《電場強度》課件（1）

1、 電場強度力是物體對物體的作用力是物體對物體的作用, ,下列物體間力下列物體間力的作用以什么物質(zhì)為媒介？的作用以什么物質(zhì)為媒介？(1)(1)人推車前進人對車的推力人推車前進人對車的推力(2)(2)兩塊磁鐵之間的磁力兩塊磁鐵之間的磁力(3)(3)空中物體受到的重力空中物體受到的重力(4)(4)兩個電荷之間的庫侖力是怎樣發(fā)生兩個電荷之間的庫侖力是怎樣發(fā)生的的? ?問題問題1:1:18371837年法拉第提出年法拉第提出“場場”的的概念概念 英國物理學(xué)家英國物理學(xué)家 法拉第法拉第（1791-18671791-1867） 電荷之間通過電荷之間通過電場電場發(fā)生相互發(fā)生相互作用作用. .電場電場電荷電荷

2、A電荷電荷 B 產(chǎn)生產(chǎn)生作用于作用于 產(chǎn)產(chǎn)生生作用作用于于一、電場一、電場1 1、任何帶電體的周圍都存在著電場、任何帶電體的周圍都存在著電場。 2 2、定義：、定義： 電場是看不見摸不著電場是看不見摸不著, ,但但電場是客觀存在的，電場是客觀存在的，是一種是一種特殊物質(zhì)特殊物質(zhì)形態(tài)。形態(tài)。3.3.基本性質(zhì)：基本性質(zhì)：電場對放入其中的電電場對放入其中的電荷有力的作用荷有力的作用-電場力。電場力。問題問題2 2：怎樣描述電場的強弱呢？：怎樣描述電場的強弱呢？二、電場強度二、電場強度1.1.研究方法：研究方法：引入引入檢驗電荷檢驗電荷（理想化模型）（理想化模型）電量特點：電量特點：qQqQ大小特點：

3、大小忽略不計大小特點：大小忽略不計電量可以忽電量可以忽略的點電荷略的點電荷場源電荷場源電荷：形成電場的電荷：形成電場的電荷2 2、電場強度（、電場強度（E E）（1 1）定義：放入電場中某點的檢驗電荷所受到）定義：放入電場中某點的檢驗電荷所受到的電場力的電場力F F跟它的電荷量跟它的電荷量Q Q的比值的比值（2 2）定義式：）定義式：qFE （3 3）單位：牛）單位：牛/ /庫（庫（N/CN/C）（4 4）矢量性：）矢量性：規(guī)定與規(guī)定與正正檢驗電荷在該點所受電場力方向檢驗電荷在該點所受電場力方向相同相同 與與負負檢驗電荷在該點所受電場力方向檢驗電荷在該點所受電場力方向相反相反（5 5）理解：）

4、理解：a.E=F/qa.E=F/q為定義式，適用于為定義式，適用于一切電場一切電場b.b.電場強度是反映電場電場強度是反映電場強弱和方向強弱和方向的物理量的物理量 c.c.由電場由電場本身性質(zhì)本身性質(zhì)決定，與決定，與檢驗電荷檢驗電荷的正負、的正負、電荷量的大小及受到電荷量的大小及受到電場力都無關(guān)電場力都無關(guān)。 d.d.電場力：電場力：F=qEF=qE電場強弱與密度的類比電場強弱與密度的類比思考思考1：m大的物體是否密度大？大的物體是否密度大？電場強弱電場強弱相同相同q檢驗電荷檢驗電荷受力受力F大大 電場強電場強密密 度度同一同一v實心物體實心物體質(zhì)量質(zhì)量m大大 密度大密度大不同位置不同位置不同

5、物質(zhì)不同物質(zhì)思考思考2：F大的位置是否電場強？大的位置是否電場強？VmqFE 鞏顧練習(xí)鞏顧練習(xí)1 1、由電場強度的定義式、由電場強度的定義式 可知，在電可知，在電場中的同一點：場中的同一點：A A 電場強度電場強度E E與與F F成正比，跟成正比，跟q q成反比。成反比。B B 無論檢驗電荷的無論檢驗電荷的q q值（不為零）如何變化，值（不為零）如何變化，F(xiàn) F與與q q的比值始終不變。的比值始終不變。C C 電場中某一點的場強為零，則處在該點的電場中某一點的場強為零，則處在該點的電荷受到的電場力一定為零。電荷受到的電場力一定為零。D D 一個不帶電的小球在一個不帶電的小球在P P點受到的電場

6、力為零，點受到的電場力為零，則則P P點的場強一定為零。點的場強一定為零。qFE 答案：答案：BC鞏顧練習(xí)鞏顧練習(xí)2 2、電場中有一點電場中有一點P P，下列說法正確的下列說法正確的是A.A.若放在若放在P P點的檢驗電荷的電量減半點的檢驗電荷的電量減半，則則P P點的點的場強減半場強減半。B B.若若P P點沒有檢驗電荷點沒有檢驗電荷，則則P P點的場強為零點的場強為零。C.PC.P點的場強越大點的場強越大，則同一電荷在則同一電荷在P P點受到的電點受到的電場力越大場力越大。D D.P P點的場強方向為檢驗電荷在該點的受力方點的場強方向為檢驗電荷在該點的受力方向向。答案：答案：C C問題問題

7、3 3 點電荷點電荷的場強如何？的場強如何？ 真空中有一個電荷量為真空中有一個電荷量為+Q+Q的點電荷，的點電荷，利用利用電場強度定義電場強度定義和和庫侖定律庫侖定律，推導(dǎo)真空中點電荷，推導(dǎo)真空中點電荷周圍某點的電場強度周圍某點的電場強度qFE2rkQqF 22rkQqrQqkqFE三、點電荷電場強度三、點電荷電場強度1 1、點電荷場強的大小：、點電荷場強的大小：2rQkE注意：注意：Q Q：場源電荷：場源電荷r r：研究的點到場源電荷的距離：研究的點到場源電荷的距離2 2、場強方向：、場強方向：正正點電荷電場方向點電荷電場方向背離背離電荷電荷負負點電荷電場方向點電荷電場方向指向指向電荷電荷3

8、.在電荷在電荷Q=8 10-9 C的電場中有點的電場中有點A,在在A點放入點放入點電荷點電荷q=+4 10-9 C, q受到電場力受到電場力F=8 10-5N,方方向向右向向右.(1)求求A點場強大小、方向點場強大小、方向.(2)求求A到到Q的距離的距離r.(3)若將若將q取走取走,求求A點場強點場強.(4)若在若在A點放入點放入q=-2 10-9C的負電荷的負電荷,求求A點場點場強大小和方向強大小和方向.(5)求求q受到的電場力受到的電場力.鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)2 2 10104 4N/C,N/C,向右向右6 6 1010-2-2m m2 2 10104 4N/C,N/C,向右向右2 2 101

9、04 4N/C,N/C,向右向右4 4 1010-5-5N,N,向左向左鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)4 4.A.A為帶電的金屬板，電荷量為為帶電的金屬板，電荷量為+ +Q Q，沿金屬板，沿金屬板的垂直平分線，在距板的垂直平分線，在距板r r處有一質(zhì)量為處有一質(zhì)量為m m、電、電荷量為荷量為q q的小球，小球用絕緣絲線懸掛于的小球，小球用絕緣絲線懸掛于O O點，點，受水平向右的電場力偏轉(zhuǎn)受水平向右的電場力偏轉(zhuǎn) 角而靜止角而靜止. .試求小試求小球所在處的電場強度球所在處的電場強度. .qmgqFEtan小結(jié)：電場強度的定義式和決定式小結(jié)：電場強度的定義式和決定式1.1.場強的定義式場強的定義式( (任意電場

10、任意電場) ) E E= =F F/ /q q q q是檢驗電荷是檢驗電荷2.2.場強的決定式場強的決定式( (真空中點電荷真空中點電荷) ) E E= =kQkQ/ /r r2 2 Q Q是場源電荷是場源電荷3.3.電場強度由電場本身的性質(zhì)決定電場強度由電場本身的性質(zhì)決定, ,與與檢驗電荷無關(guān)檢驗電荷無關(guān). .A AQ Q1 1Q Q2 2A A例 ： 如 圖 所 示 ， 真 空 中 有 兩 個 點 電 荷例 ： 如 圖 所 示 ， 真 空 中 有 兩 個 點 電 荷Q Q1 1=+3.0=+3.01010-8-8C C和和Q Q2 2=-3.0=-3.01010-8-8C C，它們相距，它

11、們相距0.1m0.1m，A A點與兩個點電荷的距離點與兩個點電荷的距離r r相等，相等，r=0.1m r=0.1m 。求：。求：（1 1）求在兩電荷連線的中點的場強求在兩電荷連線的中點的場強; ;（2 2）電場中電場中A A點的場強點的場強（3 3）在）在A A點放入點放入q=-1q=-11010-6-6C C求它所受的電場力求它所受的電場力。（1 1）1.081.0810105 5N/CN/C（2 2）2.72.7 10104 4 N/C N/C（3 3）2.7 2.7 1010-2-2 N N問題問題4 4 如何求合電場場強？如何求合電場場強？結(jié)論：結(jié)論：可以用矢量運算的可以用矢量運算的平

12、行四邊形定則平行四邊形定則求合電場場強。求合電場場強。四四. .電場的疊加電場的疊加電場中某點的電場強度為各個點電荷單電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和. .遵循遵循平行四邊形定則平行四邊形定則. .鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)5.真空中有兩個點電荷真空中有兩個點電荷QA=+1.0 10-8C和和QB=-4.0 10-8C,分別固定在分別固定在x軸軸x1=0和和x2=6的位置上的位置上. (1)求電場強度為零的位置求電場強度為零的位置. (2)在在x軸上場強沿軸上場強沿+x方向的區(qū)域方向的區(qū)域.(3)今放入電荷今放入電荷C,使電荷使電荷C都在靜電

13、力作用下平衡都在靜電力作用下平衡.求電荷求電荷C的位置及電荷量的位置及電荷量.(4)今放入電荷今放入電荷C,使使A、B、C三個電荷都在靜電三個電荷都在靜電力作用下平衡力作用下平衡.求電荷求電荷C的位置及電荷量的位置及電荷量.【x=-6】【 x=-6 , QC為任意值為任意值 】【xx0】【 x=-6 , QC=-4.0 10-8C 】五、五、 電場線電場線 1引入：電場線是人為的，引入：電場線是人為的，假想假想的一簇曲線。的一簇曲線。2電場電場雖然抽象但它是雖然抽象但它是客觀存在客觀存在的物質(zhì)，的物質(zhì)， 電場線電場線雖然形象，但它是雖然形象，但它是假想假想的曲線的曲線3幾種常見的帶電體周圍的電

14、場線分布幾種常見的帶電體周圍的電場線分布 幾種常見的帶電體周圍的電場線分布幾種常見的帶電體周圍的電場線分布 （1）點電荷的電場線分布：正電荷的電場線從正電荷出發(fā)）點電荷的電場線分布：正電荷的電場線從正電荷出發(fā)延伸到無限遠延伸到無限遠正正 電電 荷荷 的的 電電 場場 線線負電荷的電場線無限遠處延伸到負電荷負電荷的電場線無限遠處延伸到負電荷負負 電電 荷荷 的的 電電 場場 線線 （2）兩個等量點電荷的電場線分布：）兩個等量點電荷的電場線分布： 等量異種電荷的電場線從正電荷出發(fā)到負電荷終止等量異種電荷的電場線從正電荷出發(fā)到負電荷終止等等 量量 異異 種種 電電 荷荷 的的 電電 場場 線線 等量

15、同種電荷的電場線從正電荷出發(fā)延伸到無限等量同種電荷的電場線從正電荷出發(fā)延伸到無限遠，或從無限遠延伸到負電荷遠，或從無限遠延伸到負電荷 等等 量量 同同 種種 電電 荷荷 的的 電電 場場 線線 （3）帶等量異種電荷平行金屬板間的電場線分帶等量異種電荷平行金屬板間的電場線分布布 等等 量量 異異 種種 電電 荷荷 平平 行行 金金 屬屬 板板 間間 的的 電電 場場 線線（3）電場線的疏密程度表示電場強度的大小，）電場線的疏密程度表示電場強度的大小，電場線越電場線越密密的地方，場強越的地方，場強越大大；電場線越；電場線越稀稀的地方，場強越的地方，場強越小小（4）兩條電場線不能相交兩條電場線不能相

16、交 （5）電場線是不閉合的）電場線是不閉合的4電場線的特點電場線的特點 （1）電場線始于正電荷，終止于負電荷（無窮遠處）電場線始于正電荷，終止于負電荷（無窮遠處）（2）電場線上每一點的）電場線上每一點的切線方向切線方向跟該點的跟該點的場強方向場強方向一致一致EAAEBB問題：問題：電場線是帶電粒子的運動軌跡嗎？電場線是帶電粒子的運動軌跡嗎？電場線電場線運動軌跡運動軌跡客客觀觀性性切切線線意意義義電場中電場中并不存在并不存在，是，是為了研究電場方便而為了研究電場方便而人為引入的人為引入的粒子在電場中的運動粒子在電場中的運動軌跡，是軌跡，是客觀存在客觀存在的的曲線上各點的曲線上各點的切線切線方方向

17、即為該點的向即為該點的場強方場強方向，向，同時也是正電荷同時也是正電荷在該點的受力方向，在該點的受力方向，即正電荷在該點產(chǎn)生即正電荷在該點產(chǎn)生加速度的方向加速度的方向軌跡上每一點的軌跡上每一點的切線切線方向即為粒子在該點方向即為粒子在該點的的速度方向速度方向，但加速，但加速度的方向與速度的方度的方向與速度的方向不一定相同向不一定相同小結(jié)：電場線與帶電粒子運動軌跡重合的必小結(jié)：電場線與帶電粒子運動軌跡重合的必須同時具備的條件：須同時具備的條件：（1 1）電場線是直線電場線是直線（2 2）帶電粒子）帶電粒子只受電場力只受電場力，或受其他力，或受其他力，但方向沿電場線所在直線但方向沿電場線所在直線（

18、3 3）帶電粒子）帶電粒子初速度為零或初速度方向沿初速度為零或初速度方向沿電場線所在的直線。電場線所在的直線。六、勻強電場六、勻強電場 1勻強電場：電場強度的勻強電場：電場強度的大小大小和和方向處處相同方向處處相同的電場的電場， 叫做叫做勻強電場勻強電場 2勻強電場的電場線：是一組等間隔的勻強電場的電場線：是一組等間隔的平行線平行線 3勻強電場的實例：兩塊靠近的平行金屬板，大小勻強電場的實例：兩塊靠近的平行金屬板，大小相相 等等，互相正對，分別帶有等量的正負電荷，它們，互相正對，分別帶有等量的正負電荷，它們之之 間間電場除邊緣附近外是勻強電場電場除邊緣附近外是勻強電場本節(jié)小結(jié)：本節(jié)小結(jié)： 電場

19、強度是反映電場力的性質(zhì)的物理量，其大小電場強度是反映電場力的性質(zhì)的物理量，其大小為放入電場中某點的電荷所受的電場力為放入電場中某點的電荷所受的電場力F跟它的電跟它的電荷量荷量q的比值的比值 場強的定義式場強的定義式( (任意電場任意電場) ) E E= =F F/ /q q q q是檢驗電荷是檢驗電荷 場強的決定式場強的決定式( (真空中點電荷真空中點電荷) ) E E= =kQkQ/ /r r2 2 Q Q是場源電荷是場源電荷 電場中某點的場強等于該點周圍各個電荷單獨存電場中某點的場強等于該點周圍各個電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生的場強的矢量和在時在該點產(chǎn)生的場強的矢量和本節(jié)小結(jié)：本節(jié)小結(jié)： 電場

20、線不是電場里實際存在的線，而是形象地描電場線不是電場里實際存在的線，而是形象地描述電場的假想的線，電場雖然抽象但它是客觀存述電場的假想的線，電場雖然抽象但它是客觀存在的物質(zhì)，電場線雖然形象但它僅是假想的線在的物質(zhì)，電場線雖然形象但它僅是假想的線 電場強度的大小和方向處處相同的電場，叫做勻電場強度的大小和方向處處相同的電場，叫做勻強電場強電場鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)1 1、如、如圖所示的是一個點電荷周圍的電場線，圖所示的是一個點電荷周圍的電場線，下列判斷中正確的是（下列判斷中正確的是（ ）A A該點電荷為負電荷，距點電荷越近處電場該點電荷為負電荷，距點電荷越近處電場強度越大強度越大B B該點電荷為負電荷

21、，距點電荷越近處電場該點電荷為負電荷，距點電荷越近處電場強度越小強度越小C C該點電荷為正電荷，距該點電荷為正電荷，距點電荷越近處電場強度越大點電荷越近處電場強度越大D D該點電荷為正電荷，距該點電荷為正電荷，距點電荷越近處電場強度越小點電荷越近處電場強度越小C C2 2、如、如圖圖5 5是是某靜電場的一部分電場線的分某靜電場的一部分電場線的分布情況，下列說法中正確的是（布情況，下列說法中正確的是（ ）A.A.這個電場可能是負點電荷的電場這個電場可能是負點電荷的電場B.B.點電荷點電荷q q在在A A點處受到的電場力比在點處受到的電場力比在B B點處點處受到的電場力大受到的電場力大 C.C.點

22、電荷點電荷q q在在A A點處的瞬時加速度比在點處的瞬時加速度比在B B處的處的瞬時加速度小（不計重力）瞬時加速度?。ú挥嬛亓Γ〥.D.負電荷在負電荷在B B點處受到的電點處受到的電場力的方向沿場力的方向沿B B點切線方向。點切線方向。鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)圖5ABB B鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)3.兩個等量異種電荷，兩個等量異種電荷，a、b為它們的連線上的兩點為它們的連線上的兩點,c、d為連線中垂線上的兩點為連線中垂線上的兩點,O為其垂足為其垂足,a、b、c、d四四點到點到O點的距離都相等點的距離都相等.則則a、b、c、d四點的場強的四點的場強的大小關(guān)系為大小關(guān)系為 . Ea= Eb EO EOEc= Ed 方向相同方向相同.鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)4.兩個等量同種正電荷，兩個等量同種正電荷，a、b為它們的連線上的兩為它們的連線上的兩點，點，c、d為連線中垂線上的兩點，為連線中垂線上的兩點，O為其垂足，為其垂足，a、b、c、d四點到四點到O點的