3.电场电场强度和电场线课件.ppt

1、1.3 电场强度电场强度第一章第一章 静电场静电场磁铁磁铁地球表面地球表面存在地磁存在地磁场场导入新课导入新课两个带电体之间存在相互作用力两个带电体之间存在相互作用力 一一 电场的性质电场的性质法拉第认为电荷的周围为存在电场，处法拉第认为电荷的周围为存在电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给与的。这个电场给与的。电荷电荷电荷电荷电场电场AB电场性质电场性质 ：对放入其中的电：对放入其中的电荷有力的作用荷有力的作用 悬挂起来的小球带电悬挂起来的小球带电受到带电金属球受到带电金属球A的静电的静电力，这表明力，这表明带电金属球带电金属球的周围存在着电场

2、的周围存在着电场。 小球受到的静电力大小球受到的静电力大小和方向与小球的位置有小和方向与小球的位置有关，这表明关，这表明电场的强弱是电场的强弱是与位置有关的与位置有关的。让我们回顾一下让我们回顾一下1.21.2中的实验：中的实验：二、电场强度二、电场强度下面介绍电场学中的几个基本概念：下面介绍电场学中的几个基本概念：试探电荷：试探电荷：用来检验电场是否存在及其强弱分布情用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷（实验中的带电小球）况的电荷（实验中的带电小球） 。场源电荷：场源电荷：（源电荷）（源电荷）能激发出电场的电荷（带电金属球能激发出电场的电荷（带电金属球O）。）。 试探电荷的电荷量和尺寸

3、必须足够小，对场源试探电荷的电荷量和尺寸必须足够小，对场源电荷的分布不产生明显的影响，从而原来的电电荷的分布不产生明显的影响，从而原来的电场不因试探电荷的出现而有明显变化。场不因试探电荷的出现而有明显变化。+q1F12q12F13q13F1电场强度电场强度qFE 公式：公式：单位：单位：牛顿每库伦牛顿每库伦 N/C 伏特每米伏特每米 V/m矢量：矢量：电场强度是矢量，方向跟静电荷在电场强度是矢量，方向跟静电荷在该点所受的静电力的方向相同该点所受的静电力的方向相同;与负与负电荷受力方向相反。电荷受力方向相反。注意注意 适用于一切电场。适用于一切电场。qFE 电场中某点的场强电场中某点的场强E的大

4、小及方向取决的大小及方向取决于电场本身（即源电荷的大小及位置），于试于电场本身（即源电荷的大小及位置），于试探电荷的正负、电荷量探电荷的正负、电荷量q、和受到的力以及有、和受到的力以及有无试探电荷存在均无关（无试探电荷存在均无关（q可视为测量工具）。可视为测量工具）。点电荷的电场点电荷的电场 电场强度的叠加电场强度的叠加 三、三、1 1、点电荷的电场、点电荷的电场根据电场强度的定义：根据电场强度的定义：qFE两个公式联立可计算出该点电场强度的大小为：两个公式联立可计算出该点电场强度的大小为：2rQkE 在电荷量为在电荷量为Q的点电荷形成的电场中，与之的点电荷形成的电场中，与之相距为相距为r的试

5、探电荷电荷量为的试探电荷电荷量为q，根据库仑定律，根据库仑定律，试探电荷的受力为：试探电荷的受力为：2rQqkF 正点电荷的电场正点电荷的电场负点电荷的电场负点电荷的电场 如果以如果以Q为中心作一个球面，为中心作一个球面，球面上个点球面上个点的电场强度大小相等的电场强度大小相等。当。当Q为正电荷时，为正电荷时，E的的方向沿半径方向向外；当方向沿半径方向向外；当Q为正电荷时，为正电荷时，E的的方向沿半径方向向里。方向沿半径方向向里。2 2、电场强度的叠加、电场强度的叠加 电场中某点的电场强度为各个点电荷电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。单独在该点产生的电场强度的矢

6、量和。四、电场线四、电场线 从正电荷出发终止于负电荷（包括从正电荷从正电荷出发终止于负电荷（包括从正电荷出发终止于无穷远或来自无穷远终止于负电荷）。出发终止于无穷远或来自无穷远终止于负电荷）。 电场线某点的电场线方向或者切线方向表示电场线某点的电场线方向或者切线方向表示该点的场强方向。该点的场强方向。 电场线在某处的疏密表示该处场强的强弱。电场线在某处的疏密表示该处场强的强弱。 电场线不相交也不闭合。电场线不相交也不闭合。电场线的特点：电场线的特点：电场线不是电荷的运动轨迹，也不是电场线不是电荷的运动轨迹，也不是客观存在的线。客观存在的线。常见带电体的电场线分布：常见带电体的电场线分布：(须熟

7、记须熟记) 带有等量异号电荷的金属板，如果两板带有等量异号电荷的金属板，如果两板相距很近，它们之间的电场，除边缘部分外，相距很近，它们之间的电场，除边缘部分外，可以看做匀强电场。可以看做匀强电场。 在两板的外面几乎没有在两板的外面几乎没有电荷。电荷。1.1.关于电场，下列说法正确的是（关于电场，下列说法正确的是（ ）A.A.电场是假想的，并不是客观存在的物质电场是假想的，并不是客观存在的物质B.B.描述电场的电场线是客观存在的描述电场的电场线是客观存在的C.C.电场对放入其中的电荷有力的作用电场对放入其中的电荷有力的作用D.D.电场对放入其中的电荷没有力的作用电场对放入其中的电荷没有力的作用答

8、案：答案：C2、关于电场线的以下说法中，正确的是（）、关于电场线的以下说法中，正确的是（）A、电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点、电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同的受力方向相同B、沿电场线的方向，电场强度越来越小、沿电场线的方向，电场强度越来越小C、电场线越密的地方，同一试探电荷受到的电、电场线越密的地方，同一试探电荷受到的电场力就越大场力就越大D、顺着电场线移动电荷，电荷受电场力大小一、顺着电场线移动电荷，电荷受电场力大小一定不变定不变答案：答案：C答案：答案：BCD课堂小结课堂小结一、一、电场电场 带电体周围存在的特殊媒介物质。对于放入带电体周围存在的特殊媒介物质。

9、对于放入其中的电荷有力的作用。其中的电荷有力的作用。E的大小：的大小：qFE E的方向：电场中某点的场强方向为该点正电荷的方向：电场中某点的场强方向为该点正电荷所受电场力方向。所受电场力方向。二、电场强度二、电场强度注意注意 电场中某点的场强电场中某点的场强E的大小及方向取决于电的大小及方向取决于电场本身（即场源电荷的大小与这点的位置），与场本身（即场源电荷的大小与这点的位置），与试探电荷和的正负、电荷量试探电荷和的正负、电荷量q和受到的力和受到的力F及有无及有无试探电荷无关。试探电荷无关。三、点电荷的电场三、点电荷的电场 电场强度的叠加电场强度的叠加 2rQkE 根据点电荷电场强度计算公式根

10、据点电荷电场强度计算公式 可以推测出：如果以可以推测出：如果以Q为中心作一个球面，为中心作一个球面，球面上个点的电场强度大小相等。当球面上个点的电场强度大小相等。当Q为正电为正电荷时，荷时，E的方向沿半径方向向外；当的方向沿半径方向向外；当Q为正电为正电荷时，荷时，E的方向沿半径方向向里。的方向沿半径方向向里。电场强度的叠加原理：电场强度的叠加原理： 几个点电荷同时在某点形成场强时，这点的几个点电荷同时在某点形成场强时，这点的场强等于各个点电荷单独存在时在该点产生的场场强等于各个点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。强的矢量和。四、电场线四、电场线 为了形象化的地描绘电场，人为地的在电场为

11、了形象化的地描绘电场，人为地的在电场中画出的一系列从正电荷出发到负电荷终止中画出的一系列从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向跟该点的曲线，使曲线上每一点的切线方向跟该点场强方向一致，这些曲线叫做电场线。场强方向一致，这些曲线叫做电场线。 从正电荷出发终止于负电荷、的切线方向为从正电荷出发终止于负电荷、的切线方向为场强方向、疏密表示场强强弱、不相交也不闭合、场强方向、疏密表示场强强弱、不相交也不闭合、假想的曲线客观不存在假想的曲线客观不存在电场线的特点：电场线的特点：要求要求: :正负点电荷的电场线正负点电荷的电场线等量同种（异种）电荷的电场线等量同种（异种）电荷的电场线点电

12、荷与平板带电体的电场线点电荷与平板带电体的电场线带等量异种电荷的平行金属板间的电场线带等量异种电荷的平行金属板间的电场线课堂练习课堂练习 1.如图，一电子沿等量异号电荷的中垂线由如图，一电子沿等量异号电荷的中垂线由AOB匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是（一个力的大小和方向变化情况是（ ）。）。A.先变大后变小，方向水平向左；先变大后变小，方向水平向左；B.先变大后变小，方向水平向右；先变大后变小，方向水平向右；C.先变小后边大，方向水平向左；先变小后边大，方向水平向左；D.先变小后变大，方向水平向右。先变小后变大，方向水平向右

13、。+ +B BA AO O- -B 2.2.如图所示，如图所示， A为带电量为为带电量为+Q+Q的金属板，的金属板，沿金属板的垂直平分线，在距离板沿金属板的垂直平分线，在距离板r r处处有一质量为有一质量为m m，带电量为，带电量为q q的小球，小球用绝缘细线悬的小球，小球用绝缘细线悬挂于挂于O O点，小球受到水平向右的电场力偏转点，小球受到水平向右的电场力偏转角而静角而静止，试求小球所在处的电场强度。止，试求小球所在处的电场强度。r+Qm解：设所在处的电场强度为解：设所在处的电场强度为E EtanmgqE qmgEtan 3.如图所示，两个带同种电荷的小球如图所示，两个带同种电荷的小球（可以

14、看做点电荷），电荷量分别为（可以看做点电荷），电荷量分别为q1q2，质量分别为质量分别为m1和和m2，当两球处于同一水平，当两球处于同一水平面时，面时，的可能原因是（的可能原因是（ ）。）。m1m2A.m1m2B.m1 q2D.q1 Q2,所以，在所以，在Q1左左侧的侧的x轴上，轴上，Q1产生的电场的电场强度总是大产生的电场的电场强度总是大于于Q2的电场强度，且方向总是指向的电场强度，且方向总是指向x轴负半轴，轴负半轴，在在x=0和和x=6cm之间之间,电场强度总是指向电场强度总是指向x轴的正轴的正方向。所以，只有在方向。所以，只有在Q2的右侧的的右侧的x轴上，才有轴上，才有可能出现电场强度为可能出现电场强度为0的点。的点。 该电距离远点的距离为该电距离远点的距离为x x，则，则即即 ，解得，解得 x x1 1=4cm=4cm，（不符合题，（不符合题意，舍去）和意，舍去）和 x x2 2=12cm=12cm。所以在。所以在x x2 2=12cm=12cm处电场强度处电场强度等于等于0 0。 0)6(2221xQkxQk0)6(422xx 在在x坐标轴上坐标轴上0 x6cm和和x12cm的地的地方，电场强度的方向总是沿方，电场强度的方向总是沿x轴的正方向的。轴的正方向的。