电场和电场强度.ppt
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1、静电的防治及应用静电的防治及应用物理学应用介绍物理学应用介绍物理学物理学第五版第五版内容:真空中两个点电荷之间的相互作用力内容:真空中两个点电荷之间的相互作用力,与它们与它们的电荷量的乘积成正比的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反与它们的距离的二次方成反比比,作用力的方向在它们的连线上作用力的方向在它们的连线上.一、库仑定律一、库仑定律、电荷间相互作用的力、电荷间相互作用的力F F叫做静电力或库仑力叫做静电力或库仑力.2 2、大小:、大小:k=9.0k=9.010109 9N Nm m2 2/C/C2 2其中其中K K:静电力常量静电力常量3 3、方向:、方向:4 4、适用条件:、适
2、用条件:真空真空(空气中近似成立空气中近似成立)点电荷点电荷计算时,若电荷是负电荷只需它的绝对值代入在两电荷的连线上在两电荷的连线上,同种电荷相互排斥同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引异种电荷相互吸引.1静电的防治及应用静电的防治及应用物理学应用介绍物理学应用介绍物理学物理学第五版第五版库仑定律与万有引力定律的对库仑定律与万有引力定律的对比比F=kq1q2/r2F=Gm1m2/r2 库仑定律反映了微库仑定律反映了微观带电粒子相互作用观带电粒子相互作用规律,万有引力定律规律,万有引力定律反映了宏观物体相互反映了宏观物体相互作用规律作用规律。它们均分别有常量它们均分别有常量K K和和G G,分别跟
3、电量乘积和,分别跟电量乘积和质量乘积成正比,跟距质量乘积成正比,跟距离平方成反比。离平方成反比。体现体现自然规自然规律的多样性和律的多样性和统一性统一性相似处相似处不同点不同点2静电的防治及应用静电的防治及应用物理学应用介绍物理学应用介绍物理学物理学第五版第五版电场和电场强度电场和电场强度 电场及电场线电场及电场线 电场强度概念电场强度概念 电场叠加原理电场叠加原理 叠加法求场强叠加法求场强温州大学物理与电子信息学院温州大学物理与电子信息学院温州大学物理与电子信息学院温州大学物理与电子信息学院3静电的防治及应用静电的防治及应用物理学应用介绍物理学应用介绍物理学物理学第五版第五版电场及电场线电场
4、及电场线u 电场线电场线电场线电场线电场线概念:电场线概念:为了形象地表达电场这种客观实在,人们在电为了形象地表达电场这种客观实在,人们在电场中画一组曲线,该曲线的切线方向表示该点的电场方向,场中画一组曲线,该曲线的切线方向表示该点的电场方向,曲线的疏密程度表示该点的电场强弱程度。曲线的疏密程度表示该点的电场强弱程度。各种电场线:各种电场线:典型的电场线要求熟悉典型的电场线要求熟悉+点电荷点电荷4静电的防治及应用静电的防治及应用物理学应用介绍物理学应用介绍物理学物理学第五版第五版电场及电场线电场及电场线温州大学物理与电子信息学院温州大学物理与电子信息学院温州大学物理与电子信息学院温州大学物理与
5、电子信息学院+一对点电荷一对点电荷一对平行板一对平行板5静电的防治及应用静电的防治及应用物理学应用介绍物理学应用介绍物理学物理学第五版第五版 电场强度的叠加电场强度的叠加6静电的防治及应用静电的防治及应用物理学应用介绍物理学应用介绍物理学物理学第五版第五版一、两个场强公式的比较注意注意注意注意:q q q q是试探电荷的电量是试探电荷的电量是试探电荷的电量是试探电荷的电量,Q Q Q Q是场电荷的电量是场电荷的电量是场电荷的电量是场电荷的电量,E E E E与与与与q q q q无无无无关关关关,E,E,E,E与与与与Q Q Q Q成正比成正比成正比成正比.与与与与 的区别联系的区别联系的区别
6、联系的区别联系任意电场电场强度的定义式任意电场电场强度的定义式任意电场电场强度的定义式任意电场电场强度的定义式(度量式度量式度量式度量式).).).).真空中点电荷场强的决定式真空中点电荷场强的决定式真空中点电荷场强的决定式真空中点电荷场强的决定式(函数式函数式函数式函数式).).).).是根据是根据是根据是根据针对点电荷的情况推导出来的针对点电荷的情况推导出来的针对点电荷的情况推导出来的针对点电荷的情况推导出来的.7静电的防治及应用静电的防治及应用物理学应用介绍物理学应用介绍物理学物理学第五版第五版例例1 1在真空中有两点在真空中有两点 A A、B B相距相距30cm30cm,在,在A A点
7、放点放入一个点电荷入一个点电荷Q Q,在,在B B点放入一个负的检验电荷点放入一个负的检验电荷q q1 1=1.51.510101212C C,受到的电场力,受到的电场力F=3F=310109 9N N,并,并沿沿ABAB方向。求:方向。求:取走取走q q1 1,在,在B B点再放一个点再放一个q q2 2=3.0=3.010101212C C的正电的正电荷,荷,B B点的场强是多大?点的场强是多大?Q Q的电量多大?的电量多大?Q Q加倍,加倍,B B点的场强如何变化?点的场强如何变化?B B点的场强多大?点的场强多大?2102108 8C C2102103 3N/CN/C2102103 3
8、N/CN/C4104103 3N/CN/C任意电场电场任意电场电场任意电场电场任意电场电场强度的定义式强度的定义式强度的定义式强度的定义式(度量式度量式度量式度量式).).).).真空中点电荷场真空中点电荷场真空中点电荷场真空中点电荷场强的决定式强的决定式强的决定式强的决定式(函函函函数式数式数式数式).).).).8静电的防治及应用静电的防治及应用物理学应用介绍物理学应用介绍物理学物理学第五版第五版例例2 2如图所示,如图所示,A A为带正电为带正电Q Q的的金属板,沿金属板的垂直平分金属板,沿金属板的垂直平分线,在距板线,在距板r r处放一质量为处放一质量为m m、电量为电量为q q的小球
9、,小球受水平向的小球,小球受水平向右的电场力偏转右的电场力偏转角而静止角而静止.小小球用绝缘丝线悬挂于球用绝缘丝线悬挂于O O点,试求点,试求小球所在处的电场强度。小球所在处的电场强度。AQrmqO方向水方向水方向水方向水平向右平向右平向右平向右 错解错解错解错解:真理是相对的真理是相对的真理是相对的真理是相对的.电场强度是矢量,不仅要求出大小,还要明确方向.mgTF9静电的防治及应用静电的防治及应用物理学应用介绍物理学应用介绍物理学物理学第五版第五版二、电场强度矢量的叠加问题 电场强度是矢量电场强度是矢量电场强度是矢量电场强度是矢量,矢量的合成应遵循平行四边形矢量的合成应遵循平行四边形矢量的
10、合成应遵循平行四边形矢量的合成应遵循平行四边形定则定则定则定则,如果几个点电荷单独存在时在某点产生的电场如果几个点电荷单独存在时在某点产生的电场如果几个点电荷单独存在时在某点产生的电场如果几个点电荷单独存在时在某点产生的电场强度共线强度共线强度共线强度共线,可以根据符号规则把矢量运算转化为代数可以根据符号规则把矢量运算转化为代数可以根据符号规则把矢量运算转化为代数可以根据符号规则把矢量运算转化为代数运算求该点电场强度运算求该点电场强度运算求该点电场强度运算求该点电场强度;如果几个点电荷单独存在时在如果几个点电荷单独存在时在如果几个点电荷单独存在时在如果几个点电荷单独存在时在某点产生的电场强度不
11、共线某点产生的电场强度不共线某点产生的电场强度不共线某点产生的电场强度不共线,必须根据平行四边形定必须根据平行四边形定必须根据平行四边形定必须根据平行四边形定则把矢量运算转化为一个解三角形的数学问题则把矢量运算转化为一个解三角形的数学问题则把矢量运算转化为一个解三角形的数学问题则把矢量运算转化为一个解三角形的数学问题,其中其中其中其中主要是解直角三角形主要是解直角三角形主要是解直角三角形主要是解直角三角形,而解直角三角形的方法不外乎而解直角三角形的方法不外乎而解直角三角形的方法不外乎而解直角三角形的方法不外乎三角函数和勾股定理三角函数和勾股定理三角函数和勾股定理三角函数和勾股定理.从而求出该点
12、的电场强度从而求出该点的电场强度从而求出该点的电场强度从而求出该点的电场强度.10静电的防治及应用静电的防治及应用物理学应用介绍物理学应用介绍物理学物理学第五版第五版例例例例1 1 1 1在在在在x x x x轴上有两个点电荷,一个带正电轴上有两个点电荷,一个带正电轴上有两个点电荷,一个带正电轴上有两个点电荷,一个带正电Q Q Q Q1 1 1 1,一个带负,一个带负,一个带负,一个带负电电电电Q Q Q Q2 2 2 2,且,且,且,且Q Q Q Q1 1 1 12Q2Q2Q2Q2 2 2 2,用,用,用,用E E E E1 1 1 1和和和和E E E E2 2 2 2分别表示两个电荷所产
13、生分别表示两个电荷所产生分别表示两个电荷所产生分别表示两个电荷所产生的场强的大小,则在的场强的大小,则在的场强的大小,则在的场强的大小,则在x x x x轴上:(轴上:(轴上:(轴上:()A.EA.EA.EA.E1 1 1 1E E E E2 2 2 2之点只有一处;该点合场强为之点只有一处;该点合场强为之点只有一处;该点合场强为之点只有一处;该点合场强为0 0 0 0 B.EB.EB.EB.E1 1 1 1E E E E2 2 2 2之点共有两处;一处合场强为之点共有两处;一处合场强为之点共有两处;一处合场强为之点共有两处;一处合场强为0 0 0 0,另一处合场,另一处合场,另一处合场,另一
14、处合场强为强为强为强为2E2E2E2E2 2 2 2 C.EC.EC.EC.E1 1 1 1E E E E2 2 2 2之点共有三处;其中两处合场强为之点共有三处;其中两处合场强为之点共有三处;其中两处合场强为之点共有三处;其中两处合场强为0 0 0 0,另一处,另一处,另一处,另一处合场强为合场强为合场强为合场强为2E2E2E2E2 2 2 2 D.ED.ED.ED.El l l lE E E E2 2 2 2之点共有三处,其中一处合场强为之点共有三处,其中一处合场强为之点共有三处,其中一处合场强为之点共有三处,其中一处合场强为0 0 0 0,另两处,另两处,另两处,另两处合场强为合场强为合
15、场强为合场强为2E2E2E2E2 2 2 2B B 解析:解析:解析:解析:根据点电荷场强公式根据点电荷场强公式根据点电荷场强公式根据点电荷场强公式,所求点应该离带电量较小所求点应该离带电量较小所求点应该离带电量较小所求点应该离带电量较小的的的的Q Q Q Q2 2 2 2近近近近.在在在在Q Q Q Q1 1 1 1、Q Q Q Q2 2 2 2之间之间之间之间,可有可有可有可有E E E E1 1 1 1与与与与E E E E2 2 2 2大小相等、方向相同大小相等、方向相同大小相等、方向相同大小相等、方向相同的一点的一点的一点的一点.合场强为合场强为合场强为合场强为2E2E2E2E2 2
16、 2 2;在;在;在;在Q Q Q Q1 1 1 1、Q Q Q Q2 2 2 2延长线上延长线上延长线上延长线上Q Q Q Q2 2 2 2的另一侧的另一侧的另一侧的另一侧,可可可可有有有有E E E E1 1 1 1和和和和E E E E2 2 2 2大小相等、方向相反的一点大小相等、方向相反的一点大小相等、方向相反的一点大小相等、方向相反的一点,合场强为合场强为合场强为合场强为0.0.0.0.若若E E1 1和和E E2 2表示场强呢表示场强呢?11静电的防治及应用静电的防治及应用物理学应用介绍物理学应用介绍物理学物理学第五版第五版例例3 3直角三角形中直角三角形中ABAB4 4cmcm
17、,BCBC3 3cmcm,在,在A A、B B处处分别放有点电荷分别放有点电荷Q QA A、Q QB B,测得,测得C C处场强为处场强为E EC C10N10NC C,方向平行于,方向平行于ABAB向上向上.可判断可判断Q QA A与与Q QB B_(_(填填“同号同号”或或“异号异号”)。今撤去。今撤去Q QA A,则,则E EC C的大小为的大小为_N_NC.C.ABCEC7.57.5异号异号解析:解析:解析:解析:由场强的叠加可知由场强的叠加可知由场强的叠加可知由场强的叠加可知,Q,Q,Q,Q1 1 1 1和和和和Q Q Q Q2 2 2 2为异号电荷为异号电荷为异号电荷为异号电荷.撤
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- 电场 强度
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