高中物理选修3-1第1章第3节 电场强度 ppt课件

1、三、点电荷的电场强度三、点电荷的电场强度一、电一、电 场场二、电场强度二、电场强度四、电场的叠加四、电场的叠加六、匀强电场六、匀强电场五、电场线五、电场线 两电荷不直接接触，它们之间的相互作用是怎样产生的?B+A+问题问题1 1 电荷之间的相互作用力是如何发生的？电荷之间的相互作用力是如何发生的？ 18371837年法拉第提出年法拉第提出“场的概场的概念念 英国物理学家英国物理学家 法拉第法拉第1791-18671791-1867 电荷之间经过电场发生相互作电荷之间经过电场发生相互作用用. .电场电荷电荷 A电荷电荷 B 产生作用于作用于 产生作用于作用于 1. 电场电场 定义：电场是看不见但

2、确是客观存在的，一种特殊物质形状。定义：电场是看不见但确是客观存在的，一种特殊物质形状。 静电场静电场 存在于静止电荷周围的电场称为静电场存在于静止电荷周围的电场称为静电场 3. 电场力电场力 电荷间的相互作用力称为电场力。电荷间的相互作用力称为电场力。 4.电场的根本性质：电场的根本性质： 对放入其中的电荷具有力的作用电荷和电荷间的作用力是经过电对放入其中的电荷具有力的作用电荷和电荷间的作用力是经过电场来实现的场来实现的 一、电一、电 场场问题问题2 2 怎样描画电场的强弱？怎样描画电场的强弱？ 场源电荷：产生电场的电荷场源电荷：产生电场的电荷Q Q+Q试探电荷：电量比较小、体积比较小试探电

3、荷：电量比较小、体积比较小 的电荷的电荷q q+qF问题问题2 2 怎样描画电场的强弱呢？怎样描画电场的强弱呢？+QF3+qF2+qF1+q同一点电荷距场源电荷不同位置同一点电荷距场源电荷不同位置的受力情况的受力情况 不同不同. .能否用电场力的能否用电场力的大小表示电场的大小表示电场的强弱？强弱？F2= 22rkQqF3= 23rkQq+Q它们之间它们之间有什么规有什么规律吗？律吗？F1= 21rkQq2332211rkQqFqFqF qFEAF二二. 电场强度电场强度(E)1.定义：放入电场中某点的试探电荷定义：放入电场中某点的试探电荷q,所受的电场力所受的电场力F跟它的电荷量跟它的电荷量

4、q的比值，的比值，叫做该点的电场强度。叫做该点的电场强度。3.单位：牛单位：牛/库库(N/C)4.矢量性：矢量性： 2.定义式：定义式：qFE电场中某点的场强方向规定为：电场中某点的场强方向规定为：跟正电荷在该点所受电场力方向一样；跟正电荷在该点所受电场力方向一样；跟负电荷在该点所受电场力方向相反。跟负电荷在该点所受电场力方向相反。5.了解了解 3由电场本身的性质决议，与试探由电场本身的性质决议，与试探电荷的正负、电荷量的大小及遭到的电电荷的正负、电荷量的大小及遭到的电场力都无关。场力都无关。1 为定义式，适用于一切电场。为定义式，适用于一切电场。qFE 2 2电场强度是反映电场强弱和方向的物

5、理量。电场强度是反映电场强弱和方向的物理量。 4用于求电场力：用于求电场力：F=qE 根据场强的定义式根据场强的定义式EFq可以知道可以知道A、电场中某点的场强跟放入该点的电荷所受的、电场中某点的场强跟放入该点的电荷所受的 电场力成正比，跟放入该点的电荷的电荷量电场力成正比，跟放入该点的电荷的电荷量 成反比成反比B、电场中的某一点，假设不放入检验电荷，那么、电场中的某一点，假设不放入检验电荷，那么 该点的场强为零该点的场强为零C、电场中的某一点，假设不放入检验电荷，那么、电场中的某一点，假设不放入检验电荷，那么 该点的场强为无穷大该点的场强为无穷大D、电场中的某一点，不论放不放入检验电荷，、电

6、场中的某一点，不论放不放入检验电荷， 也不论检验电荷的电荷量是多少，该点的场也不论检验电荷的电荷量是多少，该点的场 强都是一定的强都是一定的答案答案 D 真空中有一电场，在电场中的真空中有一电场，在电场中的P P点放一电量点放一电量为为4 410-9C10-9C的试探电荷，它遭到的电场力的试探电荷，它遭到的电场力 2 210-5N10-5N，那么，那么P P点的场强度点的场强度 N/C N/C；把试；把试探电荷的电量减少为探电荷的电量减少为2 210-9C10-9C，那么检验电，那么检验电荷所受的电场力为荷所受的电场力为 N N。 假设把这个试探电假设把这个试探电荷取走，那么荷取走，那么P P

7、点的电场强度为点的电场强度为 N/C N/C。5103110-55103前往主题 点电荷在点电荷在 r 处的电场强度大小为处的电场强度大小为 三、点电荷的电场强度三、点电荷的电场强度FE2rqQkF 2rQkqFE 2rQkE r+qQP 在点电荷Q 构成的电场中，距Q 为 r 的P 点，检验电荷遭到的电场力为 根据电场强度的定义，可知根据电场强度的定义，可知P 点的电场强度大小为点的电场强度大小为(Q表示场源电荷的电量表示场源电荷的电量) 解解:1P 点的电场强度大小为点的电场强度大小为F QqP 电场强度方向与放在电场强度方向与放在 P 点的负点电荷所受电场力的方点的负点电荷所受电场力的方

8、向相反。向相反。EN/C100 . 4100 . 295 qFEN/C100 . 53 在与场源电荷在与场源电荷Q 相距相距 r = 30 cm 的的P 点，点，q = 4.010-9 C 的的负点电荷遭到的电场力负点电荷遭到的电场力F = 2.010-5 N，方向指向，方向指向Q , 如下如下图。图。1求求P 点电场强度的大小和方向点电场强度的大小和方向;2Q 为何种电荷为何种电荷，其电荷量是多少？，其电荷量是多少？ 2由于场源电荷由于场源电荷 Q 对负点电荷对负点电荷q 产生的是吸引力，产生的是吸引力，因此，因此，Q 应该是正电荷。应该是正电荷。krEQ2 C100 . 930. 0100

9、 . 5=923 根据点电荷的电场强度公式根据点电荷的电场强度公式 ，正电荷的电荷，正电荷的电荷量为量为2rQkE F QqP+EC100 . 5=8- -+1Q2QP 假设有几个点电荷同时存在，在几个点电荷共同构成的假设有几个点电荷同时存在，在几个点电荷共同构成的电场中，如何求某点的电场强度呢？电场中，如何求某点的电场强度呢？1E2E 由于电场强度是矢量，假设几个点电荷同时存在，这时由于电场强度是矢量，假设几个点电荷同时存在，这时某点的电场强度，等于各个点电荷在该点单独产生的电场强某点的电场强度，等于各个点电荷在该点单独产生的电场强度的矢量和。度的矢量和。1E2E+1Q2QPEE 四、电场的

10、叠加四、电场的叠加电场的叠加电场的叠加矢量运算法那么矢量运算法那么平行四边形法那么平行四边形法那么练习：练习：在电场中在电场中A A处放点电荷处放点电荷+q+q，其受电场力为，其受电场力为F F，方向向左，那么，方向向左，那么A A处场强大小处场强大小 ，方，方向为向为 ；假设将假设将A A处放点电荷为处放点电荷为2q2q，那么该处电，那么该处电场强度大小为场强度大小为 ，方向为，方向为 。Fq向左向左Fq向左向左随堂训练随堂训练练习练习 真空中，两个等量异种电荷电量真空中，两个等量异种电荷电量数值均为数值均为q，相距，相距r 。两点电荷连线中。两点电荷连线中点处的电场强度的大小为点处的电场强

11、度的大小为 A、0 B、2kqr2 C 、4kqr2 D、 8kqr2 答案答案 D 我们可以在电场中画出一系列带箭头的曲线，使这些我们可以在电场中画出一系列带箭头的曲线，使这些曲线上每一点的切线方向曲线上每一点的切线方向, 都和该点的电场强度方向一样。都和该点的电场强度方向一样。这些曲线叫做电场线。这些曲线叫做电场线。 1. 电场线电场线 五、电场线五、电场线1 1、正、负点电荷的电场中电场线的分布、正、负点电荷的电场中电场线的分布 2.等量异种点电荷的电场线EEE1 1 静电场的电场线总是从正电荷或者从静电场的电场线总是从正电荷或者从无穷远出发到负电荷终止或者延伸到无无穷远出发到负电荷终止

12、或者延伸到无穷远；穷远；2电场线越密的地方，场强越大电场线越密的地方，场强越大; 电场线越电场线越稀的地方，场强越小；切线方向稀的地方，场强越小；切线方向-该点的电场该点的电场方向方向3恣意两条电场线都不相交恣意两条电场线都不相交.也不闭合也不闭合 如下图A，B两点场强一样的是( )ABBBBAAA A B C DC关于电场，以下表达正确的选项是关于电场，以下表达正确的选项是( )A.以点电荷为圆心，以点电荷为圆心，r为半径的球面上，各点的场强为半径的球面上，各点的场强都一样都一样B.正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强度正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强度大大C.在电场中某点放入检

13、验电荷在电场中某点放入检验电荷q，该点的场强为，该点的场强为EF/q，取走，取走q后，该点场强不为零后，该点场强不为零D.电荷在电场中某点所受电场力很大，那么该点电电荷在电场中某点所受电场力很大，那么该点电场一定很大场一定很大 CE1E2假设相交，交点就会有两个切线方向，而同一点的场强和方向是独一的。 各点场强大小和方向都一样的各点场强大小和方向都一样的电场叫匀强电场。电场叫匀强电场。匀强电场的电场线是怎样分布的？匀强电场的电场线是怎样分布的？ 各点场强大小和方向都一样的各点场强大小和方向都一样的电场叫匀强电场。电场叫匀强电场。 这几种典型电场的电场线实践上是这几种典型电场的电场线实践上是空间

14、立体分布的。空间立体分布的。 如下图，正电荷如下图，正电荷q在电场电场力作用下由在电场电场力作用下由P点向点向Q 做加速运动，而且加速度越来越大，做加速运动，而且加速度越来越大，那么可以断定，它所在的电场是图中哪一个那么可以断定，它所在的电场是图中哪一个 ABCDPPPPQQQQC 检验电荷试探电荷：检验电荷试探电荷： 用来检验电场的电量很小不影响原电场；体积很小可以当作质点的电荷。场源电荷：场源电荷： 产生电场的电荷产生电场的电荷电电 场场电电 荷荷施施 以以 电电 场场 力力产产 生生正电荷正电荷负电荷负电荷点电荷点电荷元电荷元电荷相互作用规律相互作用规律电荷守恒定律：电荷守恒定律：库仑定律：库仑定律：性质：性质：对放入的电荷有力的作