第3节电场及其描述(精品).ppt

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1、1.3 1.3 电场及其描述电场及其描述 两电荷不直接接触，它们之间的相互作用是怎两电荷不直接接触，它们之间的相互作用是怎样产生的样产生的?想一想想一想 超距作用听起来很玄乎超距作用听起来很玄乎,违背了违背了力不能物体而独立存力不能物体而独立存在在的科学依据，给科学披上的科学依据，给科学披上了神秘的色彩。科学就是要了神秘的色彩。科学就是要把事物的来龙去脉解释的真把事物的来龙去脉解释的真真切切真切切,明明白白。科学不是明明白白。科学不是艺术艺术.很多科学家认为超距作很多科学家认为超距作用很荒谬用很荒谬,但一时找不出来反但一时找不出来反对的理由对的理由,科学陷入了困境。科学陷入了困境。最终使人们摆

2、脱这一困境的最终使人们摆脱这一困境的是英国人法拉第。是英国人法拉第。超距作用超距作用 法拉第法拉第认为电荷周围存在认为电荷周围存在电电场场，处在电场中的其它电荷受到，处在电场中的其它电荷受到的作用力就是这个电场给予的。的作用力就是这个电场给予的。电荷电荷A A电场电场电荷电荷B B 电荷与电荷之间的相互作用就是通过在其周围电荷与电荷之间的相互作用就是通过在其周围的电场来完成的的电场来完成的 法拉第法拉第提出电荷周围存提出电荷周围存在在电场电场，处在电场中的其它，处在电场中的其它电荷受到的作用力就是这个电荷受到的作用力就是这个电场给予的。电场给予的。1.1.电场：电场：电场是电荷周围存在的一种电

3、场是电荷周围存在的一种特殊物质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，不以人的感看不见，摸不着，不以人的感 官意识为转移的客观存在。官意识为转移的客观存在。2.2.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。这种力叫做作用。这种力叫做电场力电场力。一、电场一、电场例例1 1、下列说法中正确的是下列说法中正确的是A A只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B B电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依电场是一种

4、物质，它与其他物质一样，是不依 赖我们的感觉而客观存在的东西赖我们的感觉而客观存在的东西C C电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用D DA A电荷受到电荷受到B B电荷的作用，是电荷的作用，是B B电荷的电场对电荷的电场对A A电荷电荷的作用的作用 用什么可以检验空间存在用什么可以检验空间存在看不见又看不见又摸不着摸不着的电场？的电场？场源电荷场源电荷试探电荷试探电荷+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：

5、试探电荷必须具备条件：（1 1）电量足够小；（）电量足够小；（2 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 1、场源电荷与试探电荷、场源电荷与试探电荷二、电场强度二、电场强度+Q如何描述电场的强弱程度？如何描述电场的强弱程度？+QqF1AqF3CqF2BqF4D如何描述电场的强弱程度？如何描述电场的强弱程度？实验表明：同一检验电荷实验表明：同一检验电荷q q在电场中的不同位置受到的电在电场中的不同位置受到的电场力各不相同，在距场力各不相同，在距Q Q近的点受到的电场力大，在距近的点受到的电场力大，在距Q Q远的点受远的点受到的电场力小，这个现象说明在电场中的

6、不同位置，电场的强到的电场力小，这个现象说明在电场中的不同位置，电场的强弱程度不同，所以，弱程度不同，所以，我们应当寻找一个合适的物理量来表示电我们应当寻找一个合适的物理量来表示电场的强弱程度。场的强弱程度。+QpF1F F2 2F3F4q1q2q3q4电荷量电荷量:q:q1 1 q q2 2 q q3 3 q q4 4如何描述电场的强弱程度？如何描述电场的强弱程度？实验发现：实验发现：在电场中的同一点，检验电荷的电量在电场中的同一点，检验电荷的电量q q发生变化，发生变化，它所受的电场力的大小它所受的电场力的大小F F也随之变化（成正比的变化）而也随之变化（成正比的变化）而电电场力的大小场力

7、的大小F F与检验电荷电量与检验电荷电量q q的比值不变的比值不变，即，即 这个比值不随检验电荷电量变化，说明它与检验电荷无这个比值不随检验电荷电量变化，说明它与检验电荷无关，它只与电场中这点（关，它只与电场中这点（P P）的位置有关。）的位置有关。同一位置，不同检验电荷同一位置，不同检验电荷+QqF1AqF2B如何描述电场的强弱程度？如何描述电场的强弱程度？我们将同一个检验电荷放在电场中不同的点进行检测我们将同一个检验电荷放在电场中不同的点进行检测,发发现现:同一个检验电荷在电场中不同的点所受的电场力同一个检验电荷在电场中不同的点所受的电场力F F跟他的电跟他的电荷量的比值一般不相同荷量的比

8、值一般不相同.在比值大的点在比值大的点,检验电荷所受的电场力检验电荷所受的电场力F F大大,说明该点的电场强说明该点的电场强;这个比值的大小可以反映电场中不同这个比值的大小可以反映电场中不同点的电场的强弱程度点的电场的强弱程度,因此因此,我们用这个比值来定义一个反映电我们用这个比值来定义一个反映电场性质的物理量场性质的物理量-电场强度电场强度.同一检验电荷，不同位置同一检验电荷，不同位置1 1、场源电荷与试探电荷、场源电荷与试探电荷二、电场强度二、电场强度2 2、电场强度、电场强度 （1 1）定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它）定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它 的电量的比

9、值叫该点的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 2）定义式：）定义式：（3 3）国际单位：牛）国际单位：牛/库（库（N/CN/C）（4 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 电场强度是反映电场本身的性质（电电场强度是反映电场本身的性质（电场强弱和方向）的物理量。场强弱和方向）的物理量。（1 1）E E=F F/q q 为定义式，为定义式，适用于适用于一切一切电场。电场。（2 2）某点的电场强度的大小及方向取决于电场

10、本身）某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身（即（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、电量电量的大小、有无的大小、有无及受到的及受到的电场力均电场力均无关无关。（3 3）电场力）电场力:F=EqF=Eq如何理解电场强度？如何理解电场强度？例例2 2、下列关于电场强度的叙述正确的是下列关于电场强度的叙述正确的是 A.A.若放在电场中某点的试探电荷的电量减半，则该若放在电场中某点的试探电荷的电量减半，则该点的场强减半。点的场强减半。B.B.电场中某点电场中某点的场强越大，则同一电荷在该点受到的场强越大，则同一电荷在该点受到的电场力越大。的电场力越大。C C电场

11、中某点的场强与该点检验电荷所受的电场力电场中某点的场强与该点检验电荷所受的电场力成正比成正比 D D电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点所受电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点所受电场力的方向电场力的方向 E E电场中某点的场强与该点有无检验电荷无关电场中某点的场强与该点有无检验电荷无关 F.F.在电场中同一位置放置不同带电量的检验电荷，在电场中同一位置放置不同带电量的检验电荷，检验电荷的电量检验电荷的电量q q发生变化，它所受的电场力的大小发生变化，它所受的电场力的大小F F也也随之变化；在电场中不同位置放置同一电荷随之变化；在电场中不同位置放置同一电荷，电场力的，电场力的大小反应该点场

12、强的强弱。大小反应该点场强的强弱。1 1、场源电荷与试探电荷、场源电荷与试探电荷二、电场强度二、电场强度2 2、电场强度、电场强度 3 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：场源电荷r：电场中某位置到：电场中某位置到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适用范围适用范围电荷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是检验电荷是检验电荷E E与与q q无关无关Q Q是场源

13、电荷是场源电荷E E与与Q Q成正比成正比与与有何区别有何区别？例例3 3、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 AE E=F/qF/q，若，若q q减半，则该处的场强变为原来的减半，则该处的场强变为原来的2 2倍倍 B BE E=kQ/kQ/r r2 2中，中，E E与与Q Q成正比，而与成正比，而与r r平方成反比平方成反比 C C在以一个点电荷为球心，在以一个点电荷为球心，r r为半径的球面上，各为半径的球面上，各点的场强均相同点的场强均相同 D D电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到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的电场力的方向1

14、1、电场强度是矢量，合成应遵循平行四边形法则、电场强度是矢量，合成应遵循平行四边形法则 E+E-E合合PQ1Q2三、电场强度的叠加三、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法则、电场强度是矢量，合成应遵循平行四边形法则 三、电场强度的叠加三、电场强度的叠加2 2、一个半径为、一个半径为R R的的均匀均匀带电球体（或球壳）在外部带电球体（或球壳）在外部产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。电荷产生的电场相同。QrPrQP 例例4 4、真空中两个正点电荷真空中两个正点电荷A A、B B所带电量皆为所带电量皆为

15、Q Q，且，且相距为相距为r r,则距离则距离A A为为r r/3/3处的处的P P点的电场强度为多少？点的电场强度为多少？答案：答案：P P点场强为点场强为2727kQkQ/4/4r r2 2.PA+QB+QEAEB 例例5、如图，真空中，带电量分别为和如图，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、两点都（）在两电荷连线的中垂线上，距、两点都为的点的场强多大？为的点的场强多大？答案：答案：EAEBEAEBE 例例6 6、直角三角形中直角三角形中ABAB4cm4cm，BCB

16、C3cm3cm，在，在A A、B B处分处分别放有点电荷别放有点电荷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，方向平行于平行于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 1 1、电场：、电场：电场是电荷周围存在的一种特殊物质电场是电荷周围存在的一种特殊物质2 2、电场强度、电场强度 （1 1）定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它）定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它 的电量的比值叫该点的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 2）定义式：）定义式：（3 3）国际单位：牛）国际单位：牛/库（库（N/CN/C）（4 4）电场强度是矢量）电场强度是矢量（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