课件14张PPT。电场强度一.电场
1.电场是一种特殊物质
2.电场的基本性质:对放入其中的电荷具有力的作用
(电荷和电荷间的作用力是通过电场来实现的)
3.电荷周围存在电场二.电场的描述
通过电场的基本性质来描述电场。
1.试探电荷q(试验电荷、检验电荷)
①试探电荷的电量应足够小;(不至于影响原电场分布)
②试探电荷的线度应足够小;(可以研究电场中各点情况)
2.场源电荷Q
3.电场强度
①在电场中同一点,F/q为一恒量,与试探电荷无关。
②在电场中不同点,F/q为一变量,与试探电荷无关。电场强度E:
1.定义:电场中电荷所受的电场力与带电量的比值叫做电场强度6.点电荷的电场 Q表示场源电荷的电量3.单位:N/C ; V/m (伏/米)
4.物理意义:描述电场自身电场力的性质
5.矢量性:矢量
正电荷在该点的电场力方向就是该点的电场强度方向
负电荷在该点的电场力方向与该点的电场强度方向相反2.定义式: q表示检验电荷的电量【例题1】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。解(1)(2)(3)B点的场强不变,但受力的方向发生变化(4)电荷拿走后B点的场强不变化【例题2】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 【答案】C三.电场叠加原理
——如果在空间同时存在多个点电荷,这时在空间某一点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。
【例题3】如图所示,正点电荷Q1、负点电荷Q2在P点产生的合场强如何确定?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。
2.常见电场的电场线3.电场线的基本性质
①电场线的切线方向表示该点场强的方向;
②电场线的疏密程度表示该点场强的大小。五.一种特殊的电场特点:
——电场中各点的场强大小和方向都相同。
这种电场叫做匀强电场。【例题4 】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;【答案】【例题5】如图,质量为m、带电量为+q的带电小球,用长为L的绝缘细线悬挂在水平方向的匀强中,将悬线拉至水平释放小球沿着弧线摆过600到B点速度为0。
求:电场强度和B点拉力【答案】【例题6】如图,质量为m,带电量+q的小球被长为l的绝缘细绳拴住,在AB间摆动,当小球摆动到C点时突然加上一个竖直向上的匀强电场E=mg/q,求:小球再次摆动到C点时绳子的拉力?【例题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;
③此时剪断绳子,则经过多少时间,小球到达右板。【答案】①带正电,
②
③课件23张PPT。3 电场强度第一章 静电场例如:
接触力:压力,支持力,拉力和摩擦力等
非接触力:万有引力(重力),磁力,库仑力等物体之间的相互作用,有的需要通过接触挤压;有的则不需要。 磁力的传递是通过磁场,万有引力的传递是通过万有引力场。分析
B+ 两电荷间相互作用时不直接接触,它们之间的相互作用也是通过别的物质作用的,这就是电场。
电场B电荷 法拉第认为电荷周围存在一种特殊的物质
----电场电场 电荷间的相互作用力是通过电场发生的。 电场对放入其中的电荷有力的作用,表明电场是真实存在的一种物质。 电场是一种特殊的物质,并非有分子、原子组成,但客观存在。我们怎样研究电场?思考有这个现象我们得到什么结论?电荷受到的静电力的大小与电荷所处的位置有关,表明电场强弱与位置有关。
研究方法确定研究对象(静止的电荷产生的电场)研究要点:电荷受力认识电场(试探电荷)
试探电荷试探电荷(检验电荷):用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的带电小球。源电荷试探电荷的电荷量和尺寸必须充分小,对金属球A上的电荷分布不产生明显的影响,从而原来的电场不因试探电荷的出现有明显的变化。推演
q1rAq2q3+Q可否用试探电荷受到的电场力大小来表示?电场强度E1.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,叫做该点的电场强度。E=F/q2.单位:伏/米(v/m) 1伏/米=1牛/库3.方向:电场中某点正电荷受力的方向为该点场强方向(矢量)4.理解: (1)它能反映电场力的性质,与放入的电荷无关,由电场本身决定。(2)知道某点场强E,任意电荷q受力:F=Eq问题练习1点电荷的电场强度1.点电荷场强大小: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中心3.适用条件:E=电场强度的大小只由源电荷和场点到场源的距离来决定的。真空中点电荷定义式,适用于一切电场仅对点电荷的电场适用q是检验电荷,E与q无关Q是场源电荷,E与Q成正比思考如下图,如何求P点的电场强度?
+ Q- QPrrr电场强度是矢量,合成应遵循平行四边形法则 电场强度的叠加练习11.下列说法中正确的是( )
A.电场强度反映了电场的力的性质,因此场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比
B.电场中某点的场强等于F/q,但与试探电荷的受力大小及带电量无关
C.电场中某点的场强方向即正试探电荷在该点的受力方向
D.公式E=F/q和E=kQ/r2对于任何静电场都是适用的BC练习22.下列说法中正确的是:[ ]
场强的定义式E=F/q中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是放入电场中的电荷的电量
场强的定义式E=F/q中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是产生电场的电荷的电量
在库仑定律的表达式F=kq1q2/r2中kq2/r2是电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小,此场对q1作用的电场力F=q1×kq2/r2,同样kq1/r2是电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强的大小,此场对q2作用的电场力F=q2×kq1/r2
无论定义式E=F/q中的q值(不为零)如何变化,在电场中的同一点,F与q的比值始终不变ACD
特点电场线起始于正电荷(或无穷远处),终止于负电荷(或无穷远处)电场线上某点的切线方向即是该点的场强方向电场线不相交、不闭合 电场线密的地方场强大、疏的地方场强小电场线 为了直观描述电场,在电场中画上有方向的曲线常见电场线研究以下场的特点AB练习:4、5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匀强电场如图为一条电场线,下列说法正确的是:
( )
A、EA一定大于EB
B、因电场线是直线,所以是匀强电场,故
EA=EB
C、A点电场方向一定由A指向B
D、AB两点的场强方向不能确定C练习3AB练习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:( )
ABCDPQPQPQC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