第三节 电场 电场强度

第三节 电场 电场强度第1页，共23页。复习提问复习提问:1.库仑定律的内容和表达式库仑定律的内容和表达式 在真空中两点电荷的作用力跟它们的电量乘积成正比，跟在真空中两点电荷的作用力跟它们的电量乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上 2.在什么情况下，带电体可当作点电荷处理在什么情况下，带电体可当作点电荷处理 带电体间距离远大于物体本身线度带电体间距离远大于物体本身线度 第2页，共23页。在我们学习的力当中，哪些是接触力，哪些是非接触力？在我们学习的力当中，哪些是接触力，哪些是非接触力？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:重力重力,磁力等磁力等 事实上，力的相互作用可以通过接触传递，也可以不通过事实上，力的相互作用可以通过接触传递，也可以不通过接触传递。对于非接触力，人们为了便于表达，仍然认为力的接触传递。对于非接触力，人们为了便于表达，仍然认为力的传递依赖着某种媒介，而这种媒介就是人们常说的传递依赖着某种媒介，而这种媒介就是人们常说的“场。譬场。譬如，我们可以说磁力的传递是通过磁场，万有引力的传递是通如，我们可以说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，等等。今天，我们又面临着一种新的非接触力：过万有引力场，等等。今天，我们又面临着一种新的非接触力：库仑力，因此，也必将面临着一种新的场，它就是库仑力，因此，也必将面临着一种新的场，它就是电场电场第3页，共23页。1.电场：电场是电荷周围存在的一种特殊物质电场：电场是电荷周围存在的一种特殊物质物质存在物质存在的两种形的两种形式式 实体实体:由分子组成，看得见，摸得着由分子组成，看得见，摸得着 场场:看不见，摸不着，不以人的感官意识为看不见，摸不着，不以人的感官意识为转移的客观存在。转移的客观存在。4.电场的根本性质：对放入其中的电荷有力的作用。这种力电场的根本性质：对放入其中的电荷有力的作用。这种力叫做电场力。反映了电场的力的性质叫做电场力。反映了电场的力的性质2.物质性物质性,特殊性特殊性3.静电场静电场:静止电荷产生的电场静止电荷产生的电场第4页，共23页。请学生用场的观点分析电荷请学生用场的观点分析电荷A和和B间的相互作用间的相互作用 电荷电荷A受电场力的作用，是因为它处在电荷受电场力的作用，是因为它处在电荷B激发的电场中。激发的电场中。而同时，由于电荷而同时，由于电荷A自身带电，它必然也激发了电场自身带电，它必然也激发了电场电荷电荷B受受电场力的缘故是因为它处在电荷电场力的缘故是因为它处在电荷A所激发的电场中的缘故。所激发的电场中的缘故。第5页，共23页。一、电场一、电场近代物理证明：电场是一种物质。它具有能量、近代物理证明：电场是一种物质。它具有能量、动量、质量。动量、质量。1.电场：电场是电荷周围存在的一种特殊物质电场：电场是电荷周围存在的一种特殊物质4.电场的根本性质：对放入其中的电荷有力的作用。这种电场的根本性质：对放入其中的电荷有力的作用。这种力叫做电场力。反映了电场的力的性质力叫做电场力。反映了电场的力的性质2.物质性物质性,特殊性特殊性3.静电场静电场:静止电荷产生的电场静止电荷产生的电场第6页，共23页。电场对电荷有力的作用，怎样描述这种作用呢？电场对电荷有力的作用，怎样描述这种作用呢？qFAqFB场源电荷：产生场源电荷：产生电场的电荷电场的电荷 试探电荷或称试探电荷或称为检验电荷为检验电荷QFqF=Eq检检验验电电荷荷必必须须具具备备条条件件：电电荷荷量量和和尺尺寸寸必必须须充充分分小小，使使得得当当将将检检验电荷引入电场中时不改变场源电荷的分布。验电荷引入电场中时不改变场源电荷的分布。E=F/q第7页，共23页。二、电场强度二、电场强度如图如图1 1所示，在所示，在+Q+Q电场中电场中A A点分别放点分别放入电荷入电荷q1q1、q2q2、q3q3那么它们分别受那么它们分别受静电力为静电力为 F1=F2=F3=F与与q的的比值不随检验电荷电量变化比值不随检验电荷电量变化 第8页，共23页。二、电场强度二、电场强度 1.定定义义：放放入入电电场场中中某某一一点点的的电电荷荷受受到到的的静静电电力力F跟跟它它的的电电荷量荷量q的比值的比值,叫做该点的电场强度，简称场强。叫做该点的电场强度，简称场强。2.定义式：定义式：E=F电场力电场力 国际单位：牛国际单位：牛Nq电量电量 国际单位：库国际单位：库C E电场强度电场强度 国际单位：牛国际单位：牛/库库N/C 3.物理意义：物理意义：反响电场本身力的性质的物理量，电场中某点的电场反响电场本身力的性质的物理量，电场中某点的电场强度数值上等于单位正电荷在那里所受的静电力。反强度数值上等于单位正电荷在那里所受的静电力。反映了电场的强弱和方向映了电场的强弱和方向 该式是借助于点电荷场强推出，但可适用于任意电场。该式是借助于点电荷场强推出，但可适用于任意电场。第9页，共23页。+Q+qAFAEA+Q-qAFAEA根据规定：根据规定：负负电荷在电场中某点受到的电荷在电场中某点受到的静电力静电力的的方向跟该点的场强方向方向跟该点的场强方向相反相反。物理学中规定：电场中某点的场强度方向跟正电物理学中规定：电场中某点的场强度方向跟正电荷在该点所受的静电力方向一样。荷在该点所受的静电力方向一样。电场强度既有电场强度既有大小大小又有又有方向方向4电场强度是矢量：电场强度是矢量：第10页，共23页。理解训练：在电场中某点放一试探电荷，其电荷量为q，试探电荷受到的电场力为F，那么该点电场强度为E=F/q，那么以下说法是否正确A A、假设移去试探电荷、假设移去试探电荷q q，该点的电场强度就为零，该点的电场强度就为零B B、假设在该点放一个电荷量为、假设在该点放一个电荷量为2q2q的试探电荷，该点的场强就的试探电荷，该点的场强就变为变为E/2E/2C C、假设在该点放一个电荷量为、假设在该点放一个电荷量为-2q-2q的试探电荷，那么的试探电荷，那么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原来相，但电场强度的方向变为原来相反的方向反的方向A、B、C都错误都错误第11页，共23页。5.点电荷的电场点电荷的电场决定式：决定式：Q：场源电荷：场源电荷r：电场中点到：电场中点到Q的距离的距离只适用于真空中点电荷只适用于真空中点电荷方向：方向：正电荷正电荷发散发散负电荷负电荷收敛收敛+-第12页，共23页。第13页，共23页。区别区别E=F/q定义式定义式决定式决定式任何电场任何电场真空中点电荷电场真空中点电荷电场大小与大小与q的正负、大的正负、大 小以及有无均无关小以及有无均无关由场源电荷由场源电荷Q及该点及该点 到到Q的距离的距离r决定决定第14页，共23页。将试探电荷放入两个点将试探电荷放入两个点电荷产生的场中电荷产生的场中电场中任何一点的总场强等于各个点电荷在电场中任何一点的总场强等于各个点电荷在该点各自产生的场强的矢量和。这就是场强该点各自产生的场强的矢量和。这就是场强叠加原理叠加原理。Q1Q2AE1E2E1如果场源是多个点电荷，电场中某点如果场源是多个点电荷，电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的适量和的电场强度的适量和2对于较大的带电体的电场，可把带电体分成很多小块，每一小块可看成对于较大的带电体的电场，可把带电体分成很多小块，每一小块可看成是点电荷，再用电场叠加的方法计算合场强。是点电荷，再用电场叠加的方法计算合场强。均匀的带电球体球壳外各点的电场强度：式中均匀的带电球体球壳外各点的电场强度：式中r是球心到该点是球心到该点的距离，的距离，Q为整个球体上所有的电荷。为整个球体上所有的电荷。第15页，共23页。电场的叠加原理电场的叠加原理独立性独立性各个场源产生电场互不干扰。各个场源产生电场互不干扰。叠加原理叠加原理注意：注意：只有同时作用在同一区域内的电只有同时作用在同一区域内的电场才可以进展叠加。场才可以进展叠加。矢量合成法那么矢量合成法那么平行四边形定那平行四边形定那么么第16页，共23页。根本知识点根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根本方法根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：第17页，共23页。答案：答案：1F=9N2EB=4.5105N/C318N，EB=4.5105N/C 4EB=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，是负电荷，它们相距负电荷，它们相距r=2m而静止且都在真空中，如图所示。求：而静止且都在真空中，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点的点的场强；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。Q B第18页，共23页。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,那么距那么距离离A为为r/3处的处的P点的电场强度为多少？点的电场强度为多少？PEAEB解解：A A、B B都在都在P P点产生电场，且点产生电场，且两个场强方向相反两个场强方向相反。答答：P P点场强为点场强为2727kQkQ/4/4r r2 2.A+QB+Q例题例题：第19页，共23页。质量为m的带电量为Q的点电荷A从空中自由下落，在它正下方的地面上固定有Q/2的点电荷B,当A落至距B为r时，测得A获得向上的加速度a=g，那么A、B电荷带 电荷 填同种、异种，此时r=，点电荷B受的库仑力为 。同种同种(KQ2/4mg)1/22mg第21页，共23页。解：解：F-mg=mg F=2mg F=KQQ/2r2 r2=KQ2/2F r=(KQ2/4mg)1/2QQ/2 BAFmgr第22页，共23页。The End谢谢您的聆听！期待您的指正！第23页，共23页。