点电荷间的相互作用是通过电场来实现的两个点电荷q1、q2之间的相互作用可表示为 可见，电荷

3、间的库仑力就是电场力，库仑定律可表示为,q2,例1在真空中有两点 A、B相距30cm，在A点放入一个点电荷Q，在B点放入一个负的检验电荷q1=1.51012C ，受到的电场力F=3109N，并沿AB方向。求：,取走q1，在B点再放一个q2=3.01012C的正电荷，B点的场强是多大？,Q的电量多大？,Q加倍，B点的场强如何变化？,B点的场强多大？,2108C,2103N/C,2103N/C,4103N/C,任意电场电场强度的定义式,真空中点电荷场强的决定式,二、电场强度矢量的叠加问题,电场强度是矢量,矢量的合成应遵循平行四边形定则,如果几个点电荷单独存在时在某点产生的电场强度共线,可以根据符号

4、规则把矢量运算转化为代数运算求该点电场强度;如果几个点电荷单独存在时在某点产生的电场强度不共线,必须根据平行四边形定则,等量同种电荷,连线上：在两电荷连线中点O处场强最小，从O点向两侧逐渐增大，数值关于O点对称，方向相反。 中垂线上：从中点沿中垂线向两侧，电场强度的数值先增大后减小，两侧方向相反，关于O点对称的点数值相等,等量异种电荷,两电荷连线上：在两电荷连线中点O处场强最小，从O点向两侧逐渐增大，数值关于O点对称。 中垂线上：在O点，即x=0处，E最大，x越大，即距O点越远E越小，两侧电场强度数值关于O点对称。,例2.图中a、b是两个点电荷，它们的电量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂

5、线，P是中垂线上的一点。下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的左侧？（ ）,A.Q1、Q2都是正电荷，且Q1|Q2| C.Q1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|Q2|,A C D,不在同一条直线上矢量的合成.场强的合成遵循平行四边形定则.认真画出场强合成的示意图.,从两个点电荷的电量Q1=Q2入手分析.,如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由AOB移动，则电子所受的电场力的大小和方向变化情况是() A先变大后变小，方向水平向左 B先变大后变小，方向水平向右 C先变小后变大，方向水平向左 D先变小后变大，方向水平向右,例3直角三角形中AB4cm，BC3cm，在A、B处分别放有点电荷QA、QB，

6、测得C处场强为EC10NC，方向平行于AB向上.可判断QA与QB_(填“同号”或“异号”)。今撤去QA，则EC的大小为_NC.,7.5,异号,解析：由场强的叠加可知,Q1和Q2为异号电荷.撤去QA, EC为QB在该处产生的场强.由平行四边形定则可求出EC=7.5N/C.,矢量的合成和分解都遵循平行四边形定则.,本题利用矢量三角形和几何三角形相似解题比较简便.,例2如图所示，带电量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中a点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为_，方向_ 。,水平向左,kq/d2,解析：因为Ea=0,

7、故薄板与+q产生的场强在该处大小相等、方向相反,即E板=Eq=kq/d2,同时可知,薄板也带正电,根据薄板形成电场的对称性,薄板在b点的场强也为kq/d2,方向水平向左.,对称 叠加 等效替换,1、英国物理学家法拉第首先引入了电场线，他在电场中画了一些线，使这些线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，并使线的疏密表示场强的大小。这些线称为电场线。,四、电场线,真空中点电荷的电场的电场线,2、几种常见电场的电场线,四、电场线,等量的异号电荷产生的电场的电场线,等量的同号电荷产生的电场的电场线,匀强电场,(1)各点场强大小和方向都一样的电场，叫做匀强电场 (2)匀强电场的电场线是疏密均匀的平行

8、直线 特别提醒： 相距很近带有等量异种电荷的一对平行金属板之间的电场，可以看做匀强电场,平行板间匀强电场的电场线,任意两条电场线不会在无电荷处相交,（2）基本性质,电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向.,电场线的疏密反映电场强度的强弱,静电场中电场线始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远，它不封闭，也不在无电荷处中断.,如图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用EA、EB表示A、B两处的场强大小，则 AA、B两点的场强方向相同 B电场线从A指向B，所以EAEB CA、B同在一条电场线上，且电场线是直线，所以EA=EB D不知A、B附近的电场线分布状况，EA、EB的大小不能确定,例2、正电荷q在电场力作用下由p向Q做加速运动，而且加速度越来越大，那么可以断定，它所在的电场是下图中的哪一个?( ),D,竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成角时小球恰好平衡，如图所示，请问： (1)小球带电荷量是多少？ (2)若剪断丝线，小球碰到 金属板需多长时间？,A B C D,19如图所示，在竖