人教版高中物理选修3-1 1.3电场强度(共41张PPT)

(共41张PPT)
1.3
电场强度
讨论
Ａ
Ｂ
　
电荷间的相互作用需不需要借助媒介来实现？
+
+
电荷之间的相互作用
力是如何发生的？
1837年法拉第提出“场”的概念
英国物理学家
法拉第（1791-1867）
电荷之间通过电场发生相互作用.
电场
电荷
A
电荷
B
产生
作用于
产生
作用于
1.
电场
定义：电场是看不见但确是客观存在的，一种特殊物质形态。
静电场
存在于静止电荷周围的电场称为静电场
3.
电场力
电荷间的相互作用力称为电场力。
4.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）
一、电
场
怎样描述电场的强弱？
场源电荷：产生电场的电荷Q
+Q
试探电荷：电量比较小、体积比较小
的电荷q
+q
F
问题2
怎样描述电场的强弱呢？
+Q
F3
+q
F2
+q
F1
+q
同一点电荷距场源电荷不同位置的受力情况
不同.
F2=
F3=
+Q
它们之间有什么规律吗？
F1=
A
F
二.
电场强度(E)
1.定义：放入电场中某点的试探电荷q,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。
3.单位：牛/库(N/C)
4.矢量性：
2.定义式：
电场中某点的场强方向规定为：
跟正电荷在该点所受电场力方向相同；
跟负电荷在该点所受电场力方向相反。
5.理解
（3）由电场本身的性质决定，与试探电荷的正负、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）用于求电场力：F=qE
根据场强的定义式E＝F／q可以知道
A、电场中某点的场强跟放入该点的电荷所受的
电场力成正比，跟放入该点的电荷的电荷量
成反比
B、电场中的某一点，如果不放入检验电荷，则
该点的场强为零
C、电场中的某一点，如果不放入检验电荷，则
该点的场强为无穷大
D、电场中的某一点，不管放不放入检验电荷，
也不管检验电荷的电荷量是多少，该点的场
强都是一定的
答案
D
真空中有一电场，在电场中的P点放一电量为4×10-9C的试探电荷，它受到的电场力
2×10-5N，则P点的场强度______N/C；把试探电荷的电量减少为2×10-9C，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。
5×103
1×10-5
5×103
点电荷在
r
处的电场强度大小为
三、点电荷的电场强度
F
E
r
+
+
q
Q
P
在点电荷Q
形成的电场中，距Q
为
r
的P
点，检验电荷受到的电场力为
根据电场强度的定义，可知P
点的电场强度大小为
(Q表示场源电荷的电量)
点电荷的场强只有点电荷本身决定
解:（1）P
点的电场强度大小为
F
Q
q
P
电场强度方向与放在
P
点的负点电荷所受电场力的方向相反。
E
在与场源电荷Q
相距
r
=
30
cm
的P
点，q
=
4.0×10-9
C
的负点电荷受到的电场力F
=
2.0×10-5
N，方向指向Q
,
如图所示。（1）求P
点电场强度的大小和方向;（2）Q
为何种电荷，其电荷量是多少？
典例
（2）因为场源电荷
Q
对负点电荷q
产生的是吸引力，因此，Q
应该是正电荷。
根据点电荷的电场强度公式
，正电荷的电荷量为
F
Q
q
P
+
E
+
1
Q
2
Q
P
如果有几个点电荷同时存在，在几个点电荷共同形成的电场中，如何求某点的电场强度呢？
1
E
2
E
因为电场强度是矢量，若几个点电荷同时存在，这时某点的电场强度，等于各个点电荷在该点单独产生的电场强度的矢量和。
1
E
2
E
+
1
Q
2
Q
P
E
E
四、电场的叠加
电场的叠加
矢量运算法则
平行四边形法则
四.电场的叠加
+Q
-Q
E1
E2
E
+Q
+Q
E1
E1
E2
E2
E
练习：
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
练习
真空中，两个等量异种电荷电量
数值均为q，相距r
。两点电荷连线中
点处的电场强度的大小为
A、0
B、2kq／r2
C
、4kq／r2
D、
8kq／r2
答案
D
练习
如图所示，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r相等，r＝0.1m。
E＝E1cos600＋E2cos600
＝2
E1cos600
＝2kQ1cos600／r2
＝2.7×104
V／m
Q1
Q2
A
E1
E2
E合
我们可以在电场中画出一系列带箭头的曲线，使这些曲线上每一点的切线方向,
都和该点的电场强度方向相同。这些曲线叫做电场线。
1.
电场线
五、电场线
如何形象的反映和描述抽象的电场呢？
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
2.等量异种点电荷的电场线
2、两点电荷连线的中垂面
（中垂线）上，电场线方向均相同，
场强方向均相同，且总与中垂面（线）垂直，在中垂线上到两点电荷中点O点等距离处各点的场强相等。
3、在中垂面（线）上的电荷受到的电场力的方向总与中垂面（线）垂直，因此，在中垂面（线）上移动电荷时电场力不做功。
E
E
E
1、沿点电荷的连线，
场强先变小后变大
3、等量同种点电荷的电场线
2、中点O附近的电场线
非常稀疏，但场强并不为零
3、两点电荷连线中垂面（线）上，场强方向总沿面（线）远离
O（等量正电荷）
4、在中垂面（线）上从O点到无穷远，电场线先变密后变疏，即场强先变强后变弱。
1、两点电荷连线中点O处
场强为零
4．电场线的特征
（1）
静电场的电场线总是从正电荷（或者从无穷远）出发到负电荷终止（或者延伸到无穷远）；
（2）电场线越密的地方，场强越大;
电场线越稀的地方，场强越小；切线方向--该点的电场方向
（3）任意两条电场线都不相交.也不闭合
4．电场线的特征
（4）电场线是假想线，不是真实存在的。
如图所示A，B两点场强相同的是(
)
A
B
B
B
B
A
A
A
A
B
C
D
C
随堂练习
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，该点场强不为零
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
E1
E2
如果相交，交点就会有两个切线方向，而同一点的场强和方向是唯一的。
各点场强大小和方向都相同的电场叫匀强电场。
6．匀强电场
电场线的特点：
E
各点场强大小和方向都相同的电场叫匀强电场。
电场线：距离相等的平行直线.
通常情况下怎样得到匀强电场？
带等量异种电荷、大小相等、互相靠近且正对的两平行金属板之间的电场除边缘附近外就是匀强电场。
1.如图所示的电场中,关于a、b两点的电场强度,下列判断正确的是(
)
A.
方向相同,大小相等
B.
方向不同,大小不等
C.
方向不同,大小相等
D.
方向相同,大小不等
B
2.某电场的电场线如图所示,质子在A、B两点受到电场力的大小分别为和,则它们的关系是(
)
A.
B.
C.
D.
无法比较
C
3.如图所示，为正电荷Q的电场，A、B是电场中的两点，将电量为q=5×10-8库仑的正点电荷（试探电荷）置于A点，所受电场力为2×10-3牛，则下列判断正确的是（　　）
A.
将点电荷q从A点移走，则该点的电场强度为零
B.
将电量为q的负点电荷放于A点，A点场强大小4.0×104N/C，方向指向B
C.
B点处的电场强度小于4.0×104N/C
D.
将电量为2q的正点电荷放于A点，A点场强大小为8.0×104N
/C，方向指向B
BC
4.图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在该直线上有a、b两点，用Ea、Eb表示a、b两点的场强大小，则(　　)
A.
a、b两点场强相同
B.
电场线从a指向b，所以Ea>Eb
C.
电场线是直线，所以Ea＝Eb
D.
不知道a、b附近的电场线分布，Ea、Eb的大小不能确定
D
5.某电场的电场线的分布如图所示．一个带电粒子由M点沿图中虚线所示的途径运动通过N点．则下列判断正确的是（　　）
A．
粒子带负电
B．
电场力对粒子做负功
C．
粒子在M点的加速度大
D．
粒子在N点的速度大
D
6.用电场线能很直观．很方便地比较电场中各点的强弱．如图，左边是等量异种点电荷形成电场的电场线，右边是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称，则下列认识不正确的是（　　）
A.
B、C两点场强大小和方向都相同
B.
A、D两点场强大小相等，方向相反
C.
E、F两点场强大小和方向都相同
D.
从E到F过程中场强先增大后减小
B
8.如图所示，一根长为L
的丝线吊着一个质量为m
的带电量为q
的小球，静止在水平向右的匀强电场中，丝线与竖直方向成370
角，重力加速度为g，则这个小球带何种电荷？并求这个匀强电场的电场强度的大小。（已知sin370=0.6,cos370=0.8）
mg
F库
FN
电
场
电
荷
施
以
电
场
力
产
生
正电荷
负电荷
点电荷
元电荷
相互作用规律
电荷守恒定律：
库仑定律：
性质：
对放入的电荷有力的作用
电场强度：
电场线
特点：
常见的电场线：
定义：
内容：
表达式：
单位：
方向：
适用范围
电荷的意义
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
和
的区别：
辨析
一根长为l的丝线吊着一质量为m，电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中，丝线与竖直方向成37°角，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）电场强度E的大小；
（2）剪断丝线后，小球的加速度大小．
作业2