二、电场课件48张PPT
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第一章 静电场
第三节 电场强度
A
B
+
+
两电荷不直接接触，它们之间的相互作用
是怎样产生的?
1、两电荷不直接接触，它们之间的相互作用是怎样产生的，物理学家有哪些观点？
场就像椅子一样客观存在。
——爱因斯坦
电场
电荷A
电荷B
电场
A对B的作用力，就是A的电场对B的作用力
B对 A的作用力，就是B的电场对A的作用力
就像磁体周围存在磁场，离磁极越近磁场就越强，离磁极越远磁场就越弱。电荷的周围存在电场，电场的强弱与什么有关？怎样描述电场的强弱呢？
----电场强度
电场强度
思考：1、什么是场源电荷，什么是试探电荷，对试探电荷有什么要求？（阅读书中10页）
思考：2、点电荷是否一定可以作为试探电荷？
不一定
电场强度
思考：3、在场源电荷Q产生的电场中，为什么不能用试探电荷q在某一位置受到静电力的强弱表示该处电场的强弱？
Q
q
Q的场对q的静电力除了与场本身有关，还与q的电量有关，
B位置电量变为2q呢？
q
A位置
B位置
1.定义：试探电荷所受静电力F跟他的电荷量q的比值叫做电场强度。
理解：
（1）E=F/q是定义式，适用于任何电场。
（2）电场中某一点的电场强度是唯一的，与试探电荷无关。
（3）E=F/q 变形F=Eq
3.单位：牛每库（N/C），伏每米（V/m）1N/C=1V/m
4.物理意义：描述电场强弱的物理量
5.矢量：方向与正电荷在该点所受静电力方向相同，与负电荷在该点所受静电力方向相反。
+Q
+q
F
A
E
试探电荷的电荷量q=+5.0×10-9C，测得它在电场中的A点受到的电场力为F=3.0×10-4N，求：A点的场强是多大？
如果改用电荷量为q=-6.0×10-9C的试探电荷，来确定该点的场强，场强会不会改变？
解：E=F/q=3.0×10-4/5.0×10-9=6.0×104 N/C
场强方向：水平向右
如果A点未放试探电荷，则A点的场强大小为多少？方向如何？
真空中点电荷的场强
+
-
3.方向：
A
B
A点
Q1
Q2
P
E1
E2
E
Q1 Q2为同种电荷
E1
Q1
Q2
P
E2
E
Q1 Q2为异种电荷
Q
r
P
r
Q
P
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
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
两个场强公式的比较
怎样“看见”电场
电场看不见,摸不着,有没有形象化描述的办法?
为此,法拉第引入了电场线
1.定义：画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向与该点的场强方向一致，这样的曲线叫电场线。
电场线
电场线
A
B
C
D
E
F
标出电场线的行进方向
（1）电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷.
在正电荷形成的电场中,电场线起于正电荷延伸到无穷远处,在负电荷形成的电场中,电场线起于无穷远处止于负电荷.
2.特点：
思考：任意两条电场线可相交吗?
（2）电场线在电场中永远不会相交。
2.特点：
（3）在同一电场里，电场线越密的地方，场强越大；电场线越稀疏的地方，场强越小。
EA
EB
EC
EA >EB> EC
2.特点：
·
·
·
a
b
c
·
·
·
a
b
c
(2)
(3)
EaEa只有一条电场线是不能判断这三个点场强的大小。
·
·
·
a
b
c
(1)
Ea>Eb>Ec
（4）电场线是为形象描述电场而假想的线，实际不存在。
2.特点：
电场线认识的两个误区
(1)误认为电场线客观存在．
(2)误认为电场线就是电荷的运动轨迹．
匀强电场
2.性质：
（1）匀强电场的电场线是间距相等的互相平行的直线。
（2）带电粒子在匀强电场中受到恒定的电场力作用。
匀强电场
3.常见的匀强电场：
几种常见电场中电场线的分布及特点
a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大
正电荷场强方向沿半径向外，负电荷场强沿半径向内。
1、正、负点电荷
不能
思考：在点电荷形成的电场中能否找到电场强度相同的点？
b、在点电荷形成的电场中不存在电场强度（大小、方向）相同的点。
1、正、负点电荷
c、若以点电荷为球心作一个球面，同一球面上场强大小处处相等，方向不同。
(1)两点电荷的连线上：
2、等量异种电荷
电场线方向由正电荷指向负电荷。
(2)两点电荷连线的中垂线上：
(3)在中垂线上移动电荷电场力不做功。
各点场强方向均相同且与中垂线垂直，中垂线上关于中点O的对称点（如：a、b）场强大小相等，方向相同。
(1)两点电荷的连线上：
连线中点的场强为零，无电场线，中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零。
关于中点O（如a、b）的对称点场强大小相等，方向相反。
3、等量同种点电荷
(2)两点电荷的连线的中垂线上：
沿中垂线中点O向两边场强先变大后变小。
电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的比较
电场线
运动轨迹
客观性
电场中并不存在，是为研究电场方便而人为引入的
粒子在电场中的运动轨迹是客观存在的
切线意义
曲线上各点的切线方向即为该点的场强方向，同时也是正电荷在该点的受力方向，即正电荷在该点产生加速度的方向
轨迹上每一点的切线方向即为粒子在该点的速度方向，但加速度的方向与速度的方向不一定相同
1.电场中有一点P，正确的是（ ）
A 若放在P点的试探电荷的电量减半，则P点的场强减半。
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 P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向
B
2、 关于电场强度，正确的是（ ）
A． E=F/q，若q减半，则该处的场强变为原来的2倍
B．E=kQ/r2中，E与Q成正比，而与r平方成反比
C．在以一个点电荷为球心，r为半径的球面上，各点的场强均相同
D．电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向
B
P
Q
P
Q
P
Q
3、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：( )
A
B
C
D
P
Q
C
第三节 电场强度
A
B
+
+
两电荷不直接接触，它们之间的相互作用
是怎样产生的?
1、两电荷不直接接触，它们之间的相互作用是怎样产生的，物理学家有哪些观点？
场就像椅子一样客观存在。
——爱因斯坦
电场
电荷A
电荷B
电场
A对B的作用力，就是A的电场对B的作用力
B对 A的作用力，就是B的电场对A的作用力
就像磁体周围存在磁场，离磁极越近磁场就越强，离磁极越远磁场就越弱。电荷的周围存在电场，电场的强弱与什么有关？怎样描述电场的强弱呢？
----电场强度
电场强度
思考：1、什么是场源电荷，什么是试探电荷，对试探电荷有什么要求？（阅读书中10页）
思考：2、点电荷是否一定可以作为试探电荷？
不一定
电场强度
思考：3、在场源电荷Q产生的电场中，为什么不能用试探电荷q在某一位置受到静电力的强弱表示该处电场的强弱？
Q
q
Q的场对q的静电力除了与场本身有关，还与q的电量有关，
B位置电量变为2q呢？
q
A位置
B位置
1.定义：试探电荷所受静电力F跟他的电荷量q的比值叫做电场强度。
理解：
（1）E=F/q是定义式，适用于任何电场。
（2）电场中某一点的电场强度是唯一的，与试探电荷无关。
（3）E=F/q 变形F=Eq
3.单位：牛每库（N/C），伏每米（V/m）1N/C=1V/m
4.物理意义：描述电场强弱的物理量
5.矢量：方向与正电荷在该点所受静电力方向相同，与负电荷在该点所受静电力方向相反。
+Q
+q
F
A
E
试探电荷的电荷量q=+5.0×10-9C，测得它在电场中的A点受到的电场力为F=3.0×10-4N，求：A点的场强是多大？
如果改用电荷量为q=-6.0×10-9C的试探电荷，来确定该点的场强，场强会不会改变？
解：E=F/q=3.0×10-4/5.0×10-9=6.0×104 N/C
场强方向：水平向右
如果A点未放试探电荷，则A点的场强大小为多少？方向如何？
真空中点电荷的场强
+
-
3.方向：
A
B
A点
Q1
Q2
P
E1
E2
E
Q1 Q2为同种电荷
E1
Q1
Q2
P
E2
E
Q1 Q2为异种电荷
Q
r
P
r
Q
P
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
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
两个场强公式的比较
怎样“看见”电场
电场看不见,摸不着,有没有形象化描述的办法?
为此,法拉第引入了电场线
1.定义：画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向与该点的场强方向一致，这样的曲线叫电场线。
电场线
电场线
A
B
C
D
E
F
标出电场线的行进方向
（1）电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷.
在正电荷形成的电场中,电场线起于正电荷延伸到无穷远处,在负电荷形成的电场中,电场线起于无穷远处止于负电荷.
2.特点：
思考：任意两条电场线可相交吗?
（2）电场线在电场中永远不会相交。
2.特点：
（3）在同一电场里，电场线越密的地方，场强越大；电场线越稀疏的地方，场强越小。
EA
EB
EC
EA >EB> EC
2.特点：
·
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a
b
c
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a
b
c
(2)
(3)
Ea
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a
b
c
(1)
Ea>Eb>Ec
（4）电场线是为形象描述电场而假想的线，实际不存在。
2.特点：
电场线认识的两个误区
(1)误认为电场线客观存在．
(2)误认为电场线就是电荷的运动轨迹．
匀强电场
2.性质：
（1）匀强电场的电场线是间距相等的互相平行的直线。
（2）带电粒子在匀强电场中受到恒定的电场力作用。
匀强电场
3.常见的匀强电场：
几种常见电场中电场线的分布及特点
a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大
正电荷场强方向沿半径向外，负电荷场强沿半径向内。
1、正、负点电荷
不能
思考：在点电荷形成的电场中能否找到电场强度相同的点？
b、在点电荷形成的电场中不存在电场强度（大小、方向）相同的点。
1、正、负点电荷
c、若以点电荷为球心作一个球面，同一球面上场强大小处处相等，方向不同。
(1)两点电荷的连线上：
2、等量异种电荷
电场线方向由正电荷指向负电荷。
(2)两点电荷连线的中垂线上：
(3)在中垂线上移动电荷电场力不做功。
各点场强方向均相同且与中垂线垂直，中垂线上关于中点O的对称点（如：a、b）场强大小相等，方向相同。
(1)两点电荷的连线上：
连线中点的场强为零，无电场线，中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零。
关于中点O（如a、b）的对称点场强大小相等，方向相反。
3、等量同种点电荷
(2)两点电荷的连线的中垂线上：
沿中垂线中点O向两边场强先变大后变小。
电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的比较
电场线
运动轨迹
客观性
电场中并不存在，是为研究电场方便而人为引入的
粒子在电场中的运动轨迹是客观存在的
切线意义
曲线上各点的切线方向即为该点的场强方向，同时也是正电荷在该点的受力方向，即正电荷在该点产生加速度的方向
轨迹上每一点的切线方向即为粒子在该点的速度方向，但加速度的方向与速度的方向不一定相同
1.电场中有一点P，正确的是（ ）
A 若放在P点的试探电荷的电量减半，则P点的场强减半。
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 P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向
B
2、 关于电场强度，正确的是（ ）
A． E=F/q，若q减半，则该处的场强变为原来的2倍
B．E=kQ/r2中，E与Q成正比，而与r平方成反比
C．在以一个点电荷为球心，r为半径的球面上，各点的场强均相同
D．电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向
B
P
Q
P
Q
P
Q
3、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：( )
A
B
C
D
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Q
C