电场强度课件.ppt

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1、一、电场一、电场静电力（库仑力）静电力（库仑力）超距作用超距作用问题问题1 电荷之间的相互作用电荷之间的相互作用力是如何发生的？力是如何发生的？ 1837年法拉第提出年法拉第提出“场场”的概的概念念 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.英国物理学家英国物理学家 法拉第法拉第（1791-18671791-1867） 电荷电荷A电荷电荷B电场电场A使使B受力受力电场电场B在周围产生在周围产生在周围产生在周围产生使使A受力受力 +Q任何带电体任何带电体的周的周 围都存在电场围都存在电场一、电场一、电场3、基本性质：、基本性质：电场对放入其中的电荷有力的电场对放入其中的电荷有力的

2、作用作用电场力。电场力。1、任何带电体任何带电体的周围都存在着电场。的周围都存在着电场。2、定义：电场是看不见摸不着，但电场是、定义：电场是看不见摸不着，但电场是客客观存在的观存在的，是一种特殊物质形态。，是一种特殊物质形态。 静止电荷产生的电场，称为静止电荷产生的电场，称为静电场静电场。二、电场强度二、电场强度电场的基本性质：对放入其中的电荷电场的基本性质：对放入其中的电荷有力的作用有力的作用。电场的强弱是电场的强弱是与与位置有关位置有关的。的。带电小球是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况带电小球是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的，称为的，称为试探电荷试探电荷或或检验电荷检验电荷被检

3、验的电场是电荷被检验的电场是电荷Q所激发的，所以电荷所激发的，所以电荷Q称为称为场场源电荷源电荷。（电荷量和尺寸充分小）（电荷量和尺寸充分小）问题问题2 怎样描述电场的强弱？怎样描述电场的强弱？用试探电荷所受的用试探电荷所受的静电力静电力来表示电场的强弱。来表示电场的强弱。 但但不同电荷量不同电荷量的试探电荷，即使在电场中的同一的试探电荷，即使在电场中的同一点，受到的静电力也不相同。点，受到的静电力也不相同。+Q+q1+2q1F2F 试探电荷在电场中某点受到的力试探电荷在电场中某点受到的力F与试探电荷的与试探电荷的电荷量电荷量q成正比：成正比：(E是比例常数，与是比例常数，与q无关无关)F=E

4、 q二、二、电场电场强度强度 E 1.定义：定义：放入电场中某点的试探电荷放入电场中某点的试探电荷q所受的电场力所受的电场力F跟它的电荷量跟它的电荷量q的的比值比值，叫做该点的电场强度。，叫做该点的电场强度。3.单位：单位：牛牛/库（库（N/C） 或或 伏伏/米（米（V/m） 4.矢量性：矢量性：2.定义式：定义式：qFE 电场中某点的电场中某点的场强方向场强方向规定为：规定为：跟跟正正检验电荷检验电荷在该点所受电场力方向在该点所受电场力方向_；跟跟负负检验电荷检验电荷在该点所受电场力方向在该点所受电场力方向_ 。相同相同相反相反5.公式的理解公式的理解 （2）E由电场由电场本身的性质本身的性

5、质决定，与试探电荷决定，与试探电荷q的正负、的正负、电荷量的大小及受到的电场力电荷量的大小及受到的电场力F都都_。（1） 为定义式，适用于为定义式，适用于一切电场一切电场。qFE 无关无关BC练练1、由电场强度的定义式由电场强度的定义式E=F/q可知，在电场中的同可知，在电场中的同一点（）一点（） A、电场强度、电场强度E与与F成正比，跟成正比，跟q成反比成反比 B、无论检验电荷的、无论检验电荷的q值（不为零）如何变化，值（不为零）如何变化，F与与q的比值始终不变的比值始终不变 C、电场中某一点的场强为零，则处在该点的电荷、电场中某一点的场强为零，则处在该点的电荷受到的电场力一定为零受到的电场

6、力一定为零 D、一个不带电的小球在、一个不带电的小球在P点受到的电场力为零，点受到的电场力为零，则则P点的场强一定为零点的场强一定为零练练2、电场中有一点电场中有一点P，下列哪些说法是正确的（下列哪些说法是正确的（ ） A、若放在、若放在P点的检验电荷的电量减半点的检验电荷的电量减半，则则P点的场点的场强减半强减半。 B、若若P点没有检验电荷点没有检验电荷，则则P点的场强为零点的场强为零。 C、P点的场强越大点的场强越大，则同一电荷在则同一电荷在P点受到的电场点受到的电场力越大力越大。 D、P点的场强方向为检验电荷在该点的受力方向点的场强方向为检验电荷在该点的受力方向。CqFE 2rQqkF

7、2rkQE 三、点电荷的场强三、点电荷的场强它激发的电场有什么特点呢？它激发的电场有什么特点呢？QrqE式中式中Q是场源电荷大小；是场源电荷大小； 如果以如果以Q为中心作一个为中心作一个球面球面，则球面上各点的电，则球面上各点的电场强度场强度_。大小相等大小相等总结：点电荷的场强方向：总结：点电荷的场强方向： 负负点电荷的场强方向点电荷的场强方向_场源电荷场源电荷正正点电荷的场强方向点电荷的场强方向_场源电荷场源电荷正点电荷的电场正点电荷的电场负点电荷的电场负点电荷的电场背离背离指向指向场强公式场强公式适用范围适用范围电荷的意义电荷的意义定义式，适用定义式，适用于一切电场于一切电场仅对点电荷仅

8、对点电荷的电场适用的电场适用q是检验电荷，是检验电荷，但但E与与q无关无关Q是场源电荷，是场源电荷，E与与Q成正比成正比和和的区别的区别：qFE 2rkQE qFE 2rkQE P1Q2Q四、电场强度的叠加四、电场强度的叠加如果场源电荷不止一个，那么电场强度又是多少呢？如果场源电荷不止一个，那么电场强度又是多少呢？E1E2E电场强度的叠加：电场强度的叠加： 各个点电荷单独在各个点电荷单独在该点产生的电场强度的该点产生的电场强度的矢量和。矢量和。E问题：求合场强的方向？问题：求合场强的方向？+Q- QA+Q+QBOE1E2E1E2E2E1E等量异种点电荷等量异种点电荷等量同种点电荷等量同种点电荷

9、例题：例题：如图所示，真空中两个点电荷如图所示，真空中两个点电荷Q1 =+3.010-8C和和Q2=-3.010-8C，它们相距，它们相距0.1m，A点与两个点电荷的点与两个点电荷的距离距离r相等，相等，r = 0.1m 。求：电场中求：电场中A点的场强。点的场强。E=2.7104 V/m+Q1- Q2AQrrQ 在在外部外部等效于一个位于球等效于一个位于球心的点电荷心的点电荷2rQkE rR，Q是整个球体是整个球体所带的电荷量所带的电荷量均匀带电球体（或球壳）均匀带电球体（或球壳）场强：场强：练练 1、在电场中的某点放入电荷量为在电场中的某点放入电荷量为5.010-9C的点电的点电荷，受到的

10、电场力为荷，受到的电场力为3.010-4N ，这一点的电场强度是，这一点的电场强度是多大？如果改用电荷量为多大？如果改用电荷量为6.010-9C的点电荷，用来确的点电荷，用来确定该点的场强，场强又是多大？定该点的场强，场强又是多大？练练2、如图，真空中，如图，真空中，A、B两点上分别放置着异种点两点上分别放置着异种点电荷电荷Q1、Q2，已知两点电荷间引力为，已知两点电荷间引力为10N，带电量分，带电量分别为别为Q1= -110-2C，Q2=210-2C，则，则Q2在在A处产生的处产生的电场场强大小是电场场强大小是_N/C，方向方向_；Q1在在B处处产生的电场场强大小产生的电场场强大小_N/C，

11、方向，方向_。- Q1A+Q2B1000水平向左水平向左500水平向左水平向左五、电场线五、电场线1. 定义：定义：在电场中画出一些有方向的曲线，如果在电场中画出一些有方向的曲线，如果曲线曲线上各点的切线上各点的切线表示表示该点的电场方向该点的电场方向，这样的，这样的曲线叫做电场线。曲线叫做电场线。2. 物理意义：物理意义：疏密程度疏密程度-该点场强的大小该点场强的大小(强弱强弱)切线方向切线方向-该点的电场方向该点的电场方向练练3、关于电场线，下述说法中正确的是（关于电场线，下述说法中正确的是（ ） A、电场线是客观存在的、电场线是客观存在的 B、电场线与电荷运动的轨迹是一致的、电场线与电荷

12、运动的轨迹是一致的C、电场线上某点的切线方向与电荷在该点受力方向、电场线上某点的切线方向与电荷在该点受力方向可以不同可以不同D、沿电场线方向，场强一定越来越大、沿电场线方向，场强一定越来越大 练练4、正电荷正电荷q在电场力作用下由在电场力作用下由p向向Q做加速运动，而做加速运动，而且加速度越来越大，那么可以断定，它所在的电场是下且加速度越来越大，那么可以断定，它所在的电场是下图中的哪一个图中的哪一个( )CD练练5、如图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场如图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有线，在这条线上有A、B两点，用两点，用EA、EB表示表示A、B两两处的场强大小，则（

13、处的场强大小，则（ ）AA、B两点的场强方向相同两点的场强方向相同B电场线从电场线从A指向指向B，所以，所以EAEBCA、B同在一条电场线上，且电场线是直线，所同在一条电场线上，且电场线是直线，所以以EA=EBD不知不知A、B附近的电场线分布状况，附近的电场线分布状况，EA、EB的大的大小不能确定小不能确定ABAD六、几种典型电场线的分布六、几种典型电场线的分布正电荷的电场线正电荷的电场线负电荷的电场线负电荷的电场线发散型发散型会聚型会聚型等量同种电荷的电场线等量同种电荷的电场线1、两点电荷连线中点、两点电荷连线中点O处场强为处场强为_2、两点电荷连线中垂线（面）上，场强方向总沿中垂、两点电荷

14、连线中垂线（面）上，场强方向总沿中垂线并线并_中点中点O（等量正电荷）（等量正电荷）零零背离背离相斥型相斥型等量异种电荷的电场线等量异种电荷的电场线 两点电荷连线中垂面（线）上，场强方向总与正负两点电荷连线中垂面（线）上，场强方向总与正负点电荷的连线点电荷的连线_，并指向，并指向_电荷。电荷。平行平行负负相吸型相吸型4、电场线的性质、电场线的性质 假想假想的曲线，并不真实存在的曲线，并不真实存在.起始于正电荷或无限远，终止于负电荷或无限远起始于正电荷或无限远，终止于负电荷或无限远. 不相交不相交，不相切不相切，不闭合不闭合.电场线不是电荷的运动轨迹电场线不是电荷的运动轨迹.例题、例题、如图所示

15、，初速度为如图所示，初速度为v的带电粒子的带电粒子(不计重力不计重力)从从A点射入电场，沿虚线运动到点射入电场，沿虚线运动到B点，判断：点，判断：（1）粒子带什么电？）粒子带什么电？（2）粒子的加速度大小如何变化？）粒子的加速度大小如何变化？（3）画出）画出A、B两点的加速度方向。两点的加速度方向。六、匀强电场六、匀强电场 电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这种电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这种电场叫做电场叫做匀强电场匀强电场。E距离相等的平行直线距离相等的平行直线例题、例题、如图所示，初速度为如图所示，初速度为v的带电粒子的带电粒子(不计重力不计重力)从从A点射入电场，沿虚线

16、运动到点射入电场，沿虚线运动到B点，判断：点，判断：（1）粒子带什么电？）粒子带什么电？（2）粒子的加速度大小如何变化？）粒子的加速度大小如何变化？（3）画出）画出A、B两点的加速度方向。两点的加速度方向。BC1、由电场强度的定义式由电场强度的定义式E=F/q可知，在电场中的同一可知，在电场中的同一点（）点（） A、电场强度、电场强度E与与F成正比，跟成正比，跟q成反比成反比 B、无论检验电荷的、无论检验电荷的q值（不为零）如何变化，值（不为零）如何变化，F与与q的比值始终不变的比值始终不变 C、电场中某一点的场强为零，则处在该点的电荷、电场中某一点的场强为零，则处在该点的电荷受到的电场力一定

17、为零受到的电场力一定为零 D、一个不带电的小球在、一个不带电的小球在P点受到的电场力为零，点受到的电场力为零，则则P点的场强一定为零点的场强一定为零2、下列关于电场线的几种说法中，正确的是、下列关于电场线的几种说法中，正确的是 ( ) A. 沿电场线方向，场强必定越来越小沿电场线方向，场强必定越来越小 B. 在复杂电场中的电场线是可能相交的在复杂电场中的电场线是可能相交的 C. 点电荷在电场中的运动轨迹一定跟电场线相重合点电荷在电场中的运动轨迹一定跟电场线相重合 D. 电场线越密的地方，同一检验电荷所受的电场力电场线越密的地方，同一检验电荷所受的电场力就越大就越大D3、两个固定的不等量异种点电

18、荷，用、两个固定的不等量异种点电荷，用E1和和E2分别表示分别表示两个点电荷产生的电场强度的两个点电荷产生的电场强度的大小大小，则在通过两点电，则在通过两点电荷的直线上，荷的直线上，E1=E2的点的点 ( ) A. 有三个，其中两处合场强为零有三个，其中两处合场强为零 B. 有三个，其中一处合场强为零有三个，其中一处合场强为零 C. 只有两个，其中一处合场强为零只有两个，其中一处合场强为零 D. 只有一个，该处合场强不为零只有一个，该处合场强不为零C4、如图所示，用丝线吊一质量为、如图所示，用丝线吊一质量为m、带电量为、带电量为q的小的小球，置于水平方向的匀强电场中，静止时悬线与竖直球，置于水

19、平方向的匀强电场中，静止时悬线与竖直方向的夹角为方向的夹角为30，则匀强电场的场强为，则匀强电场的场强为 。方向为方向为 。若悬线突然断了，小球将。若悬线突然断了，小球将做做 运动。运动。qmg33斜向下的匀加速直线斜向下的匀加速直线 m+qE水平向左水平向左5、如图，竖直向上的匀强电场的场强、如图，竖直向上的匀强电场的场强E=1105N/C，在一倾角为在一倾角为30o的光滑绝缘板上有一带电小球，电量的光滑绝缘板上有一带电小球，电量q=+110-6C，质量，质量m=15g，（，（g取取10m/s2）求：带电小球下滑的加速度。求：带电小球下滑的加速度。30E235sma 5、如图所示，细线一端系着一个带电量为、如图所示，细线一端系着一个带电量为+q、质量为、质量为m的小球，另一端固定于的小球，另一端固定于O点，加一匀强电场后可使小点，加一匀强电场后可使小球静止于图示位置，此时悬线与竖直方向夹角为球静止于图示位置，此时悬线与竖直方向夹角为。要使电场的场强最小，该电场场强的方向怎样？大小要使电场的场强最小，该电场场强的方向怎样？大小如何？如何？O q垂直悬线斜向上方垂直悬线斜向上方qmgE sin