1.3 电场强度

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名称 1.3 电场强度
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科目 物理
更新时间 2013-11-08 14:57:32

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课件59张PPT。海阔凭鱼跃天高任鸟飞对新事物那是相当的关注!1.3 电场强度任何力的作用都离不开物质脚踢球,脚对球的力
直接作用在球上力是物体对物体的作用。B+没有接触的两个电荷之间的
相互作用靠什么传递呢?
B+问题1 电荷之间的相互作用力是如何发生的? 观点二: 1837年法拉第提出“场”的概念 电荷之间通过电场发生相互作用.英国物理学家
法拉第
(1791-1867) 观点一:超距作用。 近代物理学理论和实践证实并发展了法拉第的观点。电场及磁场已被证明是一种客观存在并且是互相联系的,统称为电磁场。一、电场1. 电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质2.电场的基本性质: 对放入其中的电荷有力的作用。这种力叫做电场力。B+A+ABB电荷++++静止电荷产生的电场,称为静电场。看不到摸不着二、电场强度 在上节图1.2-1的试验中,可以看出,三个小球受到的静电力的大小是不同的,这表明不同位置电场的强弱是不同的。 用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场的强弱呢? 实验中的带电小球是用来检验
电场是否存在及其强弱分布情况的,
称为试探电荷或检验电荷。1、试探电荷和场源电荷 被检验的电场是带电金属球O所激发的,所以金属球O所带的电荷称为场源电荷或源电荷。要求电量很小(不影响原电场)体积很小(可以当作质点) 不同的电荷q在电场的同一点所受的电场力F是不同的。 实验表明,在电场中的同一点,比值F/q是恒定的。猜想:能否用电场力的大小表示电场的强弱?AB 同一试探电荷q在电场中的不同点受到的电场力的大小是否相同? 电荷q在距Q较近的A点,受到的电场力大. 电荷q在距Q较远的B点,受到的电场力小.+Q电场的不同点F/q是不同的。实验表明,在电场中的同一点,比值F/q是恒定的;在电场中的不同点,比值F/q一般是不同的。F/q这个比值由电荷q在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。在物理学中,就用比值F/q来表示电场的强弱。二、电场强度 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
强度,简称场强。牛/库(N/C) 伏/米(V/m) 1伏/米=1牛/库2.定义式:1.定义:3.单位:(比值法定义)+Q+qFE+Q-qFE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.
4.场强的矢量性:-Q+qFE-Q-qEF5.理解:(3)由电场本身的性质决定,与试探电荷是
否存在、电荷的正负、电荷量的大小及受到的
电场力都无关。(1) 为定义式,适用于一切电场。 (2)电场强度是反映电场强弱和方向的物理量。 (4)电场力:F=qE电场力与电场强度的区别6、答案:BC 例1、由电场强度的定义式 可知,在电场中的同一点:
A、电场强度E与F成正比,跟q成反比。
B、无论检验电荷的q值(不为零)如何变化,F与q的比值始终不变。
C、电场中某一点的场强为零,则处在该点的电荷受到的电场力一定为零。
D、一个不带电的小球在P点受到的电场力为零,则P点的场强一定为零。例2:电场中有一点P,下列哪些说法是正确的?
A、若放在P点的检验电荷的电量减半,则P点的场强减半。
B、若P点没有检验电荷,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点的场强方向为检验电荷在该点的受力方向。答案:CB三、点电荷的电场 电场强度的叠加  真空中一点电荷的电荷量为Q,在距此点电荷r处的A点的电场强度是多少?Q:场源电荷r:电场中点到Q的距离决定式,只适用于真空中点电荷提示:利用场强的定义式和库仑定律推导正点电荷电场中某点电场强度方向沿连线背离+Q;负点电荷电场中某点电场强度方向沿连线指向-Q 点电荷周围电场强度的方向-E=F/q定义式决定式任何电场真空中点电荷电场大小与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:【例题3】场电荷Q=2×10-4C,是正点电荷;检验电荷q=2×10-5,是负电荷,它们相距r=2m且都在真空中,如图所示。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=4×10-5C的正点电荷,再求受力及B点的场强。
(4)将受力电荷拿去后再求B点场强。(1)9N、方向由q指向Q(2)4.5×105N/C
方向由Q指向q(3)4.5×105N/C方向由Q指向q(4)4.5×105N/C方向由Q指向q场源电荷B场源电荷A 2.电场强度的叠加  因为电场强度为矢量,所以它的运算规则也遵循平行四边形定则。  电场强度的叠加:如果场源电荷不只是一个点电荷,则电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。+Q+QEAEB电场强度的叠加 一个比较大的带电物体不能看做点电荷。
在计算它的电场时,可以把它分做若干小块,只要每个小块足够小,就可以把每小块所带的电荷看成点电荷,然后用点电荷电场强度叠加的方法计算整个带电体的电场。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 例3、在真空中有两个点电荷Q1=+3.0×10-8C和Q2=-3.0×10-8C,它们相距0.1m,求电场中A点的场强.(A点与两个点电荷的距离相等,r=0.1m)rr解:Q1、Q2在A点产生的场强分别为E1、E2,如图示:
EA=E1cos60°+E2cos60°
=2E1cos60°
=2kQ1cos60°/r2
代入数值得: EA=2.7×104N/C
方向:平行于Q1、Q2的连线向右基本知识点电场客观存在、特殊物质电场强度E=F/qE=kQ/r2特例电场的叠加矢量运算基本方法(思想)比值定义法: E=F/q试探电荷(理想模型)小结:巩固提高练习1、两个固定的异号点电荷,电量给定但大小不等,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、只有两个,其中一处合场强为零;
D、只有一个,该处合场强不为零巩固提高练习 2、 如图所示,点电荷q与9q静止于真空中,相距r,它们均为正电荷,求:
(1)连线中点A的场强EA;
(2)求场强为0的点位置。答案:
(1)EA=8kq2/r2 (2)离q距离为r/4巩固提高练习 3、如图所示,A为一带+Q的竖直放置的金属板,沿金属板的垂直平分线,在距板r处有质量为m,电量为q的带电小球被悬挂在绝缘细线上,细线偏离竖直方向θ角而处于静止状态。求小球所在处的电场强度。能用公式E=kQ/r2来做吗?下课祝同学们学习愉快第三节 电场强度四.电场的形象化描述——电场线问题:如何形象的反映和描述抽象的电场呢? 四.电场的形象化描述——电场线1.电场线:
——在电场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都和该处的场强方向一致,这样的曲线就叫做电场线。四.电场的形象化描述——电场线2.常见电场的电场线正点电荷的电场线负点电荷的电场线电场线像明媚 的太阳,光芒四射伤心欲绝,万箭穿心四.电场的形象化描述——电场线2.常见电场的电场线背靠背手拉手四.电场的形象化描述——电场线3.电场线的特点注意:电场线是假想的,实际电场中并不存在.且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系(在同一幅图中)四.电场的形象化描述——电场线四.电场的形象化描述——电场线4.模拟电场线四.电场的形象化描述——电场线4.模拟电场线例5关于电场线,下列说法正确的是:( )
A、它是一条闭合曲线
B、电场中存在着电场线
C、电场线的疏密,可表示电场强度的大小
D、电场线所指方向,可表示电场强度的方向 CD 如图所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条直线上有a、b 两点,用Ea、Eb表示a、b两点强度的大小,则:( )
A、a、b两点的场强的方向相同;
B、电场线是直线,可知Ea=Eb;
C、不知a、b附近的电场线分布,Ea、Eb的大小不能确定;
D、电场线从a指向b,所以Ea>Eb例6五.一种特殊的电场----匀强电场 如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同,这个电场就叫做匀强电场。2、匀强电场的电场线的特点?1、什么是匀强电场?距离相等的平行直线 3、通常情况下怎样得到匀强电场? 带有等量异号电荷的一对平行金属板,如果两板相距很近,它们之间的电场,除边缘部分外,可以看做匀强电场。第三节 电场强度【例5 】在水平向右的匀强电场中,有一轻质棒AB,A端固定在一个可以自由转动的轴上,B端固定一个大小可以忽略的质量为m的带电量为q的小球,当棒静止后与竖直方向的夹角为θ,如图所示。则该q为 电荷,匀强电场的场强为 。【答案】正;课堂小结电荷电场强度电场线定义:
方向:正电荷受电场力的方向电场的合成:平行四边形法则 真空中点电荷
场强计算式:场强方向:切线方向 电场的强弱:疏密 几种类型电场的电场线 巩固提高练习1、关于电场,下列叙述正确的是:( )
A.以点电荷为圆心,r为半径的球面上,各点的场强都相同
B.正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强度大
C.在电场中某点放入检验电荷q,该点的场强为E=F/q,取走
q后,该点场强不变
D.电荷在电场中某点所受电场力很大,则该点电场一定很大 C巩固提高练习2、关于电场线的几种说法中,正确的是:( )
A、沿电场线方向,场强必定越来越小;
B、在复杂电场中的电场线是可能相交的;
C、点电荷在电场中的运动轨迹一定跟电场线相重合;
D、电场线越密的地方,同一检验电荷所受的电场力
就越大巩固提高练习3、如图为静电场的一部分电场线分布,下列说法正确的是:( )
A、这个电场可能是负点电荷的电场。
B、这个电场是匀强电场。
C、点电荷q在A点受到的电场力比在
B点受到的电场力大。
D、负电荷在B点时受到的电场力的方向沿B点的切线方向。 C巩固提高练习4.如图所示A,B两点场强相同的是( )
A B C DC巩固提高练习 4.一正电荷在电场中由A点到B点做加速运动,且加速度越来越大,那么它是下图中的哪个( ) A B C DC巩固提高练习B注意:两电荷之间的静电力为相互作用力:等值反向巩固提高练习 6、如图所示,竖直向上的匀强电场的场强E=1×105N/C,在一倾角为30o的光滑绝缘板上有一带电小球,电量q=+1×10-6C,质量m =15g,求带电小球下滑的加速度。(g取10m/s2)第三节 电场强度7、如图所示,竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个水平向右的匀强电场区域,场强E。在两板间用绝缘细线悬挂一个质量为m的带电小球,静止时小球偏离竖直方向的夹角θ。求:
①小球的带电量和电性;
②悬线的拉力;
【答案】①带正电,

四.电场的形象化描述——电场线5.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、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。四.电场的形象化描述——电场线5.几种常见电场中电场线的分布及特点(2)等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布特点: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,且总与中垂面(中垂线)垂直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。o四.电场的形象化描述——电场线5.几种常见电场中电场线的分布及特点(3)等量同种点电荷形成的电场中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,即场强先变强后变弱。4)带等量异号电荷的平行板之间电场线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同向的直线
b、电场线的疏密反映场强大小,电场方向与电场线平行特点: 例4.如图所示,为一条水平向右的电场线,由此能确定a、b、c三点的场强方向吗?能否判断三点的场强的大小?为什么? a b c··· d点是否有场强?场强大小与a、b、c三点场强大小的关系如何? 电场线就是检验电荷在电场中的运动轨迹,对吗? 电场线是为形象地描述电场而引入的假想曲线,规定电场线上每一点的切线方向与该点的场强方向是一致的,也是正电荷在该点受力产生加速度的方向。 运动轨迹是带电粒子在电场中实际通过的路径,路径上每点的切线方向为粒子在该点的速度方向。 答:这个说法是错误的。电场线不是电荷的运动轨迹,因为运动轨迹的切线方向是速度的方向,而电场线的切线方向是正电荷的受力方向和加速度方向(负电荷则相反)。要使两条曲线能重合,要满足一些特殊条件,例如:①电场线是直线;②电荷初速度为零或初速度方向与电场线在同一直线上;③电荷只受电场力作用。