高二物理选修3-1.1.3-电场强度课件.ppt

1.3 1.3 电场强度电场强度第一章第一章 电场电场1.3 电场强度电场强度 两电荷不直接接触，两电荷不直接接触，它们之间的相互作用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猜猜一猜一猜 两电荷间相互作用时不直接接两电荷间相互作用时不直接接触，它们之间的相互作用也是通过触，它们之间的相互作用也是通过别的物质作用的，这就是别的物质作用的，这就是电场电场。电荷电荷A A对电荷对电荷B B的作用，实际上是的作用，实际上是电荷电荷A A的电场对电荷的电场对电荷B B的作用的作用 B电荷电荷A电荷电荷1 1、电场、电场（1 1）电荷的周围存在一种特殊的物质，叫做电场。）电荷的周围存在一种特殊的物质，叫做电场。（2 2）电场的基本性质：对放入其中的电荷有电场力）电场的基本性质：对放入其中的电荷有电场力 的作用。的作用。19世纪世纪30年代，法拉第提出：在电荷的周围存在着由年代，法拉第提出：在电荷的周围存在着由它产生的它产生的电场电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力，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。就是这个电场给予的。电荷电荷电荷电荷电场电场一一.电场：电场：用场的观点分析电荷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：试探电荷（检验电荷）：用来检验电场试探电荷（检验电荷）：用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的带电小球。是否存在及其强弱分布情况的带电小球。源电荷源电荷试探电荷的电荷量和试探电荷的电荷量和尺寸必须充分小，对尺寸必须充分小，对金属球金属球A上的电荷分上的电荷分布不产生明显的影响，布不产生明显的影响，从而原来的电场不因从而原来的电场不因试探电荷的出现有明试探电荷的出现有明显的变化。显的变化。可以用检验电荷来检验电场强度可以用检验电荷来检验电场强度怎样来表示电场的强弱？怎样来表示电场的强弱？电场的强弱是电场的强弱是与位置有关的。与位置有关的。不同电荷量的试探不同电荷量的试探电荷，即使在电场电荷，即使在电场的同一点，受到的的同一点，受到的静电力也不相同。静电力也不相同。F/qF/q这个比值由电荷这个比值由电荷q q在电场中的位置所决定，在电场中的位置所决定，跟电荷跟电荷q q无关，是反映电场性质的物理量。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，比值实验表明，在电场中的同一点，比值F/qF/q是恒定是恒定的；在电场中的不同点，比值的；在电场中的不同点，比值F/qF/q一般是不同的。一般是不同的。在物理学中，就用比值在物理学中，就用比值F/qF/q来表示电场的强弱。来表示电场的强弱。第三节第三节 电场强度电场强度 2 2、电场强度、电场强度（1 1）定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力）定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F F跟跟它的电荷量它的电荷量q q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。（2 2）公式：）公式：E=E=F Fq q注意：（注意：（1）E=F/q 是场强定义式，是场强定义式，适用于适用于一切一切电场。电场。（3）某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身）某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身（即（即场源电荷场源电荷与与位置位置），与检验电荷的），与检验电荷的正负正负、电量的电量的大小、有无大小、有无及受到的及受到的电场力均电场力均无关无关。（4）电场力电场力:F=qE（2）F是试探电荷受到的电场力，是试探电荷受到的电场力，q是试探电荷的电量。是试探电荷的电量。电场强度电场强度 方向（矢量）方向（矢量）+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场力的方向电荷在电场中某点受到的电场力的方向跟该点的场强方向跟该点的场强方向相反相反。物理学中规定：物理学中规定：电场中某点的场强度方向跟电场中某点的场强度方向跟正正电荷在该点所受的电场力方向电荷在该点所受的电场力方向相同相同。-Q+qAEAFA-Q-qAEAFA三、电场线三、电场线 电场线是用来形象地描述电场强弱与方向特性的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，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强一簇曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。度方向。电场线的特征电场线的特征1、电场线是、电场线是假想假想的，实际电场中并不存在的，实际电场中并不存在2 2、电场线、电场线密密的地方场强的地方场强大大，电场线，电场线疏疏的地方场强的地方场强小小3 3、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的正电、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）无穷远处点荷（或负电荷）的电场线止于（或起于）无穷远处点4 4、电场线不会相交，也不会相切、电场线不会相交，也不会相切5 5、电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的运动、电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系轨迹之间没有必然联系6 6 6 6、电场线越密的地方，场强越大；电场线越疏的地方，电场线越密的地方，场强越大；电场线越疏的地方，场强越小。场强越小。特点：特点：a a、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b b、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面、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。垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。几种常见电场中电场线的分布及特点几种常见电场中电场线的分布及特点 1 1、正、负点电荷的电场中电场线的分布、正、负点电荷的电场中电场线的分布特点：特点：a a、沿两点电荷之间的连线，场强先变小后变大。在电、沿两点电荷之间的连线，场强先变小后变大。在电荷间连线上的中点荷间连线上的中点0 0是最小。是最小。b b、两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相同，、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）垂直且总与中垂面（中垂线）垂直2 2、等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布、等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布c c、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点0 0等等距离各点场强相等，沿中垂线从距离各点场强相等，沿中垂线从0 0点向两侧场强减小。点向两侧场强减小。o3 3、等量同种点电荷形成的电场中电场线分布情况、等量同种点电荷形成的电场中电场线分布情况特点：特点：a a、两点电荷连线中点、两点电荷连线中点O O处场强为处场强为0 0b b、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为并不为0 0，从，从0 0点沿两点电荷走场强变大点沿两点电荷走场强变大c c、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏即沿中垂线从即沿中垂线从0 0点到无限远场强先变大后变小点到无限远场强先变大后变小oABCDEF如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫做个电场就叫做匀强电场匀强电场。匀强电场的电场线是什么样的？匀强电场的电场线是什么样的？匀强电场的电场线是间隔相等的平行线匀强电场的电场线是间隔相等的平行线带有等量异号电带有等量异号电荷的一对平行金荷的一对平行金属板，如果两板属板，如果两板相距很近，它们相距很近，它们之间的电场，除之间的电场，除边缘部分外，可边缘部分外，可以看做匀强电以看做匀强电场。场。六、匀强电场六、匀强电场例：例：用一根绝缘轻绳悬挂一个带电小球，用一根绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球的质量为小球的质量为1 11010-2-2kgkg，所带的电荷量为，所带的电荷量为+2+21010-8-8C C，现加一水平方向的匀强电场，现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直线成平衡时绝缘绳与竖直线成30300 0，如图所示，求，如图所示，求该匀强电场的场强该匀强电场的场强？O