高二物理 13《电场强度》课件（人教版选修3-1）

欢迎进入物理课堂 电场 19世纪30年代 法拉第提出 在电荷的周围存在着由它产生的电场 处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的 电场以及磁场已被证明是一种客观存在 并且是互相联系的 统称为电磁场 本章只讨论静止电荷产生的电场 称为静电场 媒介物电场 电荷 电荷 电荷之间的相互作用力是如何发生的 一 电场 2 基本性质 对放入其中的电荷有力的作用 这种力叫电场力 1 定义 存在于带电体周围的特殊物质 3 电荷间的相互作用力通过电场发生 A B 电场强度 表示电场的强弱和方向 Q 场源电荷Q 产生电场的电荷 检验电荷q 用来检验电场的电量很小 不影响原电场 体积很小 可以当作质点 的电荷 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 如图所示 在场电荷Q形成的电场中A点 分别放一检验电荷 q 2q 3q 分别计算检验电荷所受的电场力大小和F q的比值 二 电场强度 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 5 物理意义 场强反映电场的力的性质 由电场本身决定 与放入的试探电荷无关 3 单位 牛 库 N C 或伏 米 V m 4 方向 电场强度是矢量 规定其方向与正电荷在该点的受力方向相同 2 定义式 1 设 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 如果A点未放试探电荷 则A点的场强大小为多少 方向呢 三 真空中点电荷的场强 1 大小 2 场强方向 正点电荷电场方向背离电荷负点电荷电场方向指向电荷 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 E与q无关 Q是场源电荷 E与Q成正比 1 关于电场强度 下列说法正确的是 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 课堂训练 1 电场强度是矢量 合成应遵循平行四边形法则 四 电场强度的叠加 五 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 在真空中有两个点电荷q1和q2 分别位于A和B 相距20cm q1为4 10 8C q2为 8 10 8C 则在AB连线上A点的外侧离A点20cm处的D点场强大小 方向如何 课堂训练 D点场强E合 E1 E2 4 5 103 N C 方向由A指向D 解 如图 取向左为正方向 q1在D点的场强 E1方向向左 取E1 9 103 N C q2在D点的场强 E2方向向右 取E1 4 5 103 N C B A D 六 电场线 1 概念 电场线是用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇曲线 电场线是假想的 实际电场中并不存在 2 电场线的特征 静电场的电场线起于正电荷止于负电荷 孤立的正电荷 或负电荷 的电场线止于 或起于 无穷远处点 单向的 非闭合的 电场线不会相交 也不会相切 电场线疏密反映电场强弱 电场线密的地方场强大 电场线疏的地方场强小 电场线上每一点的切线方向 都和该点的场强方向一致 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 3 几种常见电场中电场线的分布及特点 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 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 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0 b 两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏 但场强并不为0 c 两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏 匀强电场 特点 a 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 b 电场线的疏密反映场强大小 电场方向与电场线平行 例1 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FB FAC 点电荷q在A B两处的加速度大小 aA aB 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 B B 例2 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 a b A B a B 图a 图b P15 3有同学说 电场线就是带电粒子在电场中运动的轨迹 这一说法对吗 为什么 结论 电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系 答 不对 因为电场线是为了形象描述电场而引入的一组曲线 只有下述条件同时成立 电场线是直线 带电粒子初速为零或速度与电场线共线 带电粒子仅受电场力作用 带电粒子才沿电场线运动 电场力与电场强度的区别 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全