第1章第3节电场强度精选文档.ppt

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1、第1章第3节电场强度本讲稿第一页，共四十四页1电荷的周围存在着由它产生的_，电荷之间通过_相互作用，电场对放入其中的电荷有_的作用2 电场强度：放入电场中某一点的试探电荷受到的_与它的 _的比值，叫做该点的电场强度，其表达式为_静电力电荷量EFq3匀强电场：电场中各点电场强度的_和_都相同大小方向电场电场力本讲稿第二页，共四十四页4在点电荷形成的电场中，其电场强度()CA处处相等B与场源电荷等距的各点的电场强度都相等C与场源电荷等距的各点的电场强度的大小都相等，但方向不同D场中各点的电场强度与该点至场源电荷的距离 r 成反比本讲稿第三页，共四十四页5(双选)以下关于电场和电场线的说法中正确的是

2、()A电场和电场线都是客观存在的物质，因此电场线不仅能在空间相交，也能相切B在电场中，凡是电场线通过的点场强不为零，不画电场线区域内的点的场强为零C同一试探电荷在电场线密集的地方所受静电力大D电场线是人们假设的，用以形象表示电场的强弱和方向，客观上并不存在本讲稿第四页，共四十四页解析：电场线是为了形象描述电场而引入的假想曲线；我们规定电场线上某点的切线方向就是该点电场的方向；电场线的疏密反映电场的强弱，所以利用电场线可以判断电场的强弱和方向答案：CD本讲稿第五页，共四十四页知识点知识点 1 对电场强度概念其及公式的理解对电场强度概念其及公式的理解1试探电荷 q 在某点受到的静电力大小为 F，则

3、该点的电正3真空中点电荷 Q 产生的电场场强的公式是_，其中 r 为该点到场源的_场强度 E_.电场强度简称_，在国际单位制中，其单位为_，符号为_2 物理学中，规定电场中某点的电场强度的方向与_电荷在该点所受的静电力的方向相同Fq场强牛每库N/C距离本讲稿第六页，共四十四页1对电场强度的理解(1)电场强度是描述电场力性质的物理量，它仅由电场本身决定(2)电场中某点的场强 E 是唯一、客观存在的，其大小和方向取决于场源电荷及空间位置，与放入该点的试探电荷 q 的正负、电荷多少及所受的静电力 F 无关，与该点放不放试探电荷无关，其方向规定为正电荷在该点所受静电力的方向(3)电场强度反映了电场的强

4、弱与方向场强越大，表示电量相同的试探电荷在该点所受电场力越大(4)若在某一空间中有多个电荷，则空间中某点的场强等于所有电荷在该点产生的电场强度的矢量和本讲稿第七页，共四十四页【例 1】如图 131 所示，在一带负电的导体 A 附近有一点 B，如在 B 处放置一个 q12.0108 C 的电荷，测出其受到的电场力大小为 4.0106 N则 B 处场强是多少？方向怎样？如果换用一个 q24.0107 C 的电荷放在 B 点，其受力多大？此时 B 处场强多大？方向是否改变？图 131本讲稿第八页，共四十四页本讲稿第九页，共四十四页【触类旁通触类旁通】1相距为 30 cm 的 A、B 两点上，分别放置

5、点电荷 Q和试探电荷 q，已知 q1.61012 C，q 受到的电场力F3.210 N，并沿 AB 方向，求：(1)B 点处的场强大小？(2)若将试探电荷 q 取走，B 点处的场强是多大？(3)点电荷 Q 的带电荷量为多少？9本讲稿第十页，共四十四页本讲稿第十一页，共四十四页2两个场强公式的比较本讲稿第十二页，共四十四页本讲稿第十三页，共四十四页答案：B本讲稿第十四页，共四十四页本讲稿第十五页，共四十四页本讲稿第十六页，共四十四页答案：BD本讲稿第十七页，共四十四页知识点知识点 2 电场线电场线方向切线场强1电场线是画在电场中的一条条有_的曲线，曲线上每点的_方向表示该点的_方向(如图 132

6、)电场线是为了形象地描述电场而假想的线，不是实际存在的图 132本讲稿第十八页，共四十四页2电场线的特点(1)电场线不是闭合线，从_或无限远出发，终止于无限远或_正电荷负电荷(2)电场线在电场中不能_，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向相交(3)在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线_，电场强度较小的地方电场线_，因此可以用电场线的_来表示电场强度的相对大小较密较疏疏密本讲稿第十九页，共四十四页3如图 133 所示为某电场中的一条直的电场线，能否确定 A、B 两点的电场强度大小关系？图 133根据一条电场线不能判断电场线的疏密程度，因此无法确定 A、B 两点的电场强度的大小关系

7、，仅能确定场强的方向相同本讲稿第二十页，共四十四页1电场线与场强(1)在电场中根据电场线的疏密可比较电场强度的大小，根据电场线的切线方向确定出电场强度的方向及电荷所受静电力的方向(2)不同电场，电场线分布不同，各种常见电场的电场线分布情况如下表所示：本讲稿第二十一页，共四十四页电场电场线分布图特点点电荷离点电荷越近，电场线越密，场强越强在点电荷形成的电场中，不存在场强相等的点若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，但方向各不相同等量异种电荷两电荷之间连线的场强先变小后变大从两点电荷连线中点O沿中垂面到无限远，场强逐渐减弱连线或中垂线上关于O点对称的两点场强

8、等大同向本讲稿第二十二页，共四十四页本讲稿第二十三页，共四十四页【例 3】如图 134 所示是静电场的一部分电场线分布，下列说法中正确的是()图 134A这个电场可能是负点电荷产生的电场BA 点的场强一定大于 B 点的场强C点电荷 q 在 A 点处的瞬时加速度比在 B 点处的瞬时加速度小(不计重力)D负电荷在 B 点处受到的电场力的方向沿 B 点电场方向本讲稿第二十四页，共四十四页解析：根据正、负点电荷的电场线分布，可以判断选项 A错误因电场线越密处场强越大，故由图知场强 EAEB，B 正确又因点电荷 q 在电场中所受电场力 FqEmaE，故 aAaB，选项 C 错误因 B 点电场方向即 B

9、点场强方向，而负电荷所受电场力方向与场强方向相反，故选项 D 错误答案：B本讲稿第二十五页，共四十四页【触类旁通触类旁通】C3下列所示的各电场中，A、B 两点场强相同的是()本讲稿第二十六页，共四十四页2电场线与电荷运动轨迹的关系(1)电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的比较电场线：电场中并不实际存在，是为研究电场方便而人为引入的曲线上各点的切线方向即为该点的场强方向，同时也是正电荷在该点的受力方向，即正电荷在该点产生加速度的方向电荷运动轨迹：粒子在电场中的运动轨迹是客观存在的轨迹上每一点的切线方向即为粒子在该点的速度方向，但加速度的方向与速度的方向不一定相同通常电荷在电场中运动的轨迹与电场线

10、是不会重合的.本讲稿第二十七页，共四十四页(2)电场线与带电粒子运动轨迹重合的必备条件电场线是直线带电粒子只受电场力作用(或受其他力，但合力方向沿电场线所在直线)带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直线本讲稿第二十八页，共四十四页【例 4】(双选)某静电场中的电场线如图 135 所示，带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，)由 M 运动到 N，以下说法正确的是(A粒子必定带正电荷B粒子在 M 点的加速度大于它在 N 点的加速度C粒子在 M 点的加速度小于它图 135在 N 点的加速度D粒子在 M 点的速度大于它在 N 点的速度本讲稿第二十九页，共四十四页解析：电荷做

11、曲线运动时受到的合力(电场力)必指向轨迹的凹侧，故得粒子带正电，A 正确；因电场力的方向与粒子的速度方向的夹角为锐角，电场力做正功，故 N 点的动能增大，D 错误；电场线的疏密程度能描述电场的强弱，由图可看出，N 处电场线密，电场强度大，由 aEqm可知，粒子在 N 处的加速度大，C 正确，B 错误答案：AC本讲稿第三十页，共四十四页思维总结：解答此类问题的分析思路：第一步：根据带电粒子运动轨迹的弯曲方向，判断出受力方向第二步：把电场方向、受力方向与粒子电性相联系第三步：把电场线的疏密和受力大小、加速度大小相联系本讲稿第三十一页，共四十四页【触类旁通触类旁通】4如图 136 所示，图中实线是一

12、簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b 是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受)到电场力作用，根据此图无法作出正确判断的是(A带电粒子所带电荷的正、负B带电粒子在 a、b 两点的受力方向C带电粒子在 a、b 两点的速度何处较大图 136D带电粒子在 a、b 两点的加速度何处较大本讲稿第三十二页，共四十四页解析：由轨迹的弯曲情况，可知电场力应沿电场线向左，但因不知电场线的方向，故带电粒子所带电荷符号不能确定，A 错由电场线的疏密程度知 a 点场强大于 b 点场强，带电粒子在 a 点受电场力较大，从而加速度较大设粒子从 a 运动到b(也可分析从

13、b 到 a 的情况，两种分析不影响结论)，速度方向与电场力夹角大于 90，故速度减小综上所述，B、C、D 正确答案：A本讲稿第三十三页，共四十四页1电场强度的计算与叠加(3)因电场强度是矢量，如果空间中同时存在几个场源，则空间中某点的电场强度就是这几个场源单独存在时产生的电场强度的矢量和本讲稿第三十四页，共四十四页【例 5】如图 137 所示，真空中，带电荷量分别为Q和Q 的点电荷 A、B 相距为 r，则：(1)Q 在 B 点产生的场强多大？(2)两点电荷连线的中点 O 的场强多大？(3)在两点电荷连线的中垂线上，距 A、B 两点都为 r 的 O点的场强如何？图 137本讲稿第三十五页，共四十

14、四页本讲稿第三十六页，共四十四页图 138图 139本讲稿第三十七页，共四十四页【触类旁通触类旁通】5(双选)图 1310 中 a、b 是两个点电荷，它们的电量分别为 Q1、Q2，MN 是 a、b 连线的中垂线，P 是中垂线上的一)点，下列哪种情况能使 P 点场强方向指向 MN 的左侧(AQ1、Q2 都是正电荷，且 Q1Q2BQ1 是正电荷，Q2 是负电荷，且Q1|Q2|CQ1 是负电荷，Q2 是正电荷，且图 1310|Q1|Q2|本讲稿第三十八页，共四十四页图 1答案：CD本讲稿第三十九页，共四十四页2静电场与力学的综合处理静电力与动力学综合问题仍是应用处理力学问题的方法，先确定研究对象，分

15、析受力及运动情况，然后列出牛顿第二定律方程求解本讲稿第四十页，共四十四页【例 6】如图 1311 所示，用 30 cm 的细线将质量为4103 kg 的带电小球 P 悬挂在 O 点下，当空间有方向为水平向右，大小为 1104 N/C 的匀强电场时，小球偏转 37后处在静止状态(取 g10 m/s2，sin 370.6)(1)分析小球的带电性质；(2)求小球的带电荷量；(3)分析若把细绳剪断，小球做什么性质的运动图 1311图 1312本讲稿第四十一页，共四十四页本讲稿第四十二页，共四十四页【触类旁通触类旁通】6(双选)如图 1313 所示，在匀强电场中，一质量为m，电荷量为 q 的带电小球沿图

16、示轨迹直线运动，该直线与竖直方向的夹角为，则关于电场强度大小的分析正确的是()A有唯一值mgtan qB最小值为mgsin qC最大值为mgtan qD可能为mgq图 1313本讲稿第四十三页，共四十四页解析：带电小球在匀强电场中受到重力 mg 和电场力 qE 的作用这两个力的合力在小球运动轨迹的直线上从题目给的已知条件只能确定重力 mg 的大小、方向和合力的方向，而电场力的大小和方向均不能确定，电场力不可能只有唯一的值，A 错.由平行四边形定则可知，依据一个分力(mg)的大小、方向和合力的方向，可以作无数多个平行四边形，如图 2 所示在这无数个平行四边形中，mg 是一个固定的边，其另一个邻边qE 只有与合力 F 垂直时才能取得最小值，此时 qEmgsin.答案：BD图 2本讲稿第四十四页，共四十四页