高中物理 电场课件 新人教版选修1-11

弹 力 和 摩 擦 力 都 是 在 两 个 物 体 相 互 接 触的 情 况 下 发 生 的 。 而 两 个 物 体 没 有 接 触 ，就 可 以 发 生 静 电 力 的 作 用 。 那 么 ， 电 荷间 的 相 互 作 用 是 通 过 什 么 发 生 的 ？ 问 题 的 提 出 第 二 节 电 场一、电场 1、 定 义 ： 电 荷 的 周 围 存 在 一 种 特 殊 的 物 质 ， 叫 做 电 场 。 2、 基 本 性 质 ： 对 放 入 其 中 的 电 荷 有 电 场 力 的 作 用 。 3、 说 明 ： 场 的 概 念 的 建 立 ， 是 人 类 对 客 观 世 界 认 识 的一 个 重 要 进 展 。 现 在 ， 人 们 已 经 认 识 到 ， 实 物 和 场 是 物质 存 在 的 两 种 不 同 形 式 ， 虽 然 我 们 看 不 见 电 场 和 磁 场 ，但 它 们 是 客 观 存 在 的 物 质 。 电 场电 荷A 电 荷B用 场 的 观 点 分 析 电 荷 A和 B间 的 相 互 作 用 ： 如 图 ， 电 荷 Q周 围 存 在 电 场 ， 把 试 探 电 荷 q放入 电 场 中 A、 B两 点 ， 电 荷 q要 受 到 电 场 力 FA、 FB的 作 用 ， 反 映 了 电 场 具 有 力 的 性 质 。 电 荷 q在 A、B两 点 受 到 的 作 用 力 FA、 FB大 小 是 否 相 等 ？ 解 析 根 据 库 仑 定 律 rA FBF = k Q1Q2r2 可 知 ， FA BA+q+Q +q FB 二、电场强度 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 。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 。在 物 理 学 中 ， 就 用 比 值 F/q来 表 示 电 场 的 强 弱 。 怎 样 来 表 示 电 场 的 强 弱 ？ 能 否 直 接 用 电场 力 的 大 小 来 表 示 电 场 的 强 弱 ？ 结 论 : F/q能 反 映 电 场 中 某 点 电 场 的 力的 性 质 电 场 的 强 弱 。2.电 场 中 不 同 的 点 ， 同 一 电 荷 所 受 力 也不 同 ， 比 值 F/q一 般 是 不 同 的 。1.电 场 中 的 同 一 点 ， 不 同 电 荷 所 受 力 不 同 ，比 值 F/q是 一 定 的。问 题 2 1、 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 ， 简 称 场 强 。2、 公 式 ： 3、 单 位 ： 牛 每 库 ， 符 号 是 N/C。 牛 /库 （ N/C ）4、 物 理 意 义 ： 描 述 电 场 力 的 性 质 。 F=qE。 也 可 以 说 是 描 述 电 场 强 弱 的 。 5、 大 小 决 定 因 素 ： 由 电 场 本 身 决 定 ， 与 q、 F无 关 。6、 方 向 ： 规 定 正 电 荷 所 受 的 电 场 力 的 方 向 为 电 场 强 度 的 方 向 。 FE q= 7、 说 明 ： 用 比 值 定 义 物 理 量 在 物 理 学 中 ， 常 常 用 比 值 定 义 一 个 物 理 量 ， 用 来 表 示 研究 对 象 的 某 种 性 质 。 例 ：速 度 加 速 度 功 率密 度 电 阻 电 场 强 度 它 们 共 同 的 特 点 ： 用 比 值 定 义 的 物 理 量 只 与 比 值 有关 ， 而 与 比 值 中 的 两 物 理 量 无 关 。 sv t= va tD= Wp t=mVr= UR I= FE q= 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 。 Fq向 左 F q向 左 三 、 电 场 力正 电 荷 的 电 场 力 方 向 与 场 强 方 向 相 同 F qE负 电 荷 的 电 场 力 方 向 与 场 强 方 向 相 反 四、电场线1、 问 题 ： 我 们 可 以 用 什 么 方 法 来 形 象 地 描 述 电 场 呢 ？2、 定 义 ： 在 电 场 中 画 出 一 些 曲 线 ， 使 曲 线 上 每 一 点 的切 线 方 向 都 跟 该 点 的 电 场 强 度 方 向 一 致 ， 这 样 的 曲 线就 叫 做 电 场 线 。 如 下 图3、 作 用 ：切 线 方 向 表 示 E的 方 向 ；曲 线 的 疏 密 表 示 E的 大 小 4、 电 场 线 的 模 拟 ： 不 同 电 场 中 ， 电 场 场 强 分 布 不 同 ，它 们 的 电 场 线 形 状 也 不 一 样 ， 下 面是 几 种 电 场 的 电 场 线 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 。5、 几 种 常 见 电 场 中 电 场 线 的 分 布 情 况 （ 1） 正 、 负 点 电 荷 的 电 场 中 电 场 线 的 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（ 2） 等 量 异 种 点 电 荷 形 成 的 电 场 中 的 电 场线 分 布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 。 3、 等 量 同 种 点 电 荷 形 成 的 电 场 中 电 场 中 电场 线 分 布 情 况特 点 ：a、 两 点 电 荷 连 线 中 点 O处 场 强 为 0b、 两 点 电 荷 连 线 中 点 附 近 的 电 场 线 非 常 稀 疏 ， 但 场 强 并 不 为 0c、 两 点 电 荷 连 线 的 中 点 到 无 限 远 电 场 线 先变 密 后 变 疏 6、 电 场 线 的 特 点 ：（ 1） 电 场 线 从 正 电 荷 或 无 限 远 出 发 ， 终 止 于 无 限 远 或 负 电 荷 ；（ 2） 电 场 线 在 电 场 中 不 相 交 ； 不 中 断（ 3） 在 同 一 幅 图 中 ， 电 场 强 度 较 大 的 地 方 电 场 线 较 密 ， 电 场 强 度 较 小 的 地 方 电 场 线 较 疏 ， 可 以 用 电 场 线 的 疏 密 来 表 示 电 场 强 度 的 相 对 大 小 。 五 、 匀 强 电 场1、 定 义 ： 电 场 强 度 大 小 和 方 向 都 相 同 的 电 场2、 电 场 线 分 布 图 ：3、 电 场 线 特 点 ： 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 线说 明 ： 平 行 但 间 距 不 均 匀 的 电 场 是 不 存 在 的 匀 强 电 场 1.电 场(1)产 生 ： 电 荷 周 围 空 间 存 在 电 场(2)性 质 ： 对 处 在 场 中 的 电 荷 有 电 场 力 的 作 用 。 2 电 场 强 度 E： 描 述 电 场 强 弱 和 方 向 的 物 理 量 （ 1） 定 义 : E = F / q（ 2） 单 位 ： N/C （ 3） 方 向 ： 与 正 电 荷 在 该 点 受 电 场 力 方 向 相 同（ 4） 电 场 中 某 一 点 的 场 强 由 本 身 决 定 ， 与 放 入 电 场 的 电 荷 无 关 。 3 电 场 线 ：（ 1） 电 场 线 从 正 电 荷 或 无 限 远 出 发 ， 终 止 于 无 限 远 或 负 电 荷（ 2） 疏 密 表 示 电 场 强 度 的 相 对 大 小 。 疏 处 小 ， 密 处 大（ 3） 切 线 表 示 方 向4、 匀 强 电 场 ： 大 小 和 方 向 都 相 同 的 电 场 。电 场 线 是 平 行 等 距 的 直 线小 结 .+Q . .A B+q+q 例 、 如 图 ， 在 电 荷 Q周 围 跟 Q距离 相 等 的 不 同 点 A、 B放 上 试 探 电 荷q， 电 荷 q受 到 的 电 场 力 的 大 小 是 否相 等 ？ A、 B两 点 的 电 场 强 度 是 否 相同 ？ 解 析 试 探 电 荷 q在 A、 B两 点 所 受 的 电 场 力 大小 相 等 ， 但 方 向 不 同 ， 所 以 A、 B两 点 的 电 场 强度 不 相 同 。 练 习1、 电 场 强 度 的 定 义 式 为 E=F/q， 则 （ ）A、 它 只 适 用 于 点 电 荷 产 生 的 电 场B、 无 论 检 验 电 荷 的 q值 如 何 变 化 ， F与 q的 比 值 对 电 场 中 同 一 点 来 讲 是 不 变 的C、 电 场 中 某 点 的 场 强 与 放 在 该 点 的 检 验 电 荷 所 受 的 电 场 力 成 正 比D、 场 强 方 向 与 检 验 电 荷 的 极 性 有 关 B 2、 下 列 关 于 场 强 的 说 法 正 确 的 是 ：A、 公 式 E=F/q适 用 于 任 何 电 场B、 公 式 E=F/q只 适 用 于 点 电 荷 产 生 的 电 场C、 在 一 个 以 点 电 荷 Q为 中 心 ， r为 半 径 的 球 面 上 ， 各 处 的 场 强 都 相 同D、 空 间 某 点 的 电 场 强 度 E与 放 在 该 处 的 点 电 荷 所 受 的 电 场 力 F成 正 比 ， 与 点 电 荷 的 电 荷 量 q成 反 比A 3、 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 D 4、 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 电 场 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 EaEbAC a b 5、 电 场 中 有 一 点 P， 下 列 哪 些 说 法 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 若 P点 没 有 试 探 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 试 探 电 荷 在 该 点 的 受 力 方 向 C 6、 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 1031 10-5 5 103 7、 在 真 空 中 有 两 个 点 电 荷 q1和 q2， 分 别 位 于 A和 B，相 距 20 cm， q1为 4 10-8 C， q2为 8 10-8 C。 则在 AB连 线 上 A点 的 外 侧 离 A 点 20 cm处 的 D点 场 强 大小 、 方 向 如 何 ? 4.5 103 N/C， 方 向 由 D指 向 A。 8： 如 图 ， 是 静 电 场 的 一 部 分 电 场 线 的 分 布 ， 下 列 说法 正 确 的 是 ： （ ）A、 这 个 电 场 只 能 是 负 电 荷 的 电 场B、 点 电 荷 q在 A、 B两 处 受 到 的 电 场 力 FBFAC、 点 电 荷 q在 A、 B两 处 的 加 速 度 大 小 ， aAaB （ 不 计 重 力 ）D、 负 电 荷 在 B点 处 受 到 的 电 场 力 方 向 沿 B点 切 线 方 向 A BB 9： 如 图 为 一 条 电 场 线 ， 下 列 说 法 正 确 的 是 ： （ ）A、 EA一 定 大 于 EBB、 因 电 场 线 是 直 线 ， 所 以 是 匀 强 电 场 ， 故 EA=EBC、 A点 电 场 方 向 一 定 由 A指 向 BD、 AB两 点 的 场 强 方 向 不 能 确 定A B C 10、 电 场 中 某 点 的 场 强 是 4.0 104 N/C， 电 荷 量 为+5.0 10-8 C的 点 电 荷 在 该 点 受 到 的 电 场 力 是 多 大 ？电 场 力 的 方 向 与 场 强 的 方 向 是 相 同 还 是 相 反 ？ 电 荷量 为 -5.0 10-8 C的 点 电 荷 在 该 点 受 到 的 电 场 力 是 多大 ？ 电 场 力 的 方 向 与 场 强 的 方 向 是 相 同 还 是 相 反 ？ 解 ： 电 荷 量 为 +5.0 10-8 C的 点 电 荷 在 该 点 受 到 的电 场 力 为F= Eq = 4.0 104 5.0 10-8 N = 2.0 10-3 N电 场 力 的 方 向 与 场 强 的 方 向 相 同 。电 荷 量 为 -5.0 10 -8 C的 点 电 荷 在 该 点 受 到 的 电 场力 大 小 仍 为 2.0 10-3 N， 方 向 与 场 强 的 方 向 相 反 。 11： 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 DP Q P Q P Q P QC a bA B a 12： 如 图 a所 示 ， A、 B是 一 个 点 电 荷 产 生 的 电 场 的 电 场线 ， 如 图 b则 是 方 向 在 电 场 线 上 ， a、 b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 ：（ ）A、 点 电 荷 是 正 电 荷 ， 位 置 在 B侧B、 点 电 荷 是 正 电 荷 ， 位 置 在 A侧C、 点 电 荷 是 负 电 荷 ， 位 置 在 A侧D、 点 电 荷 是 负 电 荷 ， 位 置 在 B侧 qF bB