物理人教版（2019）必修第三册9.3 电场 电场强度（共37张ppt）

(共37张PPT)
9.3 电场　电场强度
Ａ
Ｂ
　　两电荷间的相互作用不用直接接触，是如何产生的？？
+
+
电荷之间的相互作用
是通过电场发生的
Ａ
Ｂ
电场
B电荷
A电荷
+
+
+
+
产生
B受到的力是A产生的电场对B的作用力
A受到的力是B产生的电场对A的作用力
作用于
作用于
产生
——电场
　　电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用．
电荷周围存在一种特殊物质
静止电荷产生的电场称为静电场.
Ａ
　　因为电场在各处的强弱和方向不同。
　　　同一电荷q在电场中不同位置受到的静电力的大小和方向一般不同，这是什么因素造成的？
+
＋Q
＋q
FA
＋q
FB
A
B
场源电荷
试探电荷
必备
条件
1、体积充分小
2、电量充分小
如何研究电场？
能直接用静电力来表示电场的强弱和方向吗？
+q
+q
+Q
A
B
F1
F2
在电场中的同一点，比值F/q恒定。
在电场中的不同点，比值F/q不同。
思考：移走检验电荷，该处电场还存在吗？
F/q这个比值由电场中的位置所决定，跟电荷q无关，是反映电场性质的物理量，所以我们用这个比值F/q来表示电场的强弱。
电荷在电场中某点所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫做这点的电场强度，简称场强（E）。
电场强度
单位：N/C
+Q
+q
F
E
+Q
-q
F
E
负电荷在电场中某点受到的静电力的方向跟该点的场强方向相反。
电场场强的矢量性：
-Q
+q
F
E
-Q
-q
E
F
　　物理学中规定，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同．
1
2
3
4
5
电场强度和电场力的对比分析
电场强度E
电场力F
仅指电荷在电场中的受力
是反映电场本身的力的性质的物
理量，其大小表示电场的强弱
定义式：
计算式：
E的大小只决定于电场本身，与电荷q无关
F的大小由放在电场中某点的电荷q和该点的场强E共同决定
E是矢量，其方向与正电荷
(+q)在该点受到的电场力的方向相同
F是矢量，其方向对于正电荷(+q),F与E同向；对于负电荷(-q),F与E反向
E的单位：
F的单位：
E=F/q
F=qE
牛/库 (N/C)
牛 (N)
电场中有一点P,下列说法中正确的是（ ）
A.若放在P点的电荷的电荷量减半，则P点处场强减半。
B.P点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大。
C.若P点没有检验电荷，则P点的场强为零。
D.P点的场强方向与该点放置检验电荷的带电性质有关。
电场强度大小和方向由电场自身决定，与检验电荷无关！
场源电荷Q = 2×10－4C，是正点电荷；检验电荷q = 2×10－5C，是负电荷，它们相距r = 2 m且都在真空中，求：
（1）q 受的电场力。
（2）q 所在的B点的场强EB。
（3）只将q 换为q′= 4×10－5C的正点电荷，再求q′受力及B点的场强。
（4）将受力电荷拿去后再求B点场强。
+Q
+q
F
A
r
一正点电荷的电荷量为Q，在距此点电荷r处的A点的电场强度是多少？方向如何？
E=k
Q
r
2
Q是场源电荷的电量
r是场中某点到场源电荷的距离
点电荷的电场
E
＋
－
方向：若场源电荷为正，背离场源电荷向外；
若场源电荷为负，指向场源电荷向里。
方向：
电场强度的叠加
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，球外各点的电场强度：
r>R，Q是整个球体所带的电荷量
拓展：
E=F/q
定义式
决定式
任何电场
点电荷电场
大小与q(试探电荷）的正负、大小以及有无均无关
由场源电荷Q及该点到Q的距离r决定
对比学习：
【练习】:真空中两个正点电荷A、B所带电量皆为Q，且相距为r,则距离A为r/3处的P点的电场强度为多少？将+q放在P点所受电场力怎样？
A
+Q
B
+Q
P
为了能够形象地描述电场中各点电场强度的大小和方向，引入了电场线的概念（有方向的曲线）
电场线
1．电场线是为了形象地描述电场而引入的假想的曲线。
2．电场线的疏密表示电场强弱，某点的切线方向表示该点的场强方向。它不表示电荷在电场中的运动轨迹。
3．电场线是起源于正电荷(或无穷远处)，终止于负电荷 (或无穷远处)的有源曲线，是不闭合曲线。
4．电场线不相交、也不相切。
电场线：
如图所示，电场中的一根电场线，在该电场线上有a、b两点，用Ea、Eb分别表示两处场强的大小，则（ ）
(A)a、b两点的场强方向相同
(B)因为电场线由a指向b，所以Ea＞Eb
(C)因为电场线是直线，所以Ea＝Eb
(D)因为不知道a、b附近的电场线分布情况，所以不能确定Ea、Eb的大小关系
如图所示，某电场中的电场线，在该电场中有A、B两点，下列结论正确的是（ ）
(A)A点的场强比B点的场强大
(B)A点的场强方向与B点的场强方向相同
(C)将同一点电荷分别放在A、B两点，放在A点的加速度比放在B点的加速度小
(D)因为A、B两点没有电场线通过，所以电荷放在这两点不会受电场力作用
虚线为某粒子仅在电场力下的运动轨迹，分析：
1、粒子的电性？
2、A、B两点的加速度大小关系？
3、A、B两点的速度大小关系？
如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场线中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子，运动轨迹如图中虚线所示，则 (　　)
A．a一定带正电，b一定带负电
B．a的速度将减小，b的速度将增大
C．a的加速度将减小，b的加速度将增加
D．两个粒子的动能，一个增加一个减小
C
几种典型电场的电场线：
等量同种电荷和等量异种电荷的电场
等量同种电荷的电场：
(1)两点电荷连线上中点O处的场强为零。
(2)两点电荷连线中垂线（面）上，从中点O沿中垂线（面）到无限远，场强先变大后变小；各点的场强方向沿中垂线。
(3)关于O点对称的所有两点的场强等大、反向。
等量异种电荷的电场：
(1)两点电荷连线上各点的场强方向从正电荷指向负电荷，沿电场线方向场强先变小再变大，O点最小。
(2)两点电荷连线的中垂线（面）上，O点场强最大；电场线的方向均与中垂面(线)垂直。
(3)关于O点对称的两点场强等大、同向。
匀强电场的电场线分布
如图所示，M、N为两个等量同种正电荷Q，在其连线的中垂线上任意一点P自由释放一个负电荷q，不计重力影响，关于点电荷q的运动下列说法正确的是 (　　)
A．从P→O的过程中，加速度越来
越大，速度也越来越大
B．从P→O的过程中，加速度越来
越小，速度越来越大
C．点电荷运动到O点时加速度为零，速度达到最大值
D．点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到速度为零
C
如图所示，在真空中一条竖直向下的电场线上有a、b两点．一带电质点在a处由静止释放后沿电场线向上运动，到达b点时速度恰好为零．则下面说法正确的是 (　　)
A．该带电质点一定带正电荷
B．该带电质点一定带负电荷
C．a点的电场强度大于b点的电场强度
D．质点在b点所受到的合力一定为零
BC
如右图，A、B两点各放一电荷量均为Q的等量异种电荷，有一竖直放置的光滑绝缘细杆在两电荷连线的垂直平分线上，a、b、c是杆上的三点，且ab＝bc＝l，b、c关于两电荷连线对称。质量为m、带正电荷q的小环套在细杆上，自a点由静止释放，则(　　)
A．小环通过b点时速度为
B．小环通过c点时速度为
C．小环从b到c速度可能先
减小后增大
D．小环做匀加速直线运动
D
如图甲所示，两根长为L的丝线下端分别悬挂一质量为m、带电量＋q和－q的小球A和B，处于场强为E，方向水平向左的匀强电场之中，使长度也为L的连线AB拉紧，并使小球处于静止状态．求E的大小满足什么条件才能实现上述平衡状态．
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θ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？
用一根长为l的丝线吊着一质量为m、带电荷量为q的小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，如图所示，丝线与竖直方向成37°角．现突然将该电场方向变为向下但大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为g)，求：
(1)匀强电场的电场强度的大小；
(2)小球经过最低点时丝线的拉力．
物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证，有时只需通过一定的分析就可以判断结论是否正确．如图所示为两个彼此平等且共轴的半径分别为R1和R2的圆环，两圆环上的电荷量均为q(q＞0)，而且电荷均匀分布．两圆环的圆心O1和O2相距为2a，连线的中点为O，轴线上的A点在O点右侧与O点相距为r(r＜a)．试分析判断下列关于A点处电场强度大小E的表达式(式中k为静电力常量)正确的是(　　)
如图所示，质量为m的小球A穿在绝缘细杆上，杆的倾角为α，小球A带正电，电荷量为q.在杆上B点处固定一个电荷量为Q的正电荷．将A由距B竖直高度为H处无初速释放，小球A下滑过程中电荷量不变．不计A与细杆间的摩擦，整个装置处在真空中．已知静电力常量k和重力加速度g.求：
(1)A球刚释放时的加速度是多大？
(2)当A球的动能最大时，A球与B点的距离．