高二物理电场及其描述优秀课件.ppt

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1、高二物理电场及其描述第1页，本讲稿共34页 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?猜一猜猜一猜 第2页，本讲稿共34页一一.电场：电场：2 2、基本性质、基本性质1 1：对放入其中的电荷有力的作用，这种力对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫叫电场力电场力。1 1、定义：、定义：存在于带电体周围的特殊存在于带电体周围的特殊物质物质。3 3、电荷间的相互作用力通过电场发生、电荷间的相互作用力通过电场发生电荷电荷A A电场电场电荷电荷B B电荷A的电场对电荷B的作用电荷电荷B的电场对电荷的电场对电荷A的作用的作用AB第3页，本讲稿共34页

2、用什么可以检验空间存在看不用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场？又怎样进行见又摸不着的电场？又怎样进行描述呢？描述呢？第4页，本讲稿共34页检验电荷（试探电荷）检验电荷（试探电荷）：用来检验电场的电量很小（不影响原电场）用来检验电场的电量很小（不影响原电场）；体积很小（可以当作质点）的电荷。；体积很小（可以当作质点）的电荷。场源电荷：场源电荷：产生电场的电荷产生电场的电荷第5页，本讲稿共34页QABCqqqFAFBFC 点电荷点电荷Q周围存在看不见摸不着的电场周围存在看不见摸不着的电场,那么如何描述那么如何描述A、B、C三点的电场呢？三点的电场呢？第6页，本讲稿共34页结论结论:F/qF

3、/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.电场中电场中不同不同的点，同一电荷所受力也不的点，同一电荷所受力也不同，比值同，比值F/qF/q一般是一般是不同不同的。的。1.1.电场中的电场中的同同一点，不同电荷所受力不同，一点，不同电荷所受力不同，比值比值F/qF/q是是一定一定的的。第7页，本讲稿共34页二二.电场强度（电场强度（E E）1.1.定义：放入电场中某点的试探电荷定义：放入电场中某点的试探电荷q q所受的所受的 电场力电场力F F跟它的电荷量跟它的电荷量q q的的比值比值，叫做该点的电场，叫做该点的电场 强度（强度（E E），简称

4、场强。），简称场强。5.5.理解：理解：场强反映电场力的性质，由电场本身决定，场强反映电场力的性质，由电场本身决定，与放入的试探电荷无关与放入的试探电荷无关。3.3.单位：牛单位：牛/库库(N/C)(N/C)或伏或伏/米米(V/m),1(V/m),1伏伏/米米=1=1牛牛/库库4.4.方向：方向：规定与规定与正电荷正电荷在该点受到的电场力方在该点受到的电场力方 向相同向相同 2.2.定义式：定义式：(与负电荷在该点受到的电场力方向相反)第8页，本讲稿共34页+Q+qFE+Q-qFE根据规定：根据规定：负电荷负电荷在电场中某点受到的电场在电场中某点受到的电场力的方向跟该点的场强方向力的方向跟该点

5、的场强方向相反相反。6.场强的矢量性场强的矢量性：-Q+qFE-Q-qEF第9页，本讲稿共34页三、点电荷的电场三、点电荷的电场 (由库仑定律和场强的定义式推导由库仑定律和场强的定义式推导)1 1.大小大小2.2.场强方向：场强方向：正正点电荷电场方向点电荷电场方向背离背离电荷电荷 负负点电荷电场方向点电荷电场方向指向指向电荷电荷第10页，本讲稿共34页1 1、电场强度是矢量，合成应遵循、电场强度是矢量，合成应遵循平行四边形法则平行四边形法则 E+E-E合合四、电场强度的叠加四、电场强度的叠加（多个点电荷产生的电场）（多个点电荷产生的电场）PQ1Q2第11页，本讲稿共34页适用范围适用范围电荷

6、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对点电荷的电场适用的电场适用q q是检验电是检验电荷，荷，E E与与q q无无关关QQ是场源电是场源电荷，荷，E E与与QQ成成正比正比和和的区别的区别：2、第12页，本讲稿共34页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，这个电场就叫做匀强电场匀强电场。带有等量异号电荷的带有等量异号电荷的一对平行金属板，如一对平行金属板，如果两板相距很近，它果两板相距很近，它们之间的电场，除边们之间的电场，除边缘部分外，可以看做缘部分外，可以看做匀强电场。匀强电场。五、匀强电场

7、五、匀强电场第13页，本讲稿共34页 六、电场力2 2、方向：、方向：1 1、大小：、大小：F FqEqE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第14页，本讲稿共34页电场线电场线 电场线是用来形象地描述电场强弱与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。电场线上每一点方向特性的一簇曲线。电场线上每一点的的切线方向切线方向，都和该点的，都和该点的场强方向场强方向一致。一致。七、电场线七、电场线第15页，本讲稿共34页电场线的特征电场线的特征1 1、电场线、电场线密密的地方场强的地方场强大大，电场

8、线，电场线疏疏的地方的地方场强场强小小2 2、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，、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（或孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于）无穷远处点起于）无穷远处点3 3、电场线不会相交，也不会相切、电场线不会相交，也不会相切4 4、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5 5、电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电、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场中的运动轨迹之间没有必然联系第16页，本讲稿共34页特点：特点：a a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大、离点电

9、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、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，与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。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第17页，本讲稿共34页特点：特点：a a、沿点电荷的连线，场强先变小后变大、沿点电荷的连线，场强先变小后变大b b、两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强、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）垂直方向均相同，且总与中垂面

10、（中垂线）垂直2,2,等量异种点电荷形成的电场中的电场线等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布分布c c、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点中点0 0等距离各点场强相等。等距离各点场强相等。第18页，本讲稿共34页3,3,等量同种点电荷形成的电场中电场中电场等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况线分布情况特点：特点：a a、两点电荷连线中点、两点电荷连线中点OO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、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀 疏，但场强并不为疏，但场强并不为0 0c c、两点电荷连线的中点到无限远电场线

11、先、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏变密后变疏正点电荷正点电荷第19页，本讲稿共34页4,4,匀强电场匀强电场特点：特点：a a、匀强电场是大小和方向都相同的电场，故、匀强电场是大小和方向都相同的电场，故匀强电场的电场线是匀强电场的电场线是平行等距平行等距的直线的直线b b、电场线的疏密反映场强大小，电场方向与、电场线的疏密反映场强大小，电场方向与电场线平行电场线平行第20页，本讲稿共34页abABa例、如图例、如图a a所示，所示，A A、B B是一个点电荷产生的电场是一个点电荷产生的电场的电场线，如图的电场线，如图b b则是方向在电场线上，则是方向在电场线上，a a、b b两两

12、处的检验电荷所受电场力大小与电荷量大小之间处的检验电荷所受电场力大小与电荷量大小之间的函数图线，则：（的函数图线，则：（）A A、点电荷是正电荷，位置在、点电荷是正电荷，位置在B B侧侧B B、点电荷是正电荷，位置在、点电荷是正电荷，位置在A A侧侧C C、点电荷是负电荷，位置在、点电荷是负电荷，位置在A A侧侧D D、点电荷是负电荷，位置在、点电荷是负电荷，位置在B B侧侧qFbB第21页，本讲稿共34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

13、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:E=F/q（2 2）单位：）单位：N/C V/mN/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 结结第22页，本讲稿共34页4 4、电场力：电荷在电场中的作用力。、电场力：电荷在电场中的作用力。（1 1）大小：）大小：F=EqF=Eq（2 2）方向：正电荷

14、的电场力方向与电场强度）方向：正电荷的电场力方向与电场强度 方向相同方向相同 负电荷的电场力方向与电场强度负电荷的电场力方向与电场强度 方向相反。方向相反。5.5.电场线电场线a a（电场是客观存在，而电场线是不（电场是客观存在，而电场线是不 存在的意识）存在的意识）b b是是人为画上人为画上的一组不闭合曲线，的一组不闭合曲线，c c 曲线的疏密表示电场强度的强弱，曲线的疏密表示电场强度的强弱，d d 曲线的切线表示曲线的切线表示电场强度的方向电场强度的方向第23页，本讲稿共34页（一）、电场线的特点：一）、电场线的特点：1 1、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

15、地方场的地方场强强小小2 2、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，、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（或孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于）无穷远处点起于）无穷远处点3 3、电场线不会相交，也不会相切、电场线不会相交，也不会相切4 4、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5 5、电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在、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电场中的运动轨迹之间没有必然联系第24页，本讲稿共34页（二）、几种点电荷的电场线分布：正点电荷正点电荷第25页，本讲稿共34页练习

16、练习1 1：在电场中在电场中A A处放点电荷处放点电荷+q+q，其受电场力为，其受电场力为F F，方向向左，则方向向左，则A A处场强大小处场强大小 ，方向为，方向为 ；若将；若将A A处放点电荷为处放点电荷为2q2q，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 。向左向左向左向左课堂训练课堂训练第26页，本讲稿共34页rQP2 2、一个半径为、一个半径为R R的的均匀均匀带电球体（或球带电球体（或球壳）在外部产生的电场壳）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QrPR第27页，本讲稿共34页3 3

17、、关于电场强度，下列说法正确的是（关于电场强度，下列说法正确的是（）A A E E=F/qF/q，若，若q q减半，则该处的场强变为原减半，则该处的场强变为原来的来的2 2倍倍 B BE E=kQ/kQ/r r2 2中，中，E E与与QQ成正比，而与成正比，而与r r平方成平方成反比反比 C C在以一个点电荷为球心，在以一个点电荷为球心，r r为半径的球面为半径的球面上，各点的场强均相同上，各点的场强均相同 D D电场中某点的场强方向就是该点所放电电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向荷受到的电场力的方向B第28页，本讲稿共34页4 4、在真空中有两个点电荷、在真空中有两个点电

18、荷q q1 1和和q q2 2，分别位，分别位于于A A和和B B，相距，相距20 cm20 cm，q q1 1为为410410-8-8 C C，q q2 2为为810810-8-8 C C。则在。则在ABAB连线上连线上A A点的外侧点的外侧离离A A 点点20 cm20 cm处的处的D D点场强大小、方向如何点场强大小、方向如何?4.5104.5103 3 N/C N/C，方向由，方向由D D指向指向A A。第29页，本讲稿共34页5 5、思考题：、思考题：场是物理学中的重要概念，除了电场和磁场，还有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通过引力场发生作

19、引力场。物体之间的万有引力就是通过引力场发生作用的，地球附近的引力场叫做重力场。仿照电场强度用的，地球附近的引力场叫做重力场。仿照电场强度的定义，你认为应该怎样定义重力场的大小和方向？的定义，你认为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，还是跟负电荷的重力场的方向跟正电荷的电场相似，还是跟负电荷的电场相似？电场相似？第30页，本讲稿共34页 在重力场中的某一点，重力在重力场中的某一点，重力F F和物体质量和物体质量mm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/mF/m是不同的，是不同的，因此可以用因此可以用F/mF/m表示重力场的强弱表示重力场的强弱.g

20、g=F/m=F/m=G GMM地地/r/r2 2 重力场方向总是指向地心，所以重力场方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。向跟负电荷的电场相似。第31页，本讲稿共34页6 6、如图，是静电场的一部分电场线的分布，、如图，是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是：（下列说法正确的是：（）A A、这个电场只能是负电荷的电场、这个电场只能是负电荷的电场B B、点电荷、点电荷q q在在A A、B B两处受到的电场力两处受到的电场力F FB BFFA AC C、点电荷、点电荷q q在在A A、B B两处的加速度大小，两处的加速度大小，a aA AaaB B （不计重力）（不计

21、重力）D D、负电荷在、负电荷在B B点处受到的电场力方向沿点处受到的电场力方向沿B B点切点切 线方向线方向ABB第32页，本讲稿共34页7 7、如图为一条电场线，下列说法正确的是：、如图为一条电场线，下列说法正确的是：（）A A、E EA A一定大于一定大于E EB BB B、因电场线是直线，所以是匀强电场，故、因电场线是直线，所以是匀强电场，故 E EA A=E=EB BC C、A A点电场方向一定由点电场方向一定由A A指向指向B BD D、ABAB两点的场强方向不能确定两点的场强方向不能确定ABC第33页，本讲稿共34页8 8、正检验电荷、正检验电荷q q在电场中在电场中P P点处开始向点处开始向QQ点作点作减速运动，且运动的加速度值越来越小（重力减速运动，且运动的加速度值越来越小（重力不计），则可以确定它所处的电场可能是：（不计），则可以确定它所处的电场可能是：（）ABCDPQPQPQPQC第34页，本讲稿共34页