探究电场力的性质ppt课件.ppt

两电荷不直接接触，它们之间的相互作用两电荷不直接接触，它们之间的相互作用是怎样产生的是怎样产生的? ?问题问题1猜一猜猜一猜 2.12.1探究电场力的性质探究电场力的性质一一. .电场：电场：2 2、基本性质、基本性质：对放入其中的电荷有力的作用对放入其中的电荷有力的作用- -电场力电场力1 1、定义：存在于带电体周围的特殊、定义：存在于带电体周围的特殊物质物质。 3 3、电荷间的相互作用力通过电场发生、电荷间的相互作用力通过电场发生电荷电荷A A电场电场电荷电荷B B 思考：用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场？如思考：用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场？如何研究电场？何研究电场？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（检验电荷检验电荷）Q场源电荷与试探电荷场源电荷与试探电荷试探电荷试探电荷：用电量小的点电荷作为试用电量小的点电荷作为试探电荷（不影响原电场）探电荷（不影响原电场）1 1）电场中的）电场中的同一点同一点，q q不同时，不同时，F F不同，但不同，但F/qF/q是是相同相同的的。2 2）电场中）电场中不同不同的点，的点，F/qF/q是是不同不同的的。结论结论: :F/qF/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质的性质电场的强弱电场的强弱。二二. .电场强度电场强度E E1.E1.E定义：电场中某点电荷所受力定义：电场中某点电荷所受力F F与与q q的比值的比值. .6. 6. 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 。 4.4.单位：单位：N/C N/C ； V/m 1N/C=1V/mV/m 1N/C=1V/m5.5.方向：规定与正电荷在该点受力方向相同方向：规定与正电荷在该点受力方向相同 。2.2.定义式：定义式： q q 检验电荷电量，适用所有电场检验电荷电量，适用所有电场,E,E与与F F、q q无关无关。FEq2QEkr3 3、点电荷场强决定式：点电荷场强决定式： Q Q源电荷电量，适用点电荷电场源电荷电量，适用点电荷电场标一标：标一标：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+Q；点电荷周围电场强度的方向点电荷周围电场强度的方向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指向沿连线指向-Q-QEQ+QE两个点电荷周围的场强如何？两个点电荷周围的场强如何？OAB 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 E1 1E E2 2E E合合三、电场强度的叠加三、电场强度的叠加OQ Q1 1Q Q2 2例例1.1.如图所示，正电荷如图所示，正电荷Q Q 放在一匀强电场中，放在一匀强电场中，在以在以Q Q为圆心，半径为为圆心，半径为r r的圆周上有的圆周上有a a、b b、c c三三点，将检验电荷点，将检验电荷q q放在放在a a点，它受到的电场力正点，它受到的电场力正好为零，则匀强电场的大小和方向如何？好为零，则匀强电场的大小和方向如何？b b、c c两点的场强大小和方向如何？两点的场强大小和方向如何？220=aQQEEkE krr合在处 由 得：a 2Qkr2Qkr222bQQEEkkrr合在处 由 方b 向水平向右2Qkr022cQEkr合在处 由 方向与水平方向成4 5c斜向右上方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=F/qE=kQ/rE=kQ/r2 2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（思想）基本方法（思想）比值定义法：比值定义法： E=F/qE=F/q试探电荷（理想模型）试探电荷（理想模型）小结：小结：FqE四、电场力四、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2QqFqEkr对点电荷的电场中1 1、电场中有一点、电场中有一点P P，下列说法正确的是（，下列说法正确的是（ ）A A 若放在若放在P 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 P点的场强减半。点的场强减半。B B 若若P P点没有试探电荷，则点没有试探电荷，则P P点的场强为零。点的场强为零。C PC 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 P点受到的电场力越大。点受到的电场力越大。D PD 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 C训练训练2 2、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 P点放一电量为点放一电量为 4 41010-9-9C C的试探的试探电荷，它受到的电场力电荷，它受到的电场力2 2 1010-5-5N N，则，则P P点的场强度点的场强度 N/CN/C； 把试探电荷的电量减少为把试探电荷的电量减少为2 2 1010-9-9C C，则检验电荷所受的电场力，则检验电荷所受的电场力为为 N N。 如果把这个试探电荷取走，则如果把这个试探电荷取走，则P P点的电场强度点的电场强度为为 N/CN/C。5 510103 31 11010-5-55 510103 33 3、 关于电场强度，下列说法正确的是（关于电场强度，下列说法正确的是（ ） A.E=F/qA.E=F/q，若，若q q减半，则该处的场强变为原来的减半，则该处的场强变为原来的2 2倍倍 B.E=kQ/rB.E=kQ/r2 2中，中，E E与与Q Q成正比，而与成正比，而与r r平方成反比平方成反比 C.C.在以一个点电荷为球心，在以一个点电荷为球心，r r为半径的球面上，各点的场强均相同为半径的球面上，各点的场强均相同 D.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 B4 4、在真空中有两个点电荷、在真空中有两个点电荷q q1 1和和q q2 2，分别位于，分别位于A A和和B B，相距，相距20 cm20 cm，q q1 1为为4 41010-8-8 C C，q q2 2为为8 81010-8-8 C C。则在。则在AB AB 连线上连线上A A点的外侧离点的外侧离A A 点点20 cm20 cm处的处的D D点场强大小、方向如何点场强大小、方向如何? ? 4.54.510103 3 N/C N/C，方向由，方向由A A指向指向D D 。1 1、电场线概念：、电场线概念：电场线是用来形象地描述电场强弱与方向的曲线。电场线是用来形象地描述电场强弱与方向的曲线。定义定义: :由正电荷出发，到负电荷终止的曲线，曲线上每一点的由正电荷出发，到负电荷终止的曲线，曲线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。五、电场线五、电场线1 1）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2 2）点电荷的电场中不存在）点电荷的电场中不存在E E相同的点，以点电荷为球心作一个球相同的点，以点电荷为球心作一个球面，电场线与球面垂直；同一球面上面，电场线与球面垂直；同一球面上E E大小相等，但方向不同。大小相等，但方向不同。负负 点点 电电 荷荷正正 点点 电电 荷荷+ +2 2、点电荷的电场线、点电荷的电场线3 3、等量异号点电荷的电场线、等量异号点电荷的电场线+（1 1）两个点电荷连线上各点场）两个点电荷连线上各点场强方向从正电荷指向负电荷。强方向从正电荷指向负电荷。（2 2）两个点电荷连线上）两个点电荷连线上场强先变小后变大。场强先变小后变大。（3 3）两个点电荷连线的中垂面上，电场线方向均相同。）两个点电荷连线的中垂面上，电场线方向均相同。在中垂线上，与两点电荷连线的中点在中垂线上，与两点电荷连线的中点0 0等距离各点场强相等。等距离各点场强相等。4 4、等量点同种点电荷电场线、等量点同种点电荷电场线+（1 1）两点电荷连线中点）两点电荷连线中点O O处处 E=0E=0。（2 2）两点电荷连线中点）两点电荷连线中点O O处附近的处附近的电场线稀疏，但电场线稀疏，但E E不为零。不为零。（3 3）两点电荷连线中点）两点电荷连线中点O O沿中垂面到无限远，电场线先沿中垂面到无限远，电场线先变密后变疏。即变密后变疏。即E E先变大后变小。先变大后变小。+ + + + + + + + + +匀强电场：场强大小和方向相同的电场。匀强电场：场强大小和方向相同的电场。匀强电场匀强电场例：如图，是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是：例：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.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点切线方向点切线方向六、电场线的特征六、电场线的特征1 1、电场线疏密反映电场强弱、电场线疏密反映电场强弱; ;2 2、电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的正（负）电荷的电、电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的正（负）电荷的电场线止场线止( (起）于无穷远处点起）于无穷远处点; ;3 3、电场线不相交；、电场线不相交；4 4、电场线是假想的，不存在、电场线是假想的，不存在; ;5 5、电场线不闭合。且与粒子运动轨迹无必然关系。、电场线不闭合。且与粒子运动轨迹无必然关系。A AB BB1 1下述说法正确的是下述说法正确的是 （ ）A A根据根据E = F/qE = F/q，可知电场中某点的场强与电场力成正比，可知电场中某点的场强与电场力成正比B B根据根据E = KQ/rE = KQ/r2 2，可知点电荷电场中某点的场强与该点电荷的电量，可知点电荷电场中某点的场强与该点电荷的电量Q Q成正比成正比C C根据场强叠加原理，可知合电场的场强一定大于分电场的场强根据场强叠加原理，可知合电场的场强一定大于分电场的场强D D电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹B B对电场强度的认识对电场强度的认识例例2 2：如图：如图a a所示，所示，A A、B B是一个点电荷产生的电场的电场线，如图是一个点电荷产生的电场的电场线，如图b b则是方则是方向在电场线上，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场力大小之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：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BabABaqFbFEq斜率表示场强例例3 3：正试探电荷：正试探电荷q q在电场中在电场中P P点处开始向点处开始向Q Q点作减速运动，且运动的加速度值越点作减速运动，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：来越小（重力不计），则可以确定它所处的电场可能是：（ ）A AB BC CD DP PQ QP PQ QP PQ QP PQ QC C例例4 4：如图为一条电场线，下列说法正确的是：（：如图为一条电场线，下列说法正确的是：（ ）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，故、因电场线是直线，所以是匀强电场，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A AB BC C对电场线的认识对电场线的认识5 5用绝缘细线将一个质量为用绝缘细线将一个质量为m m、带电量为、带电量为q q的小球悬挂在天花板下面，设空间的小球悬挂在天花板下面，设空间中存在着沿水平方向的匀强电场当小球静止时把细线烧断（空气阻力不计）。中存在着沿水平方向的匀强电场当小球静止时把细线烧断（空气阻力不计）。小球将做小球将做 （ ）A A自由落体运动；自由落体运动； B B曲线运动曲线运动 ； C C沿悬线的延长线做匀加速直线运动；沿悬线的延长线做匀加速直线运动；D D变加速直线运动。变加速直线运动。小球在重力和电场力的合力作用下，从静止开始沿悬线的延长线做匀加速直线运动小球在重力和电场力的合力作用下，从静止开始沿悬线的延长线做匀加速直线运动电场力参与下物体的运动电场力参与下物体的运动C C6 6、如图、如图1212甲所示，匀强电场场强为甲所示，匀强电场场强为E E，与竖直方向成，与竖直方向成角一个带负电荷的角一个带负电荷的小球，电荷量为小球，电荷量为q q，质量为，质量为m m，用细线系在竖直墙面上，恰好静止在水平位置，用细线系在竖直墙面上，恰好静止在水平位置，求场强的大小求场强的大小ccosomgsEEqmgq由带电小球的平衡得：解得：7.7.长木板长木板ABAB放在水平面上如图放在水平面上如图9-1-129-1-12所示，它的下表面光滑所示，它的下表面光滑而上表面粗糙，一个质量为、电量为的小物块而上表面粗糙，一个质量为、电量为的小物块C C从从A A端以某端以某一初速起动向右滑行，当存在向下的匀强电场时，一初速起动向右滑行，当存在向下的匀强电场时，C C恰能恰能滑到滑到B B端，当此电场改为向上时，端，当此电场改为向上时，C C只能滑到只能滑到ABAB的中点，求的中点，求此电场的场强此电场的场强. .【解析】当电场方向向上时，物块【解析】当电场方向向上时，物块C C只能滑到只能滑到ABAB中点，说明此时电场力方向中点，说明此时电场力方向向下，可知物块向下，可知物块C C带负电带负电 电场方向向上时有：电场方向向上时有：220)(2121)(VmMmvLqEmgVMmmv)(0220)(21212)(VmMmvLqEmgVMmmv)(02)()(LqEmgLqEmgqmgE3 ACEBB图9112电场方向向下时有电场方向向下时有： 场是物理学中的重要概念场是物理学中的重要概念, ,除了电场和磁场除了电场和磁场, ,还有引力场。物体之间的万有还有引力场。物体之间的万有引力就是通过引力场发生作用的，地球附近的引力场叫做重力场。引力就是通过引力场发生作用的，地球附近的引力场叫做重力场。 仿照电场强度的定义，你认这应该怎样定义重力场强度的大小和方向？依仿照电场强度的定义，你认这应该怎样定义重力场强度的大小和方向？依照你的定义，重力场的方向跟正电荷的电场相似，还是跟负电荷的电场相似？照你的定义，重力场的方向跟正电荷的电场相似，还是跟负电荷的电场相似？8 8、如图所示，质量为、如图所示，质量为m m的小球的小球A A穿在绝缘细杆上，杆的倾角为穿在绝缘细杆上，杆的倾角为，小球，小球A A带带正电，电荷量为正电，电荷量为q q. .在杆上在杆上B B点处固定一个电荷量为点处固定一个电荷量为Q Q的正电荷将的正电荷将A A由距由距B B竖直竖直高度为高度为H H处无初速释放，小球处无初速释放，小球A A下滑过程中电荷量不变不计下滑过程中电荷量不变不计A A与细杆间的摩擦，与细杆间的摩擦，整个装置处在真空中已知静电力常量整个装置处在真空中已知静电力常量k k和重力加速度和重力加速度g g. .求：求： (1)(1)A A球刚释放时的加速度是多大？球刚释放时的加速度是多大？(2)(2)当当A A球的动能最大时，球的动能最大时，A A球与球与B B点的距离点的距离2221m()QqmaHQqmH（）由受力分析及牛顿第二定律得：gsin -k 解得:sinsina=gsin -k22m=mQqvvxkqQxmg（ ）由受力题意得：gsink 时 解 sin得