高二物理選修3-1第一章第三節(jié)電場強(qiáng)度.ppt

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1、哼...喵...我不是好惹的...,【開心一分鐘】,,聽話，別鬧，上課啦！,第三節(jié) 電場強(qiáng)度,,兩電荷不直接接觸， 它們之間的相互作用 是怎樣產(chǎn)生的?,+,問題1,兩電荷間相互作用時不直接接觸，它們之間的相互作用也是通過別的物質(zhì)作用的，這就是電場。,霸氣側(cè)漏,,,+,,,,,B電荷,,,,,+,+,+,+,一.電場：,2、基本性質(zhì)電場的物質(zhì)性,電場是客觀存在的，具有物質(zhì)性,1、定義：存在于帶電體周圍的特殊物質(zhì)。,3、電荷間的相互作用力通過電場發(fā)生.,,電場對電荷有力的作用，那么電場的強(qiáng)弱和什么有關(guān)呢？,,q,,FA,q,,FB,,場源電荷：產(chǎn)生電場的電荷,試探電荷（或稱為檢驗(yàn)電荷）,Q,,場源

2、電荷Q：產(chǎn)生電場的電荷,檢驗(yàn)電荷q:用來檢驗(yàn)電場的電量很?。ú挥绊懺妶觯?；體積很?。梢援?dāng)作質(zhì)點(diǎn)）的電荷。,不同的電荷在電場中同一點(diǎn)所受的電 場力不同,但電場中同一點(diǎn)的電場是一定的, 因此不能用電場力的大小來表示電場的強(qiáng)弱,猜想：能否用電場力的大小表示電場的強(qiáng)弱？,結(jié)論:F/q能反映電場中某點(diǎn)電場力的性質(zhì)電場的強(qiáng)弱。,,2.電場中不同的點(diǎn)，同一電荷所受力也不同，比值F/q一般是不同的。,1.電場中的同一點(diǎn)，不同電荷所受力不同，比值F/q是一定的。,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：,二.電場強(qiáng)度,1.定義：放入電場中某點(diǎn)的電荷所受的電場力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度，簡稱場強(qiáng)。,5.物理意義：,場強(qiáng)反

3、映電場的力的性質(zhì)，由電場本身決定，與放入的試探電荷無關(guān) 。,3.單位：牛/庫(N/C),4.方向：電場強(qiáng)度是矢量，規(guī)定其方向與正電荷在該點(diǎn)的受力方向相同。,2.定義式：,+Q,,+q,,F,,E,+Q,,-q,,F,,E,根據(jù)規(guī)定：負(fù)電荷在電場中某點(diǎn)受到的電場力的方向跟該點(diǎn)的場強(qiáng)方向相反。,d.場強(qiáng)的矢量性：,-Q,,,+q,F,,E,-Q,,,-q,,E,F,物理學(xué)中規(guī)定，電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向跟正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同,1.設(shè)：試探電荷的電荷量q=+5.010-9C，測得它在電場中的A點(diǎn)受到的電場力為F=3.010-4N， 求：A點(diǎn)的場強(qiáng)是多大？,如果改用電荷量為q=-6.0

4、10-9C的試探電荷，來確定該點(diǎn)的場強(qiáng)，場強(qiáng)會不會改變？,如果A點(diǎn)未放試探電荷，則A點(diǎn)的場強(qiáng)大小為多少？方向呢？,,,+Q,,A,r,一點(diǎn)正點(diǎn)電荷的電荷量為Q，在距此點(diǎn)電荷r處的A點(diǎn)的電場強(qiáng)度是多少？方向如何？,設(shè)想在A點(diǎn)放一個電荷量為+q的試探電荷，則它所受到的電場力為,則該點(diǎn)的場強(qiáng)為,Q是場源電荷的電量， r是場中某點(diǎn)到場源電荷的距離,真空中點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度,真空中點(diǎn)電荷的場強(qiáng)是由產(chǎn)生電場的場源電荷和該點(diǎn)距場源電荷的距離決定的，與檢驗(yàn)電荷無關(guān),三、真空中點(diǎn)電荷的場強(qiáng),,,1、大小,2.場強(qiáng)方向：正點(diǎn)電荷電場方向背離電荷 負(fù)點(diǎn)電荷電場方向指向電荷,定義式，適用于一切電場,僅對點(diǎn)電荷

5、的電場適用,q是檢驗(yàn)電荷，E與q無關(guān),由場源電荷Q及該點(diǎn)到Q的距離r決定,思考題：真空中兩個正點(diǎn)電荷A、B所帶電量皆為Q，且相距為r,則距離A為r/3處的P點(diǎn)的電場強(qiáng)度為多少？,,,,A,B,,+Q,+Q,,,P,EA,EB,解：A、B都在P點(diǎn)產(chǎn)生電場，且兩個場強(qiáng)方向相反。,答：P點(diǎn)場強(qiáng)為27KQ/4r2.,,四.電場的疊加,電場強(qiáng)度是矢量，合成應(yīng)遵循平行四邊形法則,,,電場強(qiáng)度的疊加,,,在真空中有兩個點(diǎn)電荷Q1=3.010-8C和Q2=3.010-8C，它們相距0.1m，求電場中A點(diǎn)的場強(qiáng)（A點(diǎn)與兩個點(diǎn)電荷的距離相等，r=0.1m）,EA=2.7104N/C,1、電場中有一點(diǎn)P，下列哪些說

6、法正確的是（ ） A 若放在P點(diǎn)的試探電荷的電量減半，則P點(diǎn) 的場強(qiáng)減半。 B 若P點(diǎn)沒有試探電荷，則P點(diǎn)的場強(qiáng)為零。 C P點(diǎn)的場強(qiáng)越大，則同一電荷在P點(diǎn)受到的 電場力越大。 D P點(diǎn)的場強(qiáng)方向?yàn)樵囂诫姾稍谠擖c(diǎn)的受力方向,C,課堂訓(xùn)練,2、真空中有一電場，在電場中的P點(diǎn)放一電量為 410-9C的試探電荷，它受到的電場力2 10-5N，則P點(diǎn)的場強(qiáng)度 N/C；把試探電荷的電量減少為2 10-9C，則檢驗(yàn)電荷所受的電場力為 N。 如果把這個試探電荷取走，則P點(diǎn)的電場強(qiáng)度 為 N/C。,5103,110-5,5103,3、 關(guān)于電場強(qiáng)度，下列說法正確的是（ ） A E=F/q，若q減半，

7、則該處的場強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?倍 BE=kQ/r2中，E與Q成正比，而與r平方成反比 C在以一個點(diǎn)電荷為球心，r為半徑的球面上，各點(diǎn)的場強(qiáng)均相同 D電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向就是該點(diǎn)所放電荷受到的電場力的方向,B,4、對于點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場，下列說法正確的是 A、電場強(qiáng)度的表達(dá)式仍成立，即E=F/Q，式中的Q就是產(chǎn)生電場的點(diǎn)電荷 B、在真空中，電場強(qiáng)度的表達(dá)式為E=KQ/r2，式中的Q就是產(chǎn)生電場的點(diǎn)電荷 C、在真空中E=kq/r2，式中q是檢驗(yàn)電荷 D、上述說法都不對,B,,五、電場力,正電荷的電場力方向與場強(qiáng)方向相同,FqE,負(fù)電荷的電場力方向與場強(qiáng)方向相反,僅指電荷在電場中的受力,是反映電場本身的力

8、的性質(zhì)的物 理量，其大小表示電場的強(qiáng)弱,定義式：,計算式：,E的大小只決定于電場本身，與電荷q無關(guān),F的大小由放在電場中某點(diǎn)的電荷q和該點(diǎn)的場強(qiáng)E共同決定,E是矢量，其方向與正電荷 (+q)在該點(diǎn)受到的電場力的方向相同,F是矢量，其方向?qū)τ谡姾?+q),F與E同向；對于負(fù)電荷(-q),F與E反向,E的單位：,F的單位：,E=F/q,F=qE,牛/庫 (N/C),牛 (N),,六、電場線,1、定義：電場線是用來形象地描述電場強(qiáng)弱與方向特性的一簇曲線。電場線上每一點(diǎn)的切線方向，都和該點(diǎn)的場強(qiáng)方向一致。,2、電場線的特征 1）、靜電場的電場線起于正電荷止于負(fù)電荷，孤立的正電荷（或負(fù)電荷）的電場線止

9、于（或起于）無窮遠(yuǎn)處點(diǎn),2）、電場線不會相交，也不會相切 3）、電場線密的地方場強(qiáng)強(qiáng)，電場線疏的地方場強(qiáng)弱 4）、電場線是假想的，實(shí)際電場中并不存在 5）、電場線不是閉合曲線，且與帶電粒子在電場中的運(yùn)動軌跡之間沒有必然聯(lián)系,如果相交，交點(diǎn)就會有兩個切線方向，而同一點(diǎn)的場強(qiáng)和方向是唯一的。,特點(diǎn)：,a、離點(diǎn)電荷越近,電場線越密,場強(qiáng)越大. b、以點(diǎn)電荷為球心作個球面,電場線處處與球面垂直,在此球面上場強(qiáng)大小處處相等，方向不同.,3.幾種常見電場中電場線的分布及特點(diǎn),正、負(fù)點(diǎn)電荷的電場中電場線的分布,特點(diǎn)：,a、沿點(diǎn)電荷的連線,場強(qiáng)先變小后變大.,b、兩點(diǎn)電荷連線中垂面（中垂線）上,場強(qiáng)方向均相同

10、,且總與中垂面（中垂線）垂直.,等量異種點(diǎn)電荷形成的電場中的電場線分布,c、在中垂面（中垂線）上,與兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)0等距離各點(diǎn)場強(qiáng)相等.,等量同種點(diǎn)電荷形成的電場中電場中電場線分布情況,特點(diǎn)：,a、兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處場強(qiáng)為0. b、兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)附近的電場線非常稀 疏，但場強(qiáng)并不為0. c、兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)到無限遠(yuǎn)電場線先變密后變疏.,勻強(qiáng)電場,特點(diǎn)：,a、勻強(qiáng)電場是大小和方向都相同的電場，故勻強(qiáng)電場的電場線是平行等距的直線. b、電場線的疏密反映場強(qiáng)大小，電場方向與電場線平行.,例1：如圖，是靜電場的一部分電場線的分布，下列說法正確的是：（ ） A、這個電場只能是負(fù)電荷的電場

11、B、點(diǎn)電荷q在A、B兩處受到的電場力FBFA C、點(diǎn)電荷q在A、B兩處的加速度大小，aAaB （不計重力） D、負(fù)電荷在B點(diǎn)處受到的電場力方向沿B點(diǎn)切 線方向,,,,,,A,B,B,例2：如圖為一條電場線，下列說法正確的是： （ ） A、EA一定大于EB B、因電場線是直線，所以是勻強(qiáng)電場，故 EA=EB C、A點(diǎn)電場方向一定由A指向B D、AB兩點(diǎn)的場強(qiáng)方向不能確定,,,,A,B,C,例3：正檢驗(yàn)電荷q在電場中P點(diǎn)處開始向Q點(diǎn)作減速運(yùn)動，且運(yùn)動的加速度值越來越?。ㄖ亓Σ挥嫞?，則可以確定它所處的電場可能是：（ ）,,,,A,B,C,D,P,Q,,,,,,,,,P,Q,P,Q,P,

12、Q,C,,1、兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)電場線方向從正電荷指向負(fù)電荷,2、兩點(diǎn)電荷連線的中垂面（中垂線）上，電場線方向均相同，場強(qiáng)方向均相同，且總與中垂面（線）垂直，在中垂線上到兩點(diǎn)電荷中點(diǎn)O點(diǎn)等距離處各點(diǎn)的場強(qiáng)相等。,等量異種點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度,,3、在中垂面（線）上的電荷受到的電場力的方向總與中垂面（線）垂直，因此，在中垂面（線）上移動電荷時電場力不做功。,等量異種點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度,,,等量同種點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度,1、兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處場強(qiáng)為零,2、兩點(diǎn)電荷連線中垂面（線）上，場強(qiáng)方向總沿面（線）遠(yuǎn)離 O（等量正電荷）,3、在中垂面（線）上從O點(diǎn)到無窮遠(yuǎn)，電場線先變密后變疏，即場強(qiáng)先變強(qiáng)后變?nèi)酢?,

13、,,a,b,A,B,a,B,圖a,圖b,思考：有同學(xué)說,電場線就是帶電粒子在電場中運(yùn)動的軌跡.這一說法對嗎?為什么?,結(jié)論:電場線與帶電粒子在電場中的運(yùn)動軌跡之間沒有必然聯(lián)系.,答:不對.因?yàn)殡妶鼍€是為了形象描述電場而引入的一組曲線. 只有下述條件同時成立 電場線是直線; 帶電粒子初速為零或速度與電場線共線; 帶電粒子僅受電場力作用, 帶電粒子才沿電場線運(yùn)動.,小結(jié)：二、電場強(qiáng)度 1、電場的概念 : 2、電場強(qiáng)度（1）定義: （2）公式: （3）單位: （4）電場強(qiáng)度的方向: （5）物理意義: 3、真空中點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度公式: 4、電場力: F=Eq,在真空中有兩個點(diǎn)電荷q1和q2，分別位于A和B，相距20 cm，q1為410-8 C，q2為810-8 C。則在AB連線上A點(diǎn)的外側(cè)離A 點(diǎn)20 cm處的D點(diǎn)場強(qiáng)大小、方向如何?,課堂訓(xùn)練,D點(diǎn)場強(qiáng)E合=E1+E2=4.5103 (N/C), 方向由A指向D。,解：如圖，取向左為正方向，q1在D點(diǎn)的場強(qiáng),,E1方向向左,取E1=9103(N/C),,q2在D點(diǎn)的場強(qiáng),E2方向向右,取E2=-4.5103(N/C),,,,,B,A,D,,好神奇呦喲,