物理 第一章 电场 第三节 电场强度（1） 粤教版选修3-1 .ppt

第三节第三节第三节第三节 电场强度电场强度电场强度电场强度问题问题1 1 彼此远离的彼此远离的电荷之间的相互电荷之间的相互作用力是如何发生的？作用力是如何发生的？法拉第提出法拉第提出“场场”概概念念 英国物理学家英国物理学家 法拉第法拉第（1791-18671791-1867）电场是电荷周围客观电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质存在的一种特殊物质一一.电场电场问题问题2 2 怎样描述电场？怎样描述电场？电荷电荷 电场电场 电荷电荷A AB B电荷之间通过电荷之间通过电场电场发生相互作用发生相互作用试探电荷：试探电荷：(检验电荷检验电荷)放入电场中探测电场性质的电荷。放入电场中探测电场性质的电荷。场源电荷：场源电荷：+Q Q+qF即产生电场的电荷即产生电场的电荷 电场的基本性质：电场的基本性质：电场对放入其中电场对放入其中的电荷有力的作用的电荷有力的作用试探电荷有什么要求？试探电荷有什么要求？试探电荷的电荷量应足够小、线度应足够小试探电荷的电荷量应足够小、线度应足够小 猜想猜想：既然电场对放入其中的电荷有力的作既然电场对放入其中的电荷有力的作用，那么用，那么能否用电场力的大小及方向表示电能否用电场力的大小及方向表示电场的性质呢？场的性质呢？+Q QFrA 把试探电荷把试探电荷q、2q、3q分别放分别放在点电荷在点电荷Q产生的电场中的产生的电场中的A 处。处。1、三个试探电荷所受的电场力是否相同、三个试探电荷所受的电场力是否相同?2、电场力与电荷量的比值是否相同？、电场力与电荷量的比值是否相同？二二.电场强度电场强度E1.定义：定义：放入电场中某点的电荷所受放入电场中某点的电荷所受的电场力的电场力F F跟跟它的电荷量它的电荷量q q的的比值比值，叫叫做该点的电场强度。做该点的电场强度。2.单位：单位：1 1牛牛/库库 (N/C)(N/C)3.方向方向：电场中某点正电荷受力的方向为该电场中某点正电荷受力的方向为该点场强方向点场强方向【及时反馈及时反馈】1所示，表示一个电场中所示，表示一个电场中a、b、c、d四点分别引四点分别引入试探电荷，测得试探电荷所受的电场力跟电荷量入试探电荷，测得试探电荷所受的电场力跟电荷量间的函数关系图象，那么下面说法中正确的是（间的函数关系图象，那么下面说法中正确的是（）A该电场是匀强电场该电场是匀强电场Ba、b、c、d四点场强大小关系是：四点场强大小关系是：EdEaEbEc C这四点场强大小关系是：这四点场强大小关系是：EaEbEcEd，场源是正电荷，位于场源是正电荷，位于A点点D无法判断无法判断a、b、c、d四点四点 场强大小关系场强大小关系试试看：试试看：点电荷的场点电荷的场强如何？强如何？利用利用电场强度的定义电场强度的定义和和库仑定律库仑定律，推，推导：距电荷量为导：距电荷量为Q Q的点电荷的点电荷r r处电场强度的处电场强度的大小的表达式。大小的表达式。+Q Q+q电场强度的两个公式的区别：电场强度的两个公式的区别：任意场任意场强，无强，无条件。条件。只适用于点电荷只适用于点电荷周围的场强。周围的场强。2.将一带电量为将一带电量为1106 C的点电荷放在带的点电荷放在带正电的点电荷正电的点电荷Q周围周围A、B两处，受到电场力两处，受到电场力大小分别为大小分别为FA=5103 N，FB=3103 N【及时反馈及时反馈】（1）画出电荷）画出电荷q在在A、B两点的受力方向两点的受力方向（2）求）求A、B两点的场强、两点的场强、（3）如果不放电荷在）如果不放电荷在A点，点，A点的场强点的场强多大？若放一电荷量为多大？若放一电荷量为11010C的点的点电荷，电荷，A点的场强变为多大？点的场强变为多大？+QAB三三.电场的叠加原理电场的叠加原理 如果在空间同时存在多个点电如果在空间同时存在多个点电荷，这时在空间某一点的场强等于荷，这时在空间某一点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的各个电荷单独存在时在该点产生的场强的场强的矢量和矢量和。电场强度是矢量。电场强度是矢量。PQO+q-qL如左图，中点如左图，中点O的的场强多大？场强多大？1.如图所示，真空中有两个点电荷如图所示，真空中有两个点电荷Q Q1 1=+3.010-8C和和Q Q2 2=-3.010-8C，它们相距它们相距0.1m，A点与两个点点与两个点电荷的距离电荷的距离r相等，相等，r=0.1m。求：求：（1）电场中）电场中A点的场强。点的场强。（2）在）在A点放入电量点放入电量q=-1 10-6C 求它受的电场力。求它受的电场力。E E2 2Q Q1 1A A【典型例题典型例题】Q Q2 2 为了形象地描述电为了形象地描述电场，法拉第提出用电场场，法拉第提出用电场线的方法表示电场。线的方法表示电场。英国物理学家英国物理学家 法拉第法拉第（1791-18671791-1867）在电场中画出一些曲在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线，使曲线上每一点的切线方向都和该处的场强方线方向都和该处的场强方向一致，这样的曲线叫向一致，这样的曲线叫电电场线场线。四四.电场线电场线电场线：在电场中画出一些有方向的电场线：在电场中画出一些有方向的辅助曲线辅助曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都表示该点的电在这些曲线上，每一点的切线方向都表示该点的电场强度的方向。场强度的方向。五五.电场的形象描述电场的形象描述思考：电场强度的大小思考：电场强度的大小如何用电场线反映？如何用电场线反映？1、点电荷的电场线：、点电荷的电场线：正点电荷的电场线：正点电荷的电场线：负点电荷的电场线：负点电荷的电场线：2、等量异种点电荷的电场线、等量异种点电荷的电场线3、等量同种点电荷的电场线、等量同种点电荷的电场线从前面四种电场线得到启发：电场线的起点在哪从前面四种电场线得到启发：电场线的起点在哪里？终点呢？里？终点呢？4、带等量异种电荷的平行金属板的电场线、带等量异种电荷的平行金属板的电场线Qab+-ab+q-q+ab+q+q+ab+q+q下列四图中下列四图中a、b两点场强相等的是两点场强相等的是1 1、MNMN是电场中的一条电场线，一电子从是电场中的一条电场线，一电子从a a点沿点沿着电场线运动到着电场线运动到b b点速度在不断地增大，则下点速度在不断地增大，则下列结论正确的是：列结论正确的是：A A、该电场是匀强电场、该电场是匀强电场B B、该电场线的方向由、该电场线的方向由N N指向指向M MC C、电子在、电子在a a处的加速度小于在处的加速度小于在b b处的加速度处的加速度D D、因为电子从、因为电子从a a到到b b的轨迹跟的轨迹跟MNMN重合，所以电重合，所以电场线实际上就是带电粒子在电场中的运动轨迹场线实际上就是带电粒子在电场中的运动轨迹MNab【巩固练习巩固练习】2如图，一电子沿等量异种电荷的中垂线由如图，一电子沿等量异种电荷的中垂线由AOB匀速运动，电子重力不计，则电子除受匀速运动，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向变化情电场力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况是况是 （）A先变大后变小，方向水平向左先变大后变小，方向水平向左B先变大后变小，方向水平向右先变大后变小，方向水平向右 C先变小后变大，方向水平向左先变小后变大，方向水平向左 D先变小后变大，方向水平向右先变小后变大，方向水平向右【巩固练习巩固练习】【巩固练习巩固练习】3图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的时（时（）A带电粒子所带电荷的符号带电粒子所带电荷的符号 B带电粒子在带电粒子在a、b两点的受力方向两点的受力方向C带电粒子在带电粒子在a、b两点的两点的 速度何处较大速度何处较大D带电粒子在带电粒子在a、b两点两点 的加速度何处较大的加速度何处较大ab