电场线的理解与应用(课堂)课件.ppt

1、第一章第一章 电场线电场线 电场线的理解与应用专题一 电场线的物理意义和特点 在电场中画出一系列的从在电场中画出一系列的从正电荷正电荷出发到出发到负电荷负电荷终止的曲线，终止的曲线，使曲线上每一点的使曲线上每一点的切线方向切线方向都跟该点的场强一都跟该点的场强一致，这些曲线就叫电场线。致，这些曲线就叫电场线。AEABBE1 1电场线与场强的规定电场线与场强的规定ABC起始于正电荷，终止于无穷远处起始于正电荷，终止于无穷远处.在以正点电荷为球心的在以正点电荷为球心的球面上球面上,电场线疏密相同电场线疏密相同,但切向各不相同但切向各不相同.球面半径越大球面半径越大,球面上电场线分布越疏球面上电场线

2、分布越疏.像太阳光芒四射像太阳光芒四射发散发散状中状中心对心对称图称图形形.像太阳光芒四射像太阳光芒四射发散发散状中状中心对心对称图称图形形.密密强强垂直垂直处处相等处处相等不等不等会聚会聚状中状中心对心对称图称图形形.像黑像黑洞把洞把周围周围物体物体全吸全吸进来进来.会聚会聚状中状中心对心对称图称图形形.起始无穷远处，终止于负电荷起始无穷远处，终止于负电荷.在以负点电荷为球在以负点电荷为球心的球面上心的球面上,电场线疏密相同电场线疏密相同,但切向各不相同但切向各不相同.球球面半径越大面半径越大,球面上电场线分布越疏球面上电场线分布越疏.像黑像黑洞把洞把周围周围物体物体全吸全吸进来进来.课本课

3、本1414页页:2.:2.下列关于电场的叙述中正确的是下列关于电场的叙述中正确的是()()A.A.以点电荷为中心以点电荷为中心,r,r为半径的球面上为半径的球面上,各点的各点的场强场强相等相等.B.B.正电荷周期的场强一定比负电荷周围的场强大正电荷周期的场强一定比负电荷周围的场强大C.C.取走电场中某点的试探电荷后取走电场中某点的试探电荷后,该点的场强为零该点的场强为零D.D.电荷在电场中某点所受电场力的方向与该点场强方电荷在电场中某点所受电场力的方向与该点场强方向不一定相同向不一定相同.+ABCDD DABF理解电场线的物理意义理解电场线的物理意义:电电场线的疏密表示电场强度的场线的疏密表示

4、电场强度的大小，电场线某点的切线方大小，电场线某点的切线方向表示该点的电场强度的方向表示该点的电场强度的方向。向。练习：图中带箭头的直线是某一电场中的一条练习：图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条直线上有电场线，在这条直线上有a a、b b两点，用两点，用E Ea a、E Eb b表示表示a a、b b两处的场强大小，则（两处的场强大小，则（）A A、a a、b b两点场强方向相同两点场强方向相同B B、电场线从、电场线从a a指向指向b b，所以，所以E Ea a E Eb bC C、电场线是直线，所以、电场线是直线，所以E Ea a=E=Eb bD D、不知附近的电场线分布，、

5、不知附近的电场线分布，E Ea a、E Eb b的大小不的大小不能确定能确定abABP一条直线电场线可能是六种常见电场的任意一种的电场线，必须全面分析问题。不要犯形而上学错误。FqababABO ab受力分析受力分析:带电微粒受重力和电场力带电微粒受重力和电场力.运动分析运动分析:带电微粒先加速带电微粒先加速,后减速后减速.重力跟电场力反向重力跟电场力反向,电场力方向竖直向上电场力方向竖直向上,微粒带负电微粒带负电,从从a到到b电电场力做负功场力做负功.电场力先小于重力电场力先小于重力,后大于重力后大于重力.重力恒定重力恒定,电场力电场力不断增大不断增大;电量不变电量不变,电场强度不断增大电场

6、强度不断增大.力和运动的力和运动的关系问题关系问题.ab先画出入射点的轨迹切线先画出入射点的轨迹切线,即画出初速度的方向，再即画出初速度的方向，再根据轨迹的弯曲方向确定电场力的方向，进而利用根据轨迹的弯曲方向确定电场力的方向，进而利用力学研究的方法来解决有关问题。力学研究的方法来解决有关问题。会根据给定一簇电场线和带电粒子的会根据给定一簇电场线和带电粒子的运动轨迹，分析推断有关问题。运动轨迹，分析推断有关问题。相吸状相吸状 像像灯灯笼笼一一样样和和谐谐对对称称像像条条形形磁磁铁铁的的磁磁感感线线关于两电荷连线和中垂线的轴对称图形关于两电荷连线和中垂线的轴对称图形.+相吸状相吸状 像像灯灯笼笼一

7、一样样和和谐谐对对称称起始于正电荷，终止于负电荷起始于正电荷，终止于负电荷.两点电荷连线的中垂线上，电场两点电荷连线的中垂线上，电场线方向均与中垂线垂直线方向均与中垂线垂直.等量异种点电荷连线上以中点电场线最疏等量异种点电荷连线上以中点电场线最疏;中垂线上以中点的电场线最密中垂线上以中点的电场线最密.两点电荷的连线上或中垂线上到两两点电荷的连线上或中垂线上到两点电荷连线中点等距离处各点的电场线疏密相同点电荷连线中点等距离处各点的电场线疏密相同,切向同向。切向同向。像像条条形形磁磁铁铁的的磁磁感感线线关于两电荷连线和中垂线的轴对称图形关于两电荷连线和中垂线的轴对称图形.小小大大平行平行垂直垂直相

8、同相同中点中点不断减少不断减少+等量异种点电荷连线上以中点场强等量异种点电荷连线上以中点场强最小，沿连线向两个异种电荷靠近最小，沿连线向两个异种电荷靠近,电场强度不断增大电场强度不断增大.中垂线上以中点中垂线上以中点的场强最大的场强最大.沿中垂线从中点到无限沿中垂线从中点到无限远处，电场强度不断减小远处，电场强度不断减小.等量异种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场等量异种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强相同强相同.CABMN如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由AOB匀速飞过，电子重力不计，则电子所受匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另一个

9、力的大小和方向变化情况是（另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、先变小后变大，方向水平向左、先变小后变大，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OBA+QQB相斥状相斥状 两两军军对对垒垒排排兵兵布布阵阵完完毕毕关于关于两电两电荷连荷连线和线和中垂中垂线的线的轴对轴对称图称图形形.相斥状相斥状 两两军军对对垒垒排排兵兵布布阵阵完完毕毕起始于正电电荷，终止于无穷远处起始于正电电荷，终止于无穷远处.在中垂线上从两电在中垂线上从两电荷连线中点到无穷远，电

10、场线先变密后变疏。等量同种荷连线中点到无穷远，电场线先变密后变疏。等量同种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的电场线疏密相点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的电场线疏密相同同,切向相反切向相反.关于关于两电两电荷连荷连线和线和中垂中垂线的线的轴对轴对称图称图形形.。零零先变强后变弱先变强后变弱abcdO等量同种点电荷连线上以中点场强最小，等量同种点电荷连线上以中点场强最小，等于零等于零.沿连线向两个同种电荷靠近沿连线向两个同种电荷靠近,电场电场强度不断增大强度不断增大.因无限远处场强为零，则因无限远处场强为零，则沿中垂线从中点到无限远处，电场强度沿中垂线从中点到无限远处，电场强度先增大后减小，

11、中间某位置必有最大值。先增大后减小，中间某位置必有最大值。等量同种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强等大反向等量同种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强等大反向.练习：如图所示，练习：如图所示，a、c是两等量同种电荷连是两等量同种电荷连线的中垂线，线的中垂线，aO=Oc，下列说法正确的是，下列说法正确的是（）A、Ea EbB、Ea EbC、EO=0D、让一质子（不计重力）在、让一质子（不计重力）在a点由静止释放，将在点由静止释放，将在a、c间往复运动间往复运动OabCCD相吸状相吸状天女散花天女散花 垂柳垂柳起始于正电荷，终止于负电荷起始于正电荷，终止于负电荷.电场线与金属板的电场线

12、与金属板的表面处处垂直表面处处垂直.关于关于点电点电荷到荷到金属金属板的板的垂线垂线为对为对称轴称轴的轴的轴对称对称图形图形.起始于正电荷，终止于负电荷起始于正电荷，终止于负电荷.除边缘外除边缘外,两个金属板之两个金属板之间的电场线疏密均匀间的电场线疏密均匀,切向相同切向相同.为平行等距同向直线为平行等距同向直线.株株距距行行距距都都相相等等的的树树林林两两个个异异名名磁磁极极之之间间的的磁磁感感线线注意：注意：（1）电场线是形象地描述电场的）电场线是形象地描述电场的假想假想的线。的线。（2）两条电场线即）两条电场线即不能相交，也不能相切不能相交，也不能相切。（3 3）静电场中）静电场中,电场

13、线从正电荷电场线从正电荷出发出发，到，到负负 电荷电荷终止终止，是一条有始有终的曲线。，是一条有始有终的曲线。(4)4)电场线不是带电粒子在电场中电场线不是带电粒子在电场中运动轨迹运动轨迹例例1、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、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在该点的受力方向相同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、电场线越密的地方，同一试探电荷受到的电场力就越大到的电场力就越大D、顺着电场线移动电荷，电荷受电场力、顺着电场线移

14、动电荷，电荷受电场力大小一定不变大小一定不变例例2：如图所示，带箭头的直线是某一电场中如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用两点，用EA、EB表示表示A、B两处的场强大小，则（）两处的场强大小，则（）A、A、B两点的场强方向相同两点的场强方向相同B、电场线从、电场线从A指向指向B，所以，所以EAEBC、A、B同在一条电场线上，且电场线是直同在一条电场线上，且电场线是直线，所以线，所以EAEBD、不知、不知A、B附近的电场线分布状况，附近的电场线分布状况，EA和和EB的大小不能确定的大小不能确定AB例例3：现有四种电场，把带电粒子放在

15、现有四种电场，把带电粒子放在P点，点，静止释放后只受到电场力作用，其加速度静止释放后只受到电场力作用，其加速度不可能变小的是（）不可能变小的是（）PAPBPCPDCD 例例4、把质量为把质量为m的正点电荷的正点电荷q在电场中从在电场中从静止释放，在它运动的过程中，如果不计静止释放，在它运动的过程中，如果不计重力，下面的说法正确的是重力，下面的说法正确的是()A 点电荷的运动轨迹一定和电场线重合；点电荷的运动轨迹一定和电场线重合；B 点电荷的速度方向，必定和所在点的电点电荷的速度方向，必定和所在点的电 场线的切线方向一致；场线的切线方向一致；C 点电荷的加速度方向，必定和所在点的点电荷的加速度方

16、向，必定和所在点的 电场线的切线方向垂直；电场线的切线方向垂直；D 点电荷的受力方向，必定和所在点的电点电荷的受力方向，必定和所在点的电 场线的切线方向一致场线的切线方向一致.D例例5、如图所示，图甲中如图所示，图甲中AB是点电荷电场是点电荷电场中的一条电场线，图乙则是放在电场线上中的一条电场线，图乙则是放在电场线上a、b处的试探电荷的电荷量与所受电场力大小处的试探电荷的电荷量与所受电场力大小间的函数图线，由此可以判定（）间的函数图线，由此可以判定（）A、若场源是正电荷，位置在、若场源是正电荷，位置在A侧侧B、若场源是正电荷，位置在、若场源是正电荷，位置在B侧侧C、若场源是负电荷，位置在、若场

17、源是负电荷，位置在A侧侧D、若场源是负电荷，位置在、若场源是负电荷，位置在B侧侧abFqabo甲甲乙乙AB例例6、用丝线吊一质量为用丝线吊一质量为m、带电量为、带电量为q的小球，置于水平方向的匀强电场中，如的小球，置于水平方向的匀强电场中，如图所示，静止时悬线与竖直方向的夹角为图所示，静止时悬线与竖直方向的夹角为30，则匀强电场的场强为，则匀强电场的场强为 。方。方向为向为 。若悬线突然断了，小球。若悬线突然断了，小球将做将做 运动。运动。m+qq3mg3水平向左水平向左匀变速直线匀变速直线 例例7、一带电粒子从电场中的、一带电粒子从电场中的A点运动到点运动到B点，轨点，轨迹如图示中的虚线所示

18、，不计粒子所受重力，则迹如图示中的虚线所示，不计粒子所受重力，则A、粒子带正电粒子带正电 B、粒子加速度逐渐减小粒子加速度逐渐减小 C、A点的场强大于点的场强大于B点的场强点的场强 D、粒子的速度不断减小、粒子的速度不断减小解题思路解题思路:先根据曲线的弯曲先根据曲线的弯曲方向判断出受电场力的方向方向判断出受电场力的方向(向左向左),得出带电性得出带电性(负电负电).然然后根据电场线的疏密得出场后根据电场线的疏密得出场强大小和电场力的大小强大小和电场力的大小,从而得到加速度变化情况从而得到加速度变化情况.最最后根据电场力做功正负得到后根据电场力做功正负得到速度的变化速度的变化.BCD专题二带电

19、体在匀强电场中的平衡问题（6）匀强电场）匀强电场场强的大小和方向都相同场强的大小和方向都相同电场线特征电场线特征:一簇平行等距的直线一簇平行等距的直线实际匀强电场：实际匀强电场：两块靠近、两块靠近、大小相等、带大小相等、带等量异种电荷的平行金属等量异种电荷的平行金属板的正对区域板的正对区域(边缘除外边缘除外).带电粒子在匀强电场中受到恒定电场力作用带电粒子在匀强电场中受到恒定电场力作用场强特点场强特点（二）（二）常见带电体的电场线分布常见带电体的电场线分布 各点场强大小和方向都相同各点场强大小和方向都相同的电场的电场叫匀强电场。叫匀强电场。五匀强电场五匀强电场电场线的特点：电场线的特点：距离相

20、等的平行直线距离相等的平行直线.E E通常情况下怎样得到匀强电场？通常情况下怎样得到匀强电场？带带等量异种等量异种电荷、电荷、大小相等大小相等、互、互相相靠近且正对靠近且正对的两的两平行平行金属板中部区金属板中部区域的电场就是匀强电场。域的电场就是匀强电场。五、电场线不是带电粒子在电场中的运动轨迹1、电场线是直线2、带电粒子的初速度为零或初速度方向与电场方向在同一直线上3、带电粒子只受电场力作用带电粒子轨迹可以与电场线重合的条件：三个条件同时满足mgFmintanminmgqEqmgEtanminT模型化归：利用三角形定则求矢量的极值问题。AB mgFT22cosdqkqECNdqkE/102

21、52minqEcos2dqkE 模型化归：四个以上共点力的平衡问题，用正交分解法求解。LOEqq2qEmgqEqEmgT222qEmgT 2对于两个以上物体的平衡问题，优先考虑整体法。本题还应注意利用牛顿第三定律转化研究对象。ABEqLkqmgE/)33(2minmgTFminFmgT060sinmin22060cosqELqkT模型化归：四个以上共点力的平衡问题，用正交分解法求解。ABhE22)()(EqmgFmgFqEmghF 模型化归：三个共点力的平衡问题。根据动能定理也可以求解WF。通常情况下怎样得到匀强电场？通常情况下怎样得到匀强电场？带带等量异种等量异种电荷、电荷、大小相等大小相等

22、、互、互相相靠近且正对靠近且正对的两的两平行平行金属板之间的金属板之间的电场除边缘附近外就是匀强电场。电场除边缘附近外就是匀强电场。电场线是电荷的电场线是电荷的运动轨迹运动轨迹吗吗?+V V0 0=0=0F F+V V0 000F F此时轨迹与此时轨迹与电场线电场线重合重合此时轨迹是此时轨迹是曲线曲线,与电场与电场线线不重合不重合五、电场线五、电场线 带电粒子在电场中的运动轨带电粒子在电场中的运动轨迹迹1、电场线是直线、电场线是直线2、带电粒子的初速度为零或初速度方向与电、带电粒子的初速度为零或初速度方向与电场方向在同一直线上场方向在同一直线上3、带电粒子只受电场力作用、带电粒子只受电场力作用

23、带电粒子轨迹可以与电场线重合的条件：带电粒子轨迹可以与电场线重合的条件：三个条件同时满足三个条件同时满足不一定是不一定是练习：练习：把质量为把质量为M的正点电荷放在电场中无初速释放，的正点电荷放在电场中无初速释放，不计重力，则以下说法正确的是（不计重力，则以下说法正确的是（）A、点电荷的轨迹一定和电场线重合、点电荷的轨迹一定和电场线重合B、点电荷的速度方向总是与所在处的电场线、点电荷的速度方向总是与所在处的电场线方向一致方向一致C、点电荷的加速度方向总是与它所在处的电、点电荷的加速度方向总是与它所在处的电场线的切线方向重合场线的切线方向重合D、点电荷将沿电场线切线方向抛出，做抛物、点电荷将沿电

24、场线切线方向抛出，做抛物线运动线运动C练习：图中实线是匀强电场的电场线，虚线是练习：图中实线是匀强电场的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上两点，若带电粒子在运动中只受电场是轨迹上两点，若带电粒子在运动中只受电场力作用，则由此图可做出正确判断的是力作用，则由此图可做出正确判断的是（）A、带电粒子带负电荷、带电粒子带负电荷B、带电粒子带正电荷、带电粒子带正电荷C、带电粒子所受电场力的方向、带电粒子所受电场力的方向D、带电粒子作匀变速运动、带电粒子作匀变速运动abEACD练习：一带电粒子从电场中的练习：一带电粒子从电场中的A点

25、运动到点运动到B点，点，径迹如图中虚线所示，不计粒子所受重力，则径迹如图中虚线所示，不计粒子所受重力，则（）A、粒子带正电、粒子带正电B、粒子加速度逐渐减小、粒子加速度逐渐减小C、A点的场强大于点的场强大于B点的场强点的场强D、粒子的速度不断减小、粒子的速度不断减小EABBCD（2006年连云港市调研）年连云港市调研）A、B是一条电场线是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从用下以一定初速度从A点沿电场线运动到点沿电场线运动到B点，点，其速度其速度时间图像如图甲所示，则这一电场时间图像如图甲所示，则这一电场可能是图乙中的（可能是

26、图乙中的（）vtOABABABABABCD图甲图甲图乙图乙E1E2如果相交，交点就会有两个切线方向，而同一点的场强和方向是唯一的。不封闭不封闭唯一性唯一性不相交不相交1、正点电荷、正点电荷2、负点电荷、负点电荷3、等量同号点电荷、等量同号点电荷4、等量异号点电荷、等量异号点电荷5、匀强电场、匀强电场6、点电荷与带点平板、点电荷与带点平板第一章第一章 电场电场 1.1.关于电场强度关于电场强度E E，下列说法不正确的是，下列说法不正确的是()()A.A.根据公式根据公式E E=F F/q q，E E跟检验电荷的电荷量跟检验电荷的电荷量q q成反比成反比 B.B.根据公式根据公式E E=kQ/rk

27、Q/r2,E2,E跟场源电荷的电荷量跟场源电荷的电荷量Q Q成正比成正比 C.C.根据公式根据公式E E=F F/q q，F F跟检验电荷的电荷量跟检验电荷的电荷量q q成正比成正比 D.D.根据公式根据公式F F=kqkq1 1q q2/2/r r2,2,kqkq1/1/r r2 2 就是就是q q1 1在在q q2 2处的场处的场强强A A 2.2.一质量为一质量为m m,带电量为带电量为-q q的小液滴在真空水平向右做匀的小液滴在真空水平向右做匀速运动速运动,则该区域匀强电场的场强方向是则该区域匀强电场的场强方向是()()A.A.竖直向下竖直向下 B.B.竖直向上竖直向上 C.C.斜向上

28、斜向上 D.D.斜向下斜向下A 3.3.如下图所示如下图所示,ABAB是在带等量异种电荷的垂直平分线上是在带等量异种电荷的垂直平分线上的两点的两点,C C点靠近负电荷点靠近负电荷,对这三点场强对这三点场强,正确的是正确的是()A.A.E EA=A=E EBBE EC C B.B.E EAAE EBBE EC C C.C.E EA,A,E EB B方向水平向左方向水平向左,E EC C方向斜向左下方方向斜向左下方 D.D.E EA,A,E EB,B,E EC C方向都水平向右方向都水平向右 CEBEAECFqababABO5-7oAB4.0 10q=C=37ABmkg例、竖直放置的平行金属板、带等量异种电荷，两板之间形成的电场是匀强电场，板间用绝缘细绳悬挂着小球质量，带电量3.0 10，平衡时细线与竖直方向之间的夹角。（1）、之间的匀强电场的电场强度多大？（2）若剪断细线，带电小球在板间如何运动？BAABPabc(1)Ea=Eb=Ec abc abc(3)(4)EaEbEcEaEcEbEc