教育专题：物理选修3-1第一章第3节：电场强度课件.ppt

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1、第三节第三节 电场强度电场强度提出问题电荷电荷q1电荷电荷q2作用力作用力电荷间的这种作用力是怎样产生的？电荷间的这种作用力是怎样产生的？引入电场引入电场电荷电荷q1电荷电荷q2电场电场一、电场1.电场：电场是电荷周围存在的一种特殊物质电场：电场是电荷周围存在的一种特殊物质物质存物质存在的两在的两种形式种形式 实体实体:由分子或原子组成，看得见，由分子或原子组成，看得见，摸得着摸得着 场场:看不见，摸不着，不以人的感官意看不见，摸不着，不以人的感官意识为转移的客观存在识为转移的客观存在2.电场的基本性质电场的基本性质：对放入其中的电荷有：对放入其中的电荷有力力的的 作用。这种力叫做电场力。作用

2、。这种力叫做电场力。二、电场强度二、电场强度试探电荷试探电荷：放入电场中探测电场性质的电荷放入电场中探测电场性质的电荷 试探电荷必须具备条件：试探电荷必须具备条件：（1）电量足够小电量足够小；（；（2）点电荷点电荷。场源电荷场源电荷：产生电场的电荷。：产生电场的电荷。1、场源电荷与试探电荷、场源电荷与试探电荷2 2、电场强度、电场强度（1）定定义义：放放入入电电场场中中某某一一点点的的电电荷荷受受到到的的电电场场力力跟它的电量的比值叫该点的跟它的电量的比值叫该点的电场强度电场强度，简称场强。，简称场强。（2）定义式：定义式：（3）国际单位：牛国际单位：牛/库（库（N N/C）或或伏伏/米（米（

3、V/m）（4）电场强度是矢量：电场强度是矢量：规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向跟跟负电荷负电荷在该点所受在该点所受电场力电场力的的方向相反方向相反+Q+qAFAEA+Q-qAFAEA根据规定：根据规定：负负电荷在电场中某点受到的电场力电荷在电场中某点受到的电场力的方向跟该点的场强方向的方向跟该点的场强方向相反相反。物理学中规定：物理学中规定：电场中某点的场强度方向跟电场中某点的场强度方向跟正正电荷在该点所受的电场力方向电荷在该点所受的电场力方向相同相同。（）（）电场强度是矢量电场强度是矢量2、电场强度、电场强度（5）物理意义：物理意义：反映电场本

4、身的性质（电场强弱和方反映电场本身的性质（电场强弱和方向），电场中某点的电场强度数值上向），电场中某点的电场强度数值上等于单位电荷在那里所受的电场力。等于单位电荷在那里所受的电场力。注意：（注意：（1）E=F/q 为定义式为定义式，适用于一切一切电场。（2）某点的电场强度的大小及方向取决于电场）某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身（即本身（即场源电荷场源电荷与与位置位置），与检验电荷的），与检验电荷的正负正负、电量的大小、有无电量的大小、有无及受到的及受到的电场力均电场力均无关无关。（3）电场力电场力:F=qE 3、真空中点电荷的场强、真空中点电荷的场强决定式：决定式：Q：场源电荷：场源电

5、荷r：电场中点到：电场中点到Q的距离的距离只适用于真空中点电荷只适用于真空中点电荷方向：方向：正电荷正电荷发散发散负电荷负电荷收敛收敛+-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无关无关QQ是场源电是场源电荷，荷，E E与与QQ成正比成正比和和的区别的区别：4 4、电场强度的叠加原理、电场强度的叠加原理将试探电荷放入两个将试探电荷放入两个点电荷产生的场中点电荷产生的场中电场中任何一点的总场强等于各个点电荷在该点各自电场中任何一点的总场强等于各个点电荷在该点各自产生的场强

6、的矢量和。这就是场强产生的场强的矢量和。这就是场强叠加原理叠加原理。Q1Q2AE1E2E4.电场的叠加原理电场的叠加原理独立性独立性各个场源产生电场互不干扰。各个场源产生电场互不干扰。叠加原理叠加原理注意：注意：只有同时作用在同一区域内的电场才可只有同时作用在同一区域内的电场才可 以进行叠加。以进行叠加。QrPrQP一个半径为一个半径为R R的的均匀均匀带电球体带电球体（或球壳）在外部产生的电场（或球壳）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三、电场的形象描述三、电场的形象描述电场线电场线 英国物理学家英国物理学家英

7、国物理学家英国物理学家法拉第法拉第法拉第法拉第首先引入了电场强度的首先引入了电场强度的首先引入了电场强度的首先引入了电场强度的图象，他在电场中画了一些线，这些线：图象，他在电场中画了一些线，这些线：图象，他在电场中画了一些线，这些线：图象，他在电场中画了一些线，这些线：在电场在电场中，画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的中，画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，强方向一致，并使线的疏密表示场强的大小并使线的疏密表示场强的大小并使线的疏密表示场强的大小并使线的疏密表示场强的大小这这些曲线就叫做电场线

8、。些曲线就叫做电场线。1、引入、引入（1）电场线上每一点的）电场线上每一点的切线方向切线方向跟该点的场强方向一致跟该点的场强方向一致电场线电场线（2）电场线的疏密程度反映了电场的强弱。）电场线的疏密程度反映了电场的强弱。EAEB2、几种特殊的电场的电场线分布、几种特殊的电场的电场线分布 （1）正点电荷）正点电荷发散状发散状（2）负点电荷负点电荷会聚状会聚状（3）等量异种点电荷）等量异种点电荷相吸状相吸状（4）等量同种点电荷）等量同种点电荷排斥状排斥状（5）匀强电场：匀强电场：l电场强度大小，方向处处相同。电场强度大小，方向处处相同。l电场线特点：平行的、等间距的、同向的直线电场线特点：平行的、

9、等间距的、同向的直线l产生条件：两块靠近的平行金属板，大小相等，产生条件：两块靠近的平行金属板，大小相等，互相正对，分别带有等量的正负电荷，它们之间的互相正对，分别带有等量的正负电荷，它们之间的电场除边缘附近外就是匀强电场。电场除边缘附近外就是匀强电场。（1）电场线并不是电场中实际存在的线，而是形象地描述）电场线并不是电场中实际存在的线，而是形象地描述 电场的假想的线。电场的假想的线。（2）电场线起于正电荷止于负电荷。电场线起于正电荷止于负电荷。电场线起于正电荷止于负电荷。电场线起于正电荷止于负电荷。（3）电场线不闭合，电场线不闭合，电场线不闭合，电场线不闭合，不相交。不相交。3、电场线特征：

10、、电场线特征：（4 4）电场线越密的地方，场强越大；电场线越疏的地方，场电场线越密的地方，场强越大；电场线越疏的地方，场 强越小。强越小。（5 5）匀强电场中的电场线必是一族平行的直线。）匀强电场中的电场线必是一族平行的直线。）匀强电场中的电场线必是一族平行的直线。）匀强电场中的电场线必是一族平行的直线。（6）电场线不是电荷在电场中的运动轨迹。）电场线不是电荷在电场中的运动轨迹。例例1电场中有一点电场中有一点P，下列说法正确的是（，下列说法正确的是（）、若放在点的电荷量减半，则点的场强减半、若放在点的电荷量减半，则点的场强减半、若点没有试探电荷，则点场强为零、若点没有试探电荷，则点场强为零、点

11、场强越大，则同一电荷在点所受电场力、点场强越大，则同一电荷在点所受电场力越大越大、点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向、点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向Cl l例例例例.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：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：()()l lA A、电场线是客观存在的、电场线是客观存在的、电场线是客观存在的、电场线是客观存在的l lB B、电场线与电荷运动的轨迹是一致的、电场线与电荷运动的轨迹是一致的、电场线与电荷运动的轨迹是一致的、电场线与电荷运动的轨迹是一致的l lC C、电场线上某点的切线方向与电荷在该点受力方

12、向、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、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可以不同可以不同l lD 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、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C例如图带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，例如图带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有在这条线上有A A、B B两点，用两点，用E EA A、E EB B表示表示A A、B B两处的场两处的场强大小，则强大小，则 ()AA A、B B两点的场强方向相同两点的场强方向相同B电场线

13、从电场线从A A指向指向B B，所以，所以E EA A E EB BCA A、B B同在一条电场线上，且电场线是直线，所以同在一条电场线上，且电场线是直线，所以 E EA A=E=EB BD不知不知A A、B B附近的电场线分布状况，附近的电场线分布状况，E EA A 、E EB B的大的大 小不能确定小不能确定AD例如图所示，在一带负电的导体附近例如图所示，在一带负电的导体附近有点，如在处放置一个有点，如在处放置一个q1=-210-8C的电的电荷测出其受到的电场力大小为荷测出其受到的电场力大小为410-6N,方向方向如图所示，那么该点的场强多大？方向如何如图所示，那么该点的场强多大？方向如何

14、？如果换用一个？如果换用一个q2=410-7C的电荷放在点的电荷放在点其受力多大？此时处场强多大？其受力多大？此时处场强多大？例如图，真空中，带电量分别为和例如图，真空中，带电量分别为和的点电荷、相距，则：的点电荷、相距，则：（）两点电荷连线的中点的场强多大？（）两点电荷连线的中点的场强多大？（）在两电荷连线的中垂线上，距、两点（）在两电荷连线的中垂线上，距、两点都为的点的场强如何都为的点的场强如何例如图，在匀强电场中，将质量为、带例如图，在匀强电场中，将质量为、带电荷量为的一带电小球由静止释放，如果带电荷量为的一带电小球由静止释放，如果带电小球的运用轨迹为一直线，若直线与竖直方电小球的运用轨迹为一直线，若直线与竖直方向的夹角为向的夹角为，那么匀强电场的场强最小是多，那么匀强电场的场强最小是多少？少？