电场 电场强度(一)【典例精析+知识精讲】 高二物理备课精研课件 (2019人教版必修第三册)_第1页
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文档简介

9.3电场电场强度(一)第九章静电场及其应用通过起电机使人体带电,人的头发会竖起散开。为什么会出现这样的现象?你会解释产生这一现象的原因吗?一、电场思考:相隔一定距离的电荷间的相互作用是怎样发生的?磁场以“场”为媒介法拉第认为是通过媒介发生的,提出了“力线”的概念,由后人完善后形成了场的概念。法拉第电场一、电场静止电荷静电场产生BAF电荷周围存在着由它产生的电场F产生施力于电场B施力于产生电场A电荷A电荷B电场对场中的其它电荷产生力的作用物理学的理论和实验证实并发展了法拉第的观点。电场以及磁场已被证明是一种客观存在。场像分子、原子等实物粒子一样具有能量,因而场也是物质存在的一种形式。二、电场强度场源电荷电场由电荷产生就一定与产生它的电荷密切相关,我们把产生它的电荷叫做场源电荷。试探电荷场源电荷试探电荷F(体积小、电量小)电场对电荷有静电力的作用,电荷可以感受到电场的存在,在静电力中应蕴含着电荷所在处的静电场的某些信息。我们希望研究电场中每一点的情况,就要选用体积小的电荷。这个电荷引入后也会产生电场,如果电场太强就会对我们要研究的电场产生影响,这是我们要尽量避免的,所以要选择电荷量比较小的同时体积也比较小的,我们把这样的电荷叫试探电荷。我们不能直接用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱,因为对于电荷量不同的试探电荷,即使在电场的同一点,所受的静电力也不相同。那么,用什么物理量能够描述电场的强弱呢?静电力电场试探电荷F(电场&q)电场与F、q无关电荷量q/同不同F不同/同q同/弱强F大/小F(电场强弱&q)电场强弱(位置)P1P2…P1点的电场P2点的电场………F=K1qF=K2qK与F、q无关K与位置有关K越大场越强推测我们不能直接用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱,因为对于电荷量不同的试探电荷,即使在电场的同一点,所受的静电力也不相同。那么,用什么物理量能够描述电场的强弱呢?F(电场强弱&q)电场强弱(位置)…P1点的电场P2点的电场………F=K1qF=K2qK与F、q无关K与位置有关K越大场越强推测“点电荷情景”验证实验表明:在同一位置,试探电荷所受到的电场力的大小与所带电荷量的比值是固定不变的,它反映了电场在该点的性质。二、电场强度定义:放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值,叫做该点的电场强度,简称场强。

单位:牛/库仑(N/C)方向:电场强度是矢量。电场在某点的电场方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同,与负电荷在该点所受电场力方向相反。物理意义:场强反映电场的力的性质,由电场本身决定,与放入的试探电荷无关。单位电荷在该点受到的电场力的大小,如1N/C表示电荷量为1C的带电体在该点受到的电场力是1N。电场强度三、点电荷的电场电场强度的叠加-(大小)(方向)(决定式)+真空中点电荷的电场利用场强的定义式和库仑定律推导方向:正点电荷电场方向背离电荷

负点电荷电场方向指向电荷特点:以点电荷为圆心的圆上的各个位置上的电场强度大小相同,但方向不同。

解析:A

【例题2】如图所示,在一带负电荷的导体A附近有一点B,如在B处放置一个q1=-2.0×10-8C的电荷,测出其受到的静电力F1大小为4.0×10-6N,方向如图,则:(1)B处场强多大?方向如何?(2)如果换成一个q2=+4.0×10-7C的电荷放在B点,其受力多大?此时B处场强多大?(3)如果将B处电荷拿走,B处的场强是多大?解析:

因为B处是负电荷,所以B处场强方向与F1方向相反。(2)q2在B点所受静电力大小F2=q2EB=4.0×10-7×200N=8.0×10-5N,方向与场强方向相同,也就是与F1方向相反.此时B处场强大小仍为200N/C,方向与F1方向相反.(3)某点场强大小与有无试探电荷无关,故将B处电荷拿走,B处场强大小仍为200N/C.单个点电荷产生的场强规律很明显,那多个点电荷产生的电场又有什么样的规律呢?+Q+Q+Q-Q

独立性:各个场强对电荷的作用互不影响。电场中任意一点的总场强等于各个点电荷在该点各自产生的场强的矢量和,这就是场强叠加。电场强度的叠加三、点电荷的电场电场强度的叠加三、点电荷的电场电场强度的叠加QrPrQP与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同拓展:一个半径为R的均匀带电球体(或球壳)在外部产生的电场解析:【例题3】如图所示,真空中,带电荷量分别为+Q和-Q的点电荷A、B相距r,求:(1)两点电荷连线的中点O的场强大小和方向.(2)在两点电荷连线的中垂线上,距A、B两点都为r的O′点的场强大小和方向.(1)如图甲所示,A、B两点电荷在O点产生的场强方向相同,均由A→B.A、B两点电荷分别在O点的电场强度大小

解析:【例题3】如图所示,真空中,带电荷量分别为+Q和-Q的点电荷A、B相距r,求:(1)两点电荷连线的中点O的场强大小和方向.(2)在两点电荷连线的中垂线上,距A、B两点都为r的O′点的场强大小和方向.

解析:【例题4】如图所示,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点,a和b、b和c、c和d间的距离均为R,在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷.已知b点处的场强为零,则d点处场强的大小为(k为静电力常量)()

B

1、[多选]关于电场,下列说法中正确的是(

)A.只要有电荷存在,电荷周围就一定存在着电场B.电场不是客观存在的,是人们虚构的C.电荷间的相互作用是通过电场产生的,电场最基本的性质是对放在其中的电荷有力的作用D.电场只能存在于真空中和空气中,不可能存在于物体中电荷周围存在着电场,电场对放在其中的电荷有力的作用,电荷之间的相互作用就是通过电场而产生的,A、C正确;电场是一种物质,它与其他物质一样,不依赖于我们的感觉而客观存在,在真空中、导体中都能存在,B、D错误。AC

电场强度的方向与正试探电荷所受的静电力方向相同,所以A点的电场强度方向水平向右,电场强度是反映电场本身的性质,与试探电荷的正负和带电荷量大小无关,故A、B错误;在A点,正电荷的受力方向和负电荷的受力方向相反,故负电荷所受的静电力方向为水平向左,故C正确;A点的场强一定,则由F=qE知在A点放置一个电荷量为+2q的试探电荷,则它所受的静电力大小变为2

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