3.電場電場強(qiáng)度和電場線

1、,3、電場 電場強(qiáng)度 電場線,一、教學(xué)目標(biāo),1、理解電場的概念，知道電荷之間通過電場發(fā)生相互作用。 2、理解電場強(qiáng)度的概念及其定義式。能推導(dǎo)點電荷場強(qiáng)的計算式，并能進(jìn)行有關(guān)的計算。 3、掌握電場線的性質(zhì)。熟記幾種典型電場的電場線分布。,二、重點與難點： 重點：“場”的引入，觀念的建立。電場強(qiáng)度 難點：電場強(qiáng)度，電場線,庫侖定律 1.內(nèi)容：真空中兩個靜止的點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。,真空中 點電荷,3.適用范圍：,2.公式：,在力學(xué)中，我們所學(xué)過的彈力、摩擦力都是接觸力，只有相互接觸的兩個物體之間才有可能產(chǎn)生彈力、

2、摩擦力。腳踢球，腳對球的力直接作用在球上；狗拉雪橇，狗對雪橇的拉力是通過繩子作用的 以上這些例子中，力都是存在于直接接觸的物體之間！ 那么，兩個電荷之間并不接觸，它們之間的相互作用力是如何實現(xiàn)的呢？,一種觀點認(rèn)為這種作用力是超距作用，從一個物體到另一個物體是直接的，不需要介質(zhì)也不需要時間這種方式可以表示為：電荷電荷 另一種觀點(法拉第為代表)，認(rèn)為這些力是通過一種叫“場”的媒介傳遞的這種作用方式可以表示為：電荷電場電荷,法拉第提出： 電荷周圍存在電場,電荷,電荷,力的作用,通過電場,歸納：電荷與電荷之間通過電場發(fā)生相互作用。,一、電場,A電荷的電場對B電荷產(chǎn)生力的作用，即B電荷在A電荷的電場中

3、受到電場力的作用，反之亦然,電場的基本性質(zhì)：電場對處在其中的電荷有力的作用，這種力叫做電場力。,電荷A,電荷B,F,電場,F,那么,我們?nèi)绾蝸肀容^電場的強(qiáng)弱呢?,用電荷所受的電場力比較行嗎?,Q,q,FA,q,FB,A,B,二、電場強(qiáng)度,用來檢驗電場性質(zhì)的電荷，這個電荷的存在與否，不影響要檢驗的電場情況 帶電體做檢驗電荷要滿足兩個條件： （1）電荷量要充分小。放入電場之后，不影響原來 要研究的電場分布； （2）體積要充分小?？梢暈辄c電荷，在電場中的位置可以準(zhǔn)確描述，便于研究電場中各點的情況,如圖，空間存在電場，我們怎樣利用檢驗電荷比較各點的電場強(qiáng)弱？ 討論交流，可以用哪個物理量確切表示電場的強(qiáng)

4、弱呢？,帶電量分別為q 、2q、3q的檢驗電荷依次放在A、B兩點，請分別確定檢驗電荷所受電場力的大小,在B點受力,在A點受力,3q,2q,q,電荷電量,對表中的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行橫向和縱向的對比分析，并據(jù)此說明能否用電荷所受的電場力和電量的比值表示電場的強(qiáng)弱？,1.定義：電場中某一點的檢驗電荷受到的電場力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點的電場強(qiáng)度，簡稱場強(qiáng)，用E表示。 2.公式：E=F/q (比值法) 3.單位：N/C.,4.電場強(qiáng)度是矢量物理學(xué)中規(guī)定：電場中某點的場強(qiáng)方向跟正電荷在該點所受的電場力方向相同。（負(fù)電荷在電場中某點所受電場力的方向跟該點的場強(qiáng)方向相反。） 特別注意：電場中某一點的場強(qiáng)大

5、小和方向有唯一確定的值,與所放檢驗電荷的電性無關(guān)、與所放檢驗電荷所帶的電荷量多少無關(guān)、與該點有無電荷無關(guān)。,例：電場中某點的場強(qiáng)大小為410 N/C，電荷量為-10-C的點電荷在該點受到的電場力是多大？,解：F Eq 10-C 410 N/C 10- N,注：計算時，只代入絕對值，算出力的大??；力的方向由放入電荷與已知點電荷的正負(fù)來決定。,練習(xí)1. 真空中有一電場，在電場中的P點放一電量為 410-9C的檢驗電荷，它受到的電場力為210-5N，則 P點的場強(qiáng)為 N/C；把檢驗電荷的電量減少為 210-9C，則檢驗電荷所受的電場力為 N。 如果把這個檢驗電荷取走，則P點的電場強(qiáng)度為 N/C。,5

6、103,110-5,5103,思考： 真空中，距離某電荷r處的場強(qiáng)大小如何計算？,三、真空中點電荷的場強(qiáng),1.決定式：,Q：產(chǎn)生電場的點電荷,r：電場中某點到Q的距離,只適用于:真空中 點電荷,2.方向：,E=kQ/r2,如圖所示，真空中有兩個點電荷Q1=3.010-8C和 Q2=-3.010-8C，它們相距0.1m.求電場中A點的場強(qiáng)。A點與兩個點電荷的距離r相等，r=0.1m。,E1,E2,E,例題2：,E=E1cos60+E2cos60 =2E1cos60 =2kQ1cos60/r2,代入數(shù)值得E=2.7104N/C,解析：點電荷Q1、Q2在A點產(chǎn)生的場強(qiáng)分別為E1、E2，它們的大小相等

7、，方向如圖所示，A點的場強(qiáng)為兩個場強(qiáng)的合場強(qiáng)。,練習(xí)3. 真空中，A、B兩點上分別放置異種點電荷Q1、Q2，已知兩點電荷間引力為10N，Q1= -1 10-2C，Q2=2 10-2C，移開Q1，則Q2在A處產(chǎn)生的電場場強(qiáng)大小是_N/C，方向_ ;若移開Q2，則Q1在B處產(chǎn)生的電場場強(qiáng)大小是_N/C , 方向_.,1000,由B向A,由B向A,500,電場是一種客觀存在的物質(zhì)，但是它看不見、摸不到、非常抽象，不便交流和研究.,引入目的：為了形象化地反映和描述電荷周圍的電場。,電場線的物理意義：電場線上每一點的切線方向都跟該點的場強(qiáng)方向一致，某一區(qū)域電場線的疏密反映了這一區(qū)域場強(qiáng)的大小。,電 場

8、雖然抽象但它是客觀物質(zhì),電場線 雖然形象但它是主觀想象，實際并不存在。,四、電場線,帶電！,為什么？,靜電斥力!,形狀大致顯出電場線的分布,正點電荷的電場線分布,正點電荷的電場線分布,起始于正電荷，終止于無窮遠(yuǎn)處. 在以正點電荷為球心的球面上,電場線疏密相同,但方向各不相同.球面半徑越大,球面上電場線分布越疏.,像太陽光芒四射,發(fā)散狀中心對稱圖形,會聚狀中心對稱圖形,負(fù)點電荷的電場線分布,起始于無窮遠(yuǎn)處，終止于負(fù)電荷. 在以負(fù)點電荷為球心的球面上,電場線疏密相同,但方向各不相同.球面半徑越大,球面上電場線分布越疏.,像黑洞把周圍物體全吸進(jìn)來,帶等量異種電荷平行金屬板間的電場線分布,起始于正電荷

9、，終止于負(fù)電荷.除邊緣外,兩個金屬板之間的電場線疏密均勻,方向相同.為平行等距同向直線.,株距行距都相等的樹林,勻強(qiáng)電場,1.電場線上每一點切線方向為該點場強(qiáng)方向。電場線越密的地方，場強(qiáng)越大; 電場線越稀的地方，場強(qiáng)越小； 2.電場線是不封閉的曲線，電場線總是從正電荷（或者從無窮遠(yuǎn)）出發(fā)到負(fù)電荷終止（或者延伸到無窮遠(yuǎn)）；電場線不會在沒有電荷的地方中斷。 3.任意兩條電場線都不相交 4.僅在電場力作用下，電場線一般不是電荷的運動軌跡,小結(jié)：電場線的性質(zhì),查看原因,1.電場線上每一點切線方向為該點場強(qiáng)方向。電場線越密的地方，場強(qiáng)越大; 電場線越稀的地方，場強(qiáng)越??； 2.電場線是不封閉的曲線，電場線

10、總是從正電荷（或者從無窮遠(yuǎn)）出發(fā)到負(fù)電荷終止（或者延伸到無窮遠(yuǎn)）；電場線不會在沒有電荷的地方中斷。 3.任意兩條電場線都不相交 4.僅在電場力作用下，電場線一般不是電荷的運動軌跡,小結(jié)：電場線的性質(zhì),查看原因,例題3：圖中實線是一簇由正點電荷產(chǎn)生的電場線，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡。帶電粒子在從a到b的運動過程中只受電場力作用，根據(jù)此圖可作出的正確判斷是（ ）,A.帶電粒子的電性 B.帶電粒子在a、b兩點的受力方向 C.帶電粒子在a、b兩點的速度方向 D.帶電粒子在a、b兩點的速度何處較大,A B C D,先畫出入射點的軌跡切線,即畫出初速度的方向，再根據(jù)軌跡的彎曲方向確定電場力的方向，進(jìn)而利用力學(xué)研究的方法來解決有關(guān)問題。,會根據(jù)給定一簇電場線和帶電粒子的運動軌跡，分析推斷有關(guān)問題。,練習(xí)：如圖所示，AB是某電場中的一條電場線，在電場線上P處自由釋放一個負(fù)檢驗電荷時，它沿直線向B點處運動對此現(xiàn)象下列判斷中正確的是(不計電荷重力)（ ） A.電荷向B做勻加速運動 B.電荷向B做加速度越來越小的運動 C.電荷向B做加速度越來越大的運動 D.電荷向B做加速運動，加速度的變化情況不能確定,D,解析：會根據(jù)給出的一條直線電場線,分析場強(qiáng)的變化情況，判斷帶電粒子的電性，對帶電粒子進(jìn)行受力分析和運動分析。這條直線電場線可能是孤立正