第3节电场强度优秀PPT.ppt
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1、第3节电场强度现在学习的是第1页,共47页脚踢球,脚对球的力 直接作用在球上现在学习的是第2页,共47页安培法拉第现在学习的是第3页,共47页问题问题1:1:两电荷不直接接触,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?合作探究一:电场现在学习的是第4页,共47页 法拉第法拉第提出电荷周围存在提出电荷周围存在电场电场,电场的,电场的基本性质是:它对放入的电荷产生力的作基本性质是:它对放入的电荷产生力的作用,这种力叫用,这种力叫电场力电场力。问题问题1 1 两电荷间的相互作用怎样产生的两电荷间的相互作用怎样产生的?近代物理学的理论和实验证实并且发展了法拉第的近
2、代物理学的理论和实验证实并且发展了法拉第的观点。电场以及磁场已证明是一种客观存在,并且是互观点。电场以及磁场已证明是一种客观存在,并且是互相的,统称为电磁场。变化的电磁场以有限的速度光相的,统称为电磁场。变化的电磁场以有限的速度光速,在空间传播。它和分子、原子组成的实物一样具有速,在空间传播。它和分子、原子组成的实物一样具有能量、质量和动量,因而能量、质量和动量,因而场与实物是物质存在的两种场与实物是物质存在的两种不同形式。不同形式。应该指出的是,只有在研究运动的电荷,特别是运应该指出的是,只有在研究运动的电荷,特别是运动状态迅速变化的电荷时,上述电磁场的实在性才突显动状态迅速变化的电荷时,上
3、述电磁场的实在性才突显出来。在本章中,只讨论出来。在本章中,只讨论静止电荷产生的电场,称为静静止电荷产生的电场,称为静电场。电场。这种情况下,可以认为电场只是描述电荷相互作用这种情况下,可以认为电场只是描述电荷相互作用的一种有效而且方便的方法。的一种有效而且方便的方法。现在学习的是第5页,共47页 问题二:问题二:电场既看不见电场既看不见又摸不着,那么用什么方又摸不着,那么用什么方法可以检验电场的存在?法可以检验电场的存在?现在学习的是第6页,共47页试探电荷(检验电荷):用来检验电场是试探电荷(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。否存在及其强弱分布情况的带电小球。场源
4、电荷场源电荷试探电荷的电荷量试探电荷的电荷量和尺寸必须充分小,和尺寸必须充分小,对金属球对金属球A上的电荷上的电荷分布不产生明显的影分布不产生明显的影响,从而原来的电场响,从而原来的电场不因试探电荷的出现不因试探电荷的出现有明显的变化。有明显的变化。试探电荷试探电荷现在学习的是第7页,共47页问题三:请用法拉第的请用法拉第的观点说明两电荷间为什观点说明两电荷间为什么存在相互作用?么存在相互作用?现在学习的是第8页,共47页AA产生的电场产生的电场BB受到的力是受到的力是A产生的产生的电场对电场对B的作用力的作用力BFFB产生的电场产生的电场A受到的力是受到的力是B产生的产生的电场对电场对A的作
5、用力的作用力A现在学习的是第9页,共47页总结:总结:2 2、基本性质:、基本性质:对放入其中的电荷有力的作用,这种力叫对放入其中的电荷有力的作用,这种力叫电场电场力力。1 1、定义:、定义:存在于带电体周围的一种看不见摸不存在于带电体周围的一种看不见摸不着去客观存在的特殊着去客观存在的特殊物质物质。现在学习的是第10页,共47页结结论论:F/q能能反反映映电电场场中中某某点点电电场场的的力力的的性质性质电场的强弱。电场的强弱。2.2.电场中不同的点,同一检验电荷所受电场中不同的点,同一检验电荷所受力也不同,比值力也不同,比值F/q一般是不同的。一般是不同的。1.1.电场中的电场中的同同一点,
6、不同检验电荷所受力一点,不同检验电荷所受力不同,比值不同,比值F/q是是一定一定的的。问题问题2 2现在学习的是第11页,共47页二二.电场强度电场强度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跟跟它的电荷量它的电荷量q的的比值比值,叫做该点的电场强度,简称场,叫做该点的电场强度,简称场强。强。3.3.单位:牛单位:牛/库库(N/C)或伏或伏/米米(V/m),1N/C=1V/m4.4.方向:规定与方向:规定与正电荷正电荷在该点的受力方向相同在该点的受力方向相同 2.2.定义式:定义式:现在学习的是第12页,共47页 E E 与与 q q 成反比,因为公式
7、成反比,因为公式中中 q q0 0 出现在分母上。出现在分母上。电场强度电场强度的物理意义表明的物理意义表明 请注意:请注意:场强反映电场力的性质,由电场场强反映电场力的性质,由电场本身决定,本身决定,与放入的试探电荷无关与放入的试探电荷无关。现在学习的是第13页,共47页练习:练习:在电场中在电场中A处放点电荷处放点电荷+q,其受电场力为,其受电场力为F,方向向左,则方向向左,则A处场强大小处场强大小 ,方向为,方向为 ;若将;若将A处放点电荷为处放点电荷为2q,则该处电场强,则该处电场强度大小为度大小为 ,方向为,方向为 。向左向左向左向左现在学习的是第14页,共47页三、真空中点电荷的场
8、强三、真空中点电荷的场强 由库仑定律和场强的定义式推导出其大小为由库仑定律和场强的定义式推导出其大小为负点电荷电场方向指向电荷负点电荷电场方向指向电荷正点电荷电场方向背离电荷正点电荷电场方向背离电荷电场电场方向方向现在学习的是第15页,共47页QrPrQP一个半径为一个半径为R的的均匀均匀带电球体(或球壳)带电球体(或球壳)在外部产生的电场在外部产生的电场与一个位于与一个位于球心的、电球心的、电荷量相等的荷量相等的点电荷产生点电荷产生的电场相同的电场相同现在学习的是第16页,共47页适用范围适用范围电荷的意义电荷的意义定义式,适定义式,适用于一切电用于一切电场场仅对真空中仅对真空中点电荷的电点
9、电荷的电场适用场适用q是检验电是检验电荷,荷,E与与q无无关关Q是场源电是场源电荷,荷,E与与Q成成正比正比和和的区别的区别:现在学习的是第17页,共47页例例1下面是对点电荷的电场强度公式下面是对点电荷的电场强度公式E=kQ/r2 的几种的几种不同理解,正确的是不同理解,正确的是()A当当r0时,时,E B当当r时,时,E0C某点的场强大小与距离某点的场强大小与距离r成反比成反比D以点电荷以点电荷Q为中心、为中心、r为半径的球面上各处的场强相为半径的球面上各处的场强相同同 B 现在学习的是第18页,共47页例例例例题题题题 场场电电荷荷Q=210-4C,是是正正点点电电荷荷;检检验验电电荷荷
10、q=210-5,是是负负电电荷荷,它们相距它们相距r=2m且都在真空中,如图所示。求:且都在真空中,如图所示。求:(1)q受的电场力。受的电场力。(2)q所在的所在的B点的场强点的场强EB。(3)只将只将q换为换为=410-5C的正点电荷,再求受力及的正点电荷,再求受力及B点的场强。点的场强。(4)将受力电荷拿去后再求将受力电荷拿去后再求B点场强。点场强。QqABr现在学习的是第19页,共47页解解(1)(2)(3)B点的场强不变,但受力的方向发生变化点的场强不变,但受力的方向发生变化(4)电荷拿走后)电荷拿走后B点的场强不变化点的场强不变化现在学习的是第20页,共47页 +Q Q -Q QE
11、 E1 1E E2 2E E +Q Q +Q QE E1 1E E1 1E E2 2E E2 2E E四、电场强度的叠加四、电场强度的叠加1 1、电场强度是矢量,合成应遵循平行四边形、电场强度是矢量,合成应遵循平行四边形法则法则 现在学习的是第21页,共47页4、在真空中有两个点电荷、在真空中有两个点电荷q1和和q2,分别位于,分别位于A和和B,相距,相距20 cm,q1为为410-8 C,q2为为810-8 C。则在。则在AB连线上连线上A点的外侧离点的外侧离A 点点20 cm处的处的D点场强大小、方向如何点场强大小、方向如何?4.5103 N/C,方向由,方向由D指向指向A。课堂训练课堂训
12、练现在学习的是第22页,共47页 五、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 FqE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现在学习的是第23页,共47页1.1.电场电场(1)(1)产生:带电体在其周围空间存在电场产生:带电体在其周围空间存在电场(2)(2)性质:对处在场中的电荷有电场力的作用。性质:对处在场中的电荷有电场力的作用。2 2电场强度:描述电场强弱和方向的物理量电场强度:描述电场强弱和方向的物理量 (1 1)定义)定义:E=F/q(2 2)单位:)单位:N/C V/m(3 3)方向:与正电荷在该点受电场力方向相同)方向:与正电
13、荷在该点受电场力方向相同(4 4)电场中某一点的场强与检验电荷无关。)电场中某一点的场强与检验电荷无关。(5 5)真空中点电荷的场强公式)真空中点电荷的场强公式:3 3场强的叠加:矢量求和场强的叠加:矢量求和小小 结结现在学习的是第24页,共47页4、思考题:、思考题:场是物理学中的重要概念,除了电场和磁场是物理学中的重要概念,除了电场和磁场,还有引力场。物体之间的万有引力就是场,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,你认为叫做重力场。仿照电场强度的定义,你认为应该怎样定义重力场的大小和方向
14、?重力场应该怎样定义重力场的大小和方向?重力场的方向跟正电荷的电场相似,还是跟负电荷的方向跟正电荷的电场相似,还是跟负电荷的电场相似?的电场相似?现在学习的是第25页,共47页 在重力场中的某一点,重力在重力场中的某一点,重力F和物体质量和物体质量m之比是一定的,在不同的位置之比是一定的,在不同的位置F/m是不同的,是不同的,因此可以用因此可以用F/m表示重力场的强弱表示重力场的强弱.g=F/m=GM地地/r2 重力场方向总是指向地心,所以重力场重力场方向总是指向地心,所以重力场方向跟负电荷的电场相似。方向跟负电荷的电场相似。现在学习的是第26页,共47页现在学习的是第27页,共47页描述电场
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