电场、电场强度课件ppt

3 3电场强度复习复习例如：例如：接触力接触力:压力压力,支持力支持力,拉力和摩擦力等拉力和摩擦力等非接触力非接触力:万有引力（重力）万有引力（重力）,磁力，库仑磁力，库仑力等力等引入引入 两电荷不直接两电荷不直接接触，它们之间的接触，它们之间的相互作用是怎样产相互作用是怎样产生的生的?问题问题1 引入引入那么，没有接触的两个电荷之间的相互那么，没有接触的两个电荷之间的相互作用作用靠什么传递呢？靠什么传递呢？电场电场电场电场FBA1.电场是电荷周围电场是电荷周围客观存在客观存在的一种的一种特殊物质特殊物质2.电场对放入其中的电荷有力的作用。电场对放入其中的电荷有力的作用。这种力叫做这种力叫做。FBFA电荷电荷A和和B间是通过电场实现相互作用的间是通过电场实现相互作用的 qFAqFB场源电荷场源电荷：产生电场的产生电场的电荷电荷 试探电荷试探电荷（或或称为检验电荷称为检验电荷）Q结论结论:F F/q q能反映电场中某点电场的能反映电场中某点电场的力力的性的性质质电场的强弱电场的强弱。2.2.电场中电场中不同不同的点，同一电荷所受力也不的点，同一电荷所受力也不同，比值同，比值F/qF/q一般是一般是不同不同的。的。1.1.电场中的同一点，不同电荷所受力不同，电场中的同一点，不同电荷所受力不同，比值比值F F/q q是是一定一定的的。问题问题2电电度度a.定义定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟跟它的电量它的电量q的比值叫该点的的比值叫该点的电场强度电场强度，简称，简称场强场强，用，用E表示。表示。b.表达式：表达式：c.单位单位：牛牛/库库(N/C)伏伏/米米(V/m)1伏伏/米米=1牛牛/库库（定义式定义式，适用于任意，适用于任意电场电场）E=Fq（定义）定义）d.方向：方向：规定与正电荷在该点的受力方向相规定与正电荷在该点的受力方向相同，同，E为矢量为矢量。e.e.理解：理解：场强反映电场力的性质，由电场本场强反映电场力的性质，由电场本身决定，与放入的试探电荷无关身决定，与放入的试探电荷无关。定义式适。定义式适用于一切电场。用于一切电场。+Q+qFE+Q-qFE根据规定：根据规定：负电荷负电荷在电场中某点受到的电在电场中某点受到的电场力的方向跟该点的场强方向场力的方向跟该点的场强方向相反相反。场强的矢量性：场强的矢量性：-Q+qF E-Q-qEF理解训练：理解训练：在电场中某点放一试探电荷，其电荷量在电场中某点放一试探电荷，其电荷量为为q q，试探电荷受到的电场力为，试探电荷受到的电场力为F F，则该点电，则该点电场强度为场强度为E=F/qE=F/q，那么下列说法是否正确，那么下列说法是否正确A A、若移去试探电荷、若移去试探电荷q q，该点的电场强度就为零，该点的电场强度就为零B B、若在该点放一个电荷量为、若在该点放一个电荷量为2q2q的试探电荷，该点的试探电荷，该点的场强就变为的场强就变为E/2E/2C C、若在该点放一个电荷量为、若在该点放一个电荷量为-2q-2q的试探电荷，则的试探电荷，则该点的场强大小仍为该点的场强大小仍为E E，但电场强度的方向变为，但电场强度的方向变为原来相反的方向原来相反的方向A、B、C都错误都错误(1)真空中点电荷电场的场强公式：真空中点电荷电场的场强公式：（决定式决定式，适用于真空点电荷的电场），适用于真空点电荷的电场）特例特例真空中点电荷电场强度真空中点电荷电场强度提示：利用提示：利用场场强的定义式强的定义式和和库仑定律库仑定律推导推导2rQkE 正点电荷电场中某点电场强度方向正点电荷电场中某点电场强度方向沿连线背离沿连线背离+Q；负点电荷电场中某点电场强度方向负点电荷电场中某点电场强度方向沿连线沿连线指向指向-QAE+Q(2)(2)点电荷周围电场强度的方向点电荷周围电场强度的方向AE-Q-真空中点电荷的场强真空中点电荷的场强2QEkr1 1、大小：、大小：2.2.场强方向：场强方向：正正点电荷电场方向点电荷电场方向背离背离电荷电荷 负负点电荷电场方向点电荷电场方向指向指向电荷电荷匀强电场匀强电场如果电场中各点电场强度的大小相等，如果电场中各点电场强度的大小相等，方向相同，这个电场就叫匀强电场。方向相同，这个电场就叫匀强电场。标一标：标一标：适用范围电荷的意义FEq2QEkr定义式，适定义式，适用于一切电用于一切电场场仅对点电荷仅对点电荷的电场适用的电场适用q q是检验电是检验电荷，荷，E E与与q q无关无关QQ是场源电是场源电荷，荷，E E与与QQ成正比成正比FEq2QEkr和和的区别的区别：1 1、电场强度是矢量，合成应遵循平、电场强度是矢量，合成应遵循平行四边形法则行四边形法则 E+E-E合合四、电场强度的叠加四、电场强度的叠加PQ1Q2QrPrQP2QEkr2 2、一个半径为、一个半径为R的均匀带电球体（或球的均匀带电球体（或球壳）在外部产生的电场壳）在外部产生的电场与一个位于与一个位于球心的、电球心的、电荷量相等的荷量相等的点电荷产生点电荷产生的电场相同的电场相同五、电场力正电荷的电场力方向与场强方向相同正电荷的电场力方向与场强方向相同 F FqEqE负电荷的电场力方向与场强方向相反负电荷的电场力方向与场强方向相反1.1.在电荷的周围空间存在在电荷的周围空间存在_,_,它的基本性质它的基本性质是对放入其中的电荷有是对放入其中的电荷有_的作用的作用.2.2.描述电场强弱的物理量叫做描述电场强弱的物理量叫做_,_,其其公式是公式是_,_,单位是单位是_,_,它是它是_(_(矢、标矢、标)量量,其方向为其方向为_._.3._3._叫叫做匀强电场做匀强电场.真空中点电荷的电场强度公式是真空中点电荷的电场强度公式是_._.4.4.在场强为在场强为E E处的电场中放上电荷量为处的电场中放上电荷量为q q的点的点电荷其受到的电场力电荷其受到的电场力F=_.F=_.电场电场力力电场强度电场强度qFE=N/C矢矢正电荷在该点的受力方向正电荷在该点的受力方向电场中各点的场强大小和方向都相同的电场电场中各点的场强大小和方向都相同的电场2rQE=kF=qEF=qE1、电场中有一点、电场中有一点P，下列哪些说法正确的是（，下列哪些说法正确的是（）A.若放在若放在P点的试探电荷的电量减半，则点的试探电荷的电量减半，则P点点的场强减半。的场强减半。B.若若P点没有试探电荷，则点没有试探电荷，则P点的场强为零。点的场强为零。C.P点的场强越大，则同一电荷在点的场强越大，则同一电荷在P点受到的点受到的电场力越大。电场力越大。D.P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向C课堂训练课堂训练 基本知识点基本知识点电场电场客观存在、特殊物质客观存在、特殊物质电场强度电场强度E=F/qE=kQ/r2特例特例电场的叠加电场的叠加矢量运算矢量运算基本方法基本方法（思想）（思想）比值定义法：比值定义法：E=F/q试探电荷（理想模型）试探电荷（理想模型）小结：小结：答案：（1）F=9N（2）EB=4.5105N/C（3）18N，EB=4.5105N/C（4）EB=4.5105N/C 场电荷场电荷Q=210-4C，是正点电荷；试探电荷，是正点电荷；试探电荷q=210-5C，是负电荷，它们相距，是负电荷，它们相距r=2m而静止且而静止且都在真空中，如图所示。求：都在真空中，如图所示。求：（1）q受的电场力；受的电场力；（2）q所在的所在的B点的场强点的场强EB；（3）只将）只将q换为换为q，=410-5C的正点电荷，再求的正点电荷，再求q受力及受力及B点的场强；点的场强；（4）将试探电荷拿去后再求）将试探电荷拿去后再求B点场强。点场强。rq9qQ B习题：习题：真空中两个正点电荷真空中两个正点电荷A、B所带电量皆为所带电量皆为Q，且相距为且相距为r,则距离则距离A为为r/3处的处的P点的电场强度点的电场强度为多少？为多少？PEAEB解解：A A、B B都在都在P P点产生电场，点产生电场，且且两个场强方向相反两个场强方向相反。2=rQkE因为：22PABQQEkkrr所 以：答答：P P点场强为点场强为2727kQkQ/4/4r r2 2.A+QB+Q例题：例题：2274kQr习习 题题例：例：如图所示，点电荷如图所示，点电荷q与与9q静止于真空中，静止于真空中，相距相距r，它们均为正电荷，求：，它们均为正电荷，求：（1）连线中点）连线中点A的场强的场强EA；（2）求场强为）求场强为0的点位置。的点位置。答案：答案：（1）EA=8kq2/r2 （2）离）离q距离为距离为r/4rq9qA2、真空中有一电场，在电场中的、真空中有一电场，在电场中的P点放一电点放一电量为量为 410-9C的试探电荷，它受到的电场的试探电荷，它受到的电场力力2 10-5N，则，则P点的场强度点的场强度 N/C；把试探电荷的电量减少为把试探电荷的电量减少为2 10-9C，则检验，则检验电荷所受的电场力为电荷所受的电场力为 N。如果把这个如果把这个试探电荷取走，则试探电荷取走，则P点的电场强度为点的电场强度为 N/C5103110-55103课堂训练课堂训练电 场 线1、引入、引入在电场中，画出一系列的从正电荷出发到负在电场中，画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，向都跟该点的场强方向一致，这些曲线就叫做电场线。这些曲线就叫做电场线。奎宁的针奎宁的针状结晶或头发状结晶或头发屑悬浮在蓖麻屑悬浮在蓖麻油里。油里。把奎宁的针状结晶把奎宁的针状结晶或头发屑悬浮在蓖麻油或头发屑悬浮在蓖麻油里，再放入电场中，这里，再放入电场中，这时可以发现微屑按场强时可以发现微屑按场强的方向排列起来。的方向排列起来。点点电电荷荷同同种种点点电电荷荷异异种种点点电电荷荷请看仔细了!请看仔细了请看仔细了!正点电荷的电场线正点电荷的电场线负点电荷的电场线负点电荷的电场线发散状发散状会聚状会聚状等量等量同号同号正正点电荷电场点电荷电场的电场线的电场线等量等量异号异号点点电荷电场的电荷电场的电场线电场线相吸状相吸状排斥状排斥状匀强电场的匀强电场的场强处处相场强处处相等等 匀强电场匀强电场的电场线是互的电场线是互相相平行的平行的、等等间距间距的的直线直线一、电场线一、电场线 电场线是用来形象地描述电场电场线是用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇强弱与方向特性的一簇线线。电场线。电场线上每一点的上每一点的切线方向切线方向，都和该点的，都和该点的场强方向场强方向一致。一致。1 1、同一电场中电场线、同一电场中电场线密密的地方场强的地方场强大大，电场，电场线线疏疏的地方场强的地方场强小小2 2、静电场的电场线起始于正电荷终止于负电、静电场的电场线起始于正电荷终止于负电荷，孤立的正电荷（或负电荷）的电场线终荷，孤立的正电荷（或负电荷）的电场线终止于（或起始于）无穷远处点止于（或起始于）无穷远处点二、电场线的特征二、电场线的特征3 3、电场线不会相交，也不会相切、电场线不会相交，也不会相切5 5、电场线是假想的，实际电场中并不存在、电场线是假想的，实际电场中并不存在4 4、电场线上每一点的切线方向和该点的场强、电场线上每一点的切线方向和该点的场强方向一致方向一致6 6、电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电、电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系场中的运动轨迹之间没有必然联系 A特点：特点：a a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大、离点电荷越近，电场线越密，场强越大b b、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与、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，球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。方向不同。球面半径越大球面半径越大,球面上电场线分布越疏球面上电场线分布越疏.三、几种常见电场中电场线的分布及特点三、几种常见电场中电场线的分布及特点 1 1、正点电荷的电场中电场线的分布、正点电荷的电场中电场线的分布发散状中发散状中心对称图心对称图形形.像太阳光像太阳光芒四射芒四射会聚状中会聚状中心对称图心对称图形形.起始无穷远起始无穷远处，终止于负电荷处，终止于负电荷.在以负点电荷在以负点电荷为球心的球面上为球心的球面上,电场线疏密相同电场线疏密相同,但切向各不但切向各不相同相同.球面半径越大球面半径越大,球面上电场线分布越疏球面上电场线分布越疏.像黑洞把像黑洞把周围物体周围物体全吸进来全吸进来.像像灯灯笼笼一一样样和和谐谐对对称称像像条条形形磁磁铁铁的的磁磁感感线线关于两电荷连线和中垂线的轴对称图形关于两电荷连线和中垂线的轴对称图形.相吸状相吸状 特点：特点：a a、沿点电荷的连线，场强先变小后变大、沿点电荷的连线，场强先变小后变大b b、两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场、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）垂强方向均相同，且总与中垂面（中垂线）垂直直c c、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点线的中点0 0等距离各点场强相等。等距离各点场强相等。相斥状相斥状 两军两军对垒对垒排兵排兵布阵布阵完毕完毕关于两关于两电荷连电荷连线和中线和中垂线的垂线的轴对称轴对称图形图形.4 4、等量同种点电荷形成的电场中电场中、等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况电场线分布情况特点：特点：a a、两点电荷连线中点、两点电荷连线中点OO处场强为处场强为0 0b b、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为疏，但场强并不为0 0c c、两点电荷连线的中点到无限远电场线先、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏变密后变疏d d、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点的中点0 0等距离各点场强大小相等。等距离各点场强大小相等。起始于正电电荷，终止于无穷远处起始于正电电荷，终止于无穷远处.起始于正电荷，终止于负电荷起始于正电荷，终止于负电荷.除边缘外除边缘外,两个金属两个金属板之间的电场线疏密均匀板之间的电场线疏密均匀,切向相同切向相同.为平行等距同为平行等距同向直线向直线.株距株距行距行距都相都相等的等的树林树林两个两个异名异名磁极磁极之间之间的磁的磁感线感线相吸状相吸状天女散花天女散花 垂柳垂柳起始于正电荷，终止于负电荷起始于正电荷，终止于负电荷.电场线与金属板的电场线与金属板的表面处处垂直表面处处垂直.关于点关于点电荷到电荷到金属板金属板的垂线的垂线为对称为对称轴的轴轴的轴对称对称图图形形.点电荷与带电平板的电场线分布电场线是电荷的运动轨迹吗电场线是电荷的运动轨迹吗?+V V0 0=0=0F F+V V0 000F F此时轨迹与电场此时轨迹与电场线线重合重合此时轨迹是曲线此时轨迹是曲线,与与电场线电场线不重合不重合例例1 1：如图，是静电场的一部分电场线的分布，：如图，是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是：（下列说法正确的是：（）A A、这个电场只能是负电荷的电场、这个电场只能是负电荷的电场B B、点电荷、点电荷q q在在A A、B B两处受到的电场力两处受到的电场力F FB BFFA AC C、点电荷、点电荷q q在在A A、B B两处的加速度大小，两处的加速度大小，a aA AaaB B （不计重力）（不计重力）D D、负电荷在、负电荷在B B点处受到的电场力方向沿点处受到的电场力方向沿B B点点切线方向切线方向ABB例例2 2：如图为一条电场线，下列说法正：如图为一条电场线，下列说法正确的是：（确的是：（）A A、E EA A一定大于一定大于E EB BB B、因电场线是直线，所以是匀强电场，、因电场线是直线，所以是匀强电场，故故 E EA A=E=EB BC C、A A点电场方向一定由点电场方向一定由A A指向指向B BD D、ABAB两点的场强方向不能确定两点的场强方向不能确定ABC例例3 3：正检验电荷：正检验电荷q q在电场中在电场中P P点处开始向点处开始向QQ点作减速运动，且运动的加速度值越来越小点作减速运动，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（重力不计），则可以确定它所处的电场可能是：（能是：（）ABCDPQPQPQPQC例例4 4：如图：如图a a所示，所示，A A、B B是一个点电荷产生的是一个点电荷产生的电场的电场线，如图电场的电场线，如图b b则是方向在电场线上，则是方向在电场线上，a a、b b两处的检验电荷的电荷量大小与所受电两处的检验电荷的电荷量大小与所受电场力大小之间的函数图线，则：（场力大小之间的函数图线，则：（）A A、点电荷是正电荷，位置在、点电荷是正电荷，位置在B B侧侧B B、点电荷是正电荷，位置在、点电荷是正电荷，位置在A A侧侧C C、点电荷是负电荷，位置在、点电荷是负电荷，位置在A A侧侧D D、点电荷是负电荷，位置在、点电荷是负电荷，位置在B B侧侧abABaqFbB