電場及其描述 教學(xué)課件

1、 第三節(jié)第三節(jié)電場及其描述電場及其描述 兩電荷不直接接觸，兩電荷不直接接觸，它們之間的相互作用它們之間的相互作用是怎樣產(chǎn)生的是怎樣產(chǎn)生的? ?問題問題1猜一猜猜一猜 一一. .電場：電場：2 2、基本性質(zhì)：、基本性質(zhì)： 對放入其中的電荷有力的作用，這種對放入其中的電荷有力的作用，這種力叫力叫電場力電場力。1 1、定義：、定義：存在于帶電體周圍的特殊存在于帶電體周圍的特殊物質(zhì)物質(zhì)。 3 3、電荷間的相互作用力通過電場發(fā)生、電荷間的相互作用力通過電場發(fā)生電荷電荷A A電場電場電荷電荷B B 用什么可以檢驗空間存在用什么可以檢驗空間存在看不見又摸不著的電場？看不見又摸不著的電場？檢驗電荷（試探電荷）

2、檢驗電荷（試探電荷）： 用來檢驗電場的電量很?。ú挥绊懹脕頇z驗電場的電量很小（不影響原電場）；體積很小（可以當(dāng)作質(zhì)點）原電場）；體積很?。梢援?dāng)作質(zhì)點）的電荷。的電荷。場源電荷：場源電荷： 產(chǎn)生電場的電荷產(chǎn)生電場的電荷結(jié)論結(jié)論: : F/qF/q能反映電場中某點電場能反映電場中某點電場的的力力的性質(zhì)的性質(zhì)電場的強(qiáng)弱電場的強(qiáng)弱。2.2.電場中電場中不同不同的點，同一電荷所受力也的點，同一電荷所受力也不同，比值不同，比值F/qF/q一般是一般是不同不同的。的。1.1.電場中的電場中的同同一點，不同電荷所受力不一點，不同電荷所受力不同，比值同，比值F/qF/q是是一定一定的的。問題問題2二二. .電

3、場強(qiáng)度電場強(qiáng)度1.1.定義：放入電場中某點的電荷所受的電場力定義：放入電場中某點的電荷所受的電場力F F跟它的電荷量跟它的電荷量q q的的比值比值，叫做該點的電場強(qiáng)度，叫做該點的電場強(qiáng)度，簡稱場強(qiáng)。簡稱場強(qiáng)。5.5.理解：理解： 場強(qiáng)反映電場力的性質(zhì)，由電場本身決定，場強(qiáng)反映電場力的性質(zhì)，由電場本身決定，與放入的試探電荷無關(guān)與放入的試探電荷無關(guān) 。 3.3.單位：單位：牛牛/ /庫庫 符號：符號：N/CN/C4.4.方向：規(guī)定與方向：規(guī)定與正電荷正電荷在該點的受力方向相同在該點的受力方向相同 2.2.定義式：定義式：FEq練習(xí)：練習(xí)：在電場中在電場中A A處放點電荷處放點電荷+q+q，其受電場

4、力為，其受電場力為F F，方向向左，則方向向左，則A A處場強(qiáng)大小處場強(qiáng)大小 ，方，方向為向為 ；若將；若將A A處放點電荷為處放點電荷為2q2q，則該處電場強(qiáng)度大小，則該處電場強(qiáng)度大小為為 ，方向為，方向為 。Fq向左向左Fq向左向左三、真空中點電荷的場強(qiáng)三、真空中點電荷的場強(qiáng)2QEkr 由庫侖定律和場強(qiáng)的定義式推導(dǎo)由庫侖定律和場強(qiáng)的定義式推導(dǎo)1 1、大小、大小2.2.場強(qiáng)方向：場強(qiáng)方向：正正點電荷電場方向點電荷電場方向背離背離電荷電荷 負(fù)負(fù)點電荷電場方向點電荷電場方向指向指向電荷電荷適用范圍適用范圍電荷的意義電荷的意義FEq2QEkr定義式，適定義式，適用于一切電用于一切電場場僅對點電荷僅

5、對點電荷的電場適用的電場適用q q是檢驗電是檢驗電荷，荷，E E與與q q無關(guān)無關(guān)QQ是場源電是場源電荷，荷，E E與與QQ成正比成正比FEq2QEkr和和的區(qū)別的區(qū)別：四四、電場力、電場力正電荷的電場力方向與場強(qiáng)方向相同正電荷的電場力方向與場強(qiáng)方向相同 F FqEqE負(fù)電荷的電場力方向與場強(qiáng)方向相反負(fù)電荷的電場力方向與場強(qiáng)方向相反1.1.電場電場(1)(1)產(chǎn)生：帶電體在其周圍空間存在電場產(chǎn)生：帶電體在其周圍空間存在電場(2)(2)性質(zhì)：對處在場中的電荷有電場力的作用。性質(zhì)：對處在場中的電荷有電場力的作用。 2 2電場強(qiáng)度：描述電場強(qiáng)弱和方向的物理量電場強(qiáng)度：描述電場強(qiáng)弱和方向的物理量 （1

6、 1）定義）定義: E = F / q: E = F / q（2 2）單位：）單位：N/CN/C（3 3）方向：與正電荷在該點受電場力方向相同）方向：與正電荷在該點受電場力方向相同（4 4）電場中某一點的場強(qiáng)與檢驗電荷無關(guān)。）電場中某一點的場強(qiáng)與檢驗電荷無關(guān)。（5 5）真空中點電荷的場強(qiáng)公式）真空中點電荷的場強(qiáng)公式: : 小小 結(jié)結(jié) E=k E=kQr22QEkr1 1、電場中有一點、電場中有一點P P，下列哪些說法正確的是（，下列哪些說法正確的是（ ）A A 若放在若放在P P點的試探電荷的電量減半，則點的試探電荷的電量減半，則P P點點的場強(qiáng)減半。的場強(qiáng)減半。B B 若若P P點沒有點沒有

7、試探試探電荷，則電荷，則P P點的場強(qiáng)為零。點的場強(qiáng)為零。C PC P點的場強(qiáng)越大，則同一電荷在點的場強(qiáng)越大，則同一電荷在P P點受到的點受到的電場力越大。電場力越大。D PD P點的場強(qiáng)方向為點的場強(qiáng)方向為試探試探電荷在該點的受力方向電荷在該點的受力方向C課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練2 2、真空中有一電場，在電場中的、真空中有一電場，在電場中的P P點放一電量點放一電量為為 4 41010-9-9C C的的試探試探電荷，它受到的電場力電荷，它受到的電場力2 2 1010-5-5N N，則，則P P點的場強(qiáng)度點的場強(qiáng)度 N/CN/C；把；把試探試探電荷的電量減少為電荷的電量減少為2 2 1010-9-9C

8、 C，則檢驗電荷，則檢驗電荷所受的電場力為所受的電場力為 N N。 如果把這個如果把這個試試探探電荷取走，則電荷取走，則P P點的電場強(qiáng)度為點的電場強(qiáng)度為 N/CN/C。5 510103 31 11010-5-55 510103 33 3、 關(guān)于電場強(qiáng)度，下列說法正確的是（關(guān)于電場強(qiáng)度，下列說法正確的是（ ） A A E E= =F/qF/q，若，若q q減半，則該處的場強(qiáng)變?yōu)樵瓬p半，則該處的場強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼膩淼? 2倍倍 B BE E= =kQ/kQ/r r2 2中，中，E E與與Q Q成正比，而與成正比，而與r r平方成平方成反比反比 C C在以一個點電荷為球心，在以一個點電荷為球心，r r

9、為半徑的球面為半徑的球面上，各點的場強(qiáng)均相同上，各點的場強(qiáng)均相同 D D電場中某點的場強(qiáng)方向就是該點所放電電場中某點的場強(qiáng)方向就是該點所放電荷受到的電場力的方向荷受到的電場力的方向B電電 場場 線線一、電場線一、電場線 電場線是用來形象地描述電場電場線是用來形象地描述電場強(qiáng)弱與方向特性的一簇曲線。電強(qiáng)弱與方向特性的一簇曲線。電場線上每一點的場線上每一點的切線方向切線方向，都和，都和該點的該點的場強(qiáng)方向場強(qiáng)方向一致。一致。二、電場線的特征二、電場線的特征1 1、電場線、電場線密密的地方場強(qiáng)的地方場強(qiáng)大大，電場線，電場線疏疏的地方的地方場強(qiáng)場強(qiáng)小小2 2、靜電場的電場線起于正電荷止于負(fù)電荷，、靜電

10、場的電場線起于正電荷止于負(fù)電荷，孤立的正電荷（或負(fù)電荷）的電場線止于（或孤立的正電荷（或負(fù)電荷）的電場線止于（或起于）無窮遠(yuǎn)處點起于）無窮遠(yuǎn)處點3 3、電場線不相交，不閉合、電場線不相交，不閉合4 4、電場線是、電場線是假想假想的，實際電場中并不存在的，實際電場中并不存在5 5、電場線與帶電粒子在電場中的運動軌跡之、電場線與帶電粒子在電場中的運動軌跡之間沒有必然聯(lián)系間沒有必然聯(lián)系特點：特點：a a、離點電荷越近，電場線越密，場強(qiáng)越大、離點電荷越近，電場線越密，場強(qiáng)越大b b、以點電荷為球心作個球面，電場線處處、以點電荷為球心作個球面，電場線處處與球面垂直，在此球面上場強(qiáng)大小處處相等，與球面垂直

11、，在此球面上場強(qiáng)大小處處相等，方向不同。方向不同。三、幾種常見電場中電場線的分布及特點三、幾種常見電場中電場線的分布及特點 1 1、正、負(fù)點電荷的電場中電場線的分布、正、負(fù)點電荷的電場中電場線的分布特點：特點：a a、沿點電荷的連線，場強(qiáng)先變小后變大、沿點電荷的連線，場強(qiáng)先變小后變大b b、兩點電荷連線中垂面（中垂線）上，場強(qiáng)、兩點電荷連線中垂面（中垂線）上，場強(qiáng)方向均相同，且總與中垂面（中垂線）垂直方向均相同，且總與中垂面（中垂線）垂直2 2、等量異種點電荷形成的電場中的電、等量異種點電荷形成的電場中的電場線分布場線分布c c、在中垂面（中垂線）上，與兩點電荷連線的、在中垂面（中垂線）上，與

12、兩點電荷連線的中點中點0 0等距離各點場強(qiáng)相等。等距離各點場強(qiáng)相等。3 3、等量同種點電荷形成的電場中電場中電、等量同種點電荷形成的電場中電場中電場線分布情況場線分布情況特點：特點：a a、兩點電荷連線中點、兩點電荷連線中點O O處場強(qiáng)為處場強(qiáng)為0 0b b、兩點電荷連線中點附近的電場線非常稀、兩點電荷連線中點附近的電場線非常稀 疏，但場強(qiáng)并不為疏，但場強(qiáng)并不為0 0c c、兩點電荷連線的中點到無限遠(yuǎn)電場線先、兩點電荷連線的中點到無限遠(yuǎn)電場線先變密后變疏變密后變疏4 4、勻強(qiáng)電場、勻強(qiáng)電場特點：特點：a a、勻強(qiáng)電場是大小和方向都相同的電場，故、勻強(qiáng)電場是大小和方向都相同的電場，故勻強(qiáng)電場的電

13、場線是勻強(qiáng)電場的電場線是平行等距平行等距的直線的直線b b、電場線的疏密反映場強(qiáng)大小，電場方向與、電場線的疏密反映場強(qiáng)大小，電場方向與電場線平行電場線平行例例1 1：如圖，是靜電場的一部分電場線的分布，：如圖，是靜電場的一部分電場線的分布，下列說法正確的是：（下列說法正確的是：（ ）A A、這個電場只能是負(fù)電荷的電場、這個電場只能是負(fù)電荷的電場B B、點電荷、點電荷q q在在A A、B B兩處受到的電場力兩處受到的電場力F FB BFFA AC C、點電荷、點電荷q q在在A A、B B兩處的加速度大小，兩處的加速度大小，a aA AaaB B （不計重力）（不計重力）D D、負(fù)電荷在、負(fù)電荷

14、在B B點處受到的電場力方向沿點處受到的電場力方向沿B B點切點切 線方向線方向ABB例例2 2：如圖為一條電場線，下列說法正確的是：如圖為一條電場線，下列說法正確的是：（ ）A A、E EA A一定大于一定大于E EB BB B、因電場線是直線，所以是勻強(qiáng)電場，故、因電場線是直線，所以是勻強(qiáng)電場，故 E EA A=E=EB BC C、A A點電場方向一定由點電場方向一定由A A指向指向B BD D、ABAB兩點的場強(qiáng)方向不能確定兩點的場強(qiáng)方向不能確定ABC C例例3 3：正檢驗電荷：正檢驗電荷q q在電場中在電場中P P點處開始向點處開始向Q Q點作點作減速運動，且運動的加速度值越來越?。ㄖ?/p>

15、力減速運動，且運動的加速度值越來越?。ㄖ亓Σ挥嫞?，則可以確定它所處的電場可能是：不計），則可以確定它所處的電場可能是：（ ）ABCDPQPQPQPQC CabABa例例4 4：如圖：如圖a a所示，所示，A A、B B是一個點電荷產(chǎn)生的電場是一個點電荷產(chǎn)生的電場的電場線，如圖的電場線，如圖b b則是方向在電場線上，則是方向在電場線上，a a、b b兩兩處的檢驗電荷的電荷量大小與所受電場力大小之處的檢驗電荷的電荷量大小與所受電場力大小之間的函數(shù)圖線，則：（間的函數(shù)圖線，則：（ ）A A、點電荷是正電荷，位置在、點電荷是正電荷，位置在B B側(cè)側(cè)B B、點電荷是正電荷，位置在、點電荷是正電荷，位置在

16、A A側(cè)側(cè)C C、點電荷是負(fù)電荷，位置在、點電荷是負(fù)電荷，位置在A A側(cè)側(cè)D D、點電荷是負(fù)電荷，位置在、點電荷是負(fù)電荷，位置在B B側(cè)側(cè)qFbBQrPrQP2QEkr思考思考1 1、一個半徑為、一個半徑為R R的的均勻均勻帶電球體帶電球體（或球殼）在外部距球心（或球殼）在外部距球心r r處產(chǎn)生的電場處產(chǎn)生的電場與一個位于與一個位于球心的、電球心的、電荷量相等的荷量相等的點電荷產(chǎn)生點電荷產(chǎn)生的電場相同的電場相同思考題思考題2 2： 場是物理學(xué)中的重要概念，除了電場和磁場是物理學(xué)中的重要概念，除了電場和磁場，還有引力場。物體之間的萬有引力就是通場，還有引力場。物體之間的萬有引力就是通過引力場發(fā)生作用的，地球附近的引力場叫做過引力場發(fā)生作用的，地球附近的引力場叫做重力場。仿照電場強(qiáng)度的定義，你認(rèn)為應(yīng)該怎重力場。仿照電場強(qiáng)度的定義，你認(rèn)為應(yīng)該怎樣定義重力場的大小和方向？重力場的方向跟樣定義重力場的