第3節(jié)電場及其描述

1、第3節(jié) 電場及其描述 兩電荷不直接接兩電荷不直接接觸，它們之間的相互觸，它們之間的相互作用是怎樣產(chǎn)生的作用是怎樣產(chǎn)生的? ?猜一猜猜一猜 B BA A一、電場：一、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，這種力叫對放入其中的電荷有力的作用，這種力叫電場力電場力. .1.1.定義：存在于帶電體周圍的特殊定義：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)生電荷電荷電荷電荷問題思考：問題思考：用什么可以檢驗空間中存在看不見又用什么可以檢驗空間中存在看不見又摸不著的電場？又怎樣進行描述呢？摸不著的電場？又怎樣進行描述呢？檢

2、驗電荷（試探電荷）檢驗電荷（試探電荷）： 用來檢驗電場的電量很?。ú挥绊懺娪脕頇z驗電場的電量很小（不影響原電場），體積很?。梢援斪髻|(zhì)點）的電荷場），體積很?。梢援斪髻|(zhì)點）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QABCqqqFAFBFC問題思考：問題思考：點電荷點電荷Q Q周圍存在看不見摸不著的電場周圍存在看不見摸不著的電場, ,那么如何描述那么如何描述A A、B B、C C三點的電場呢？三點的電場呢？結(jié)論結(jié)論: : 能反映電場中某點的電場能反映電場中某點的電場力力的性質(zhì)的性質(zhì)電場的強弱電場的強弱. .（2 2）電場中）電場中不同不同的點，同一電荷所受力也不的點，同

3、一電荷所受力也不同，比值同，比值 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，不同電荷所受力不同，一點，不同電荷所受力不同，比值比值 卻是卻是一定一定的的. .FqFqFq二、電場強度二、電場強度1.1.定義：放入電場中某點的試探電荷定義：放入電場中某點的試探電荷q q所受的所受的電場力電場力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，叫做該點的電場強度，簡稱場強，符號為電場強度，簡稱場強，符號為E.E.3.3.單位：牛單位：牛/ /庫庫(N/C) (N/C) 或伏或伏/ /米米(V/m),1(V/m),1伏伏/ /米米=1=1牛牛/ /庫庫2.2.定

4、義式：定義式：FEq4.4.方向：與方向：與正電荷正電荷在該點受到的電場力方向相同在該點受到的電場力方向相同( (與負電荷在該點受到的電場力方向相反與負電荷在該點受到的電場力方向相反) )5.5.理解：場強反映電場力的性質(zhì)，由電場本身決理解：場強反映電場力的性質(zhì)，由電場本身決定，定，與放入的試探電荷無關(guān)與放入的試探電荷無關(guān). 三、點電荷的電場三、點電荷的電場2QEkr1.1.大小大小2.2.場強方向：場強方向：正正點電荷電場方向點電荷電場方向背離背離電電荷荷負負點電荷電場方向點電荷電場方向指向指向電電荷荷四、電場強度的疊加四、電場強度的疊加（多個點電荷產(chǎn)生的電場）（多個點電荷產(chǎn)生的電場）1.1

5、.電場強度是矢量，電場強度是矢量，合成應(yīng)遵循平行四邊形法則合成應(yīng)遵循平行四邊形法則E+E-E合合pQ1Q2例題例題:如圖所示，真空中有兩個點電荷如圖所示，真空中有兩個點電荷Q Q1 1=3.0=3.01010-8-8C C和和Q Q2 2=-3.0=-3.01010-8-8C C，它們相距，它們相距0.1m.0.1m.求電場中求電場中A A點的場點的場強強E.E.（A A點到兩個點電荷的距離點到兩個點電荷的距離r r相等，相等，r=0.1mr=0.1m）Q1Q2AE1E2EE=EE=E1 1cos60cos60+E+E2 2cos60cos60 =2E =2E1 1cos60cos60 = =

6、代入數(shù)值得代入數(shù)值得E=2.7E=2.710104 4V/mV/m122kQ cos60r公式公式 適用范圍適用范圍電荷的意義電荷的意義定義式，適用定義式，適用于一切電場于一切電場僅對點電荷僅對點電荷的電場適用的電場適用q q是檢驗電荷，是檢驗電荷，E E與與q q無關(guān)無關(guān)Q Q是場源電荷，是場源電荷，E E與與Q Q成正比成正比FEq2QEkr和和的區(qū)別的區(qū)別：2.2.FEq2QEkr 如果電場中各點電場強度的大小相等、如果電場中各點電場強度的大小相等、方向相同，這個電場就叫做方向相同，這個電場就叫做勻強電場勻強電場. . 帶有等量異號帶有等量異號電荷的一對平行金電荷的一對平行金屬板，如果兩

7、板相屬板，如果兩板相距很近，它們之間距很近，它們之間的電場，除邊緣部的電場，除邊緣部分外，可以看作勻分外，可以看作勻強電場強電場. .五、勻強電場五、勻強電場 六、電場力六、電場力2.2.方向：方向：1.1.大小：大?。篎 FqEqE負電荷受到的電場力方向與場強方向相反負電荷受到的電場力方向與場強方向相反正電荷受到的電場力方向與場強方向相同正電荷受到的電場力方向與場強方向相同七、電場線七、電場線1.1.電場線是用來形象地描述電場強弱與方向電場線是用來形象地描述電場強弱與方向特性的一簇曲線特性的一簇曲線. .電場線上每一點的電場線上每一點的切線方切線方向向，都和該點的，都和該點的場強方向場強方向

8、一致一致. .（1 1）電場線）電場線密密的地方場強的地方場強大大，電場線，電場線疏疏的地方場強的地方場強小?。? 2）靜電場的電場線起于正電荷止于負電荷，孤立的）靜電場的電場線起于正電荷止于負電荷，孤立的正電荷（或負電荷）的電場線止于（或起于）無窮遠正電荷（或負電荷）的電場線止于（或起于）無窮遠處點處點（3 3）電場線不會相交，也不會相切）電場線不會相交，也不會相切（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）電場線不是閉合曲線，且與帶電粒子在電場中的）電場線不是閉合曲線，且與帶電粒子在電場中的運動軌跡沒有必然聯(lián)系運動軌跡沒有必然聯(lián)系2.2.電場線

9、的特征電場線的特征特點：特點：a.a.離點電荷越近，電場線越密，場強越大離點電荷越近，電場線越密，場強越大b.b.以點電荷為球心作個球面，電場線處處與球面以點電荷為球心作個球面，電場線處處與球面垂直，在此球面上場強大小處處相等，方向不同垂直，在此球面上場強大小處處相等，方向不同. .（1 1）正、負點電荷的電場中電場線的分布）正、負點電荷的電場中電場線的分布3.3.幾種常見電場中電場線的分布及特點幾種常見電場中電場線的分布及特點特點：特點：a.a.沿點電荷的連線，場沿點電荷的連線，場強先變小后變大強先變小后變大b.b.兩點電荷連線中垂面（中垂兩點電荷連線中垂面（中垂線）上，場強方向均相同，且線

10、）上，場強方向均相同，且總與中垂面（中垂線）垂直總與中垂面（中垂線）垂直（2 2）等量異種點電荷形成的電場中的電場線分布）等量異種點電荷形成的電場中的電場線分布. .c.c.在中垂面（中垂線）上，與兩點電荷連線的中在中垂面（中垂線）上，與兩點電荷連線的中點點0 0等距離的各點場強相等等距離的各點場強相等. .O O（3 3）等量同種點電荷形成的電場中電場線分布情況）等量同種點電荷形成的電場中電場線分布情況特點：特點：c.c.兩點電荷連線的中點到無限遠處，電場線先變兩點電荷連線的中點到無限遠處，電場線先變密后變疏密后變疏正點電荷正點電荷a.a.兩點電荷連線中點兩點電荷連線中點O O處場強為處場強

11、為O Ob.b.兩點電荷連線中點附兩點電荷連線中點附近的電場線非常稀疏，近的電場線非常稀疏，但場強并不為但場強并不為O OO O+ +4.4.勻強電場勻強電場特點：特點：b.b.電場線的疏密反映場強大小，電場方向與電電場線的疏密反映場強大小，電場方向與電場線平行場線平行. .a.a.勻強電場是場強大小勻強電場是場強大小和方向都相同的電場，和方向都相同的電場，故勻強電場的電場線是故勻強電場的電場線是平行等距平行等距的直線；的直線；一、電場一、電場1.1.產(chǎn)生：帶電體周圍空間存在電場產(chǎn)生：帶電體周圍空間存在電場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. .

12、二、電場強度：描述電場強弱和方向的物理量二、電場強度：描述電場強弱和方向的物理量 1.1.定義定義: E = : E = 2.2.單位：單位：N/C V/mN/C V/m2QEkrFq3.3.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與檢驗電荷無關(guān)電場中某一點的場強與檢驗電荷無關(guān). .5.5.真空中點電荷的場強公式真空中點電荷的場強公式: : 三、場強的疊加：矢量求和三、場強的疊加：矢量求和2QEkr四、電場力：電荷在電場中的作用力四、電場力：電荷在電場中的作用力. .1.1.大?。捍笮。篎=qEF=qE2.2.方向：正電荷的電場力方向與

13、電場強度方向相同；方向：正電荷的電場力方向與電場強度方向相同； 負電荷的電場力方向與電場強度方向相反負電荷的電場力方向與電場強度方向相反. .五、電場線（電場是客觀存在的，而電場線是不存五、電場線（電場是客觀存在的，而電場線是不存在的）是在的）是人為畫上人為畫上的一組不閉合曲線，曲線的疏密的一組不閉合曲線，曲線的疏密表示電場強度的強弱（大小），曲線的切線表示電表示電場強度的強弱（大?。?，曲線的切線表示電場強度的方向場強度的方向1.1.電場線的特點：電場線的特點：（1 1）電場線）電場線密密的地方場強的地方場強大大，電場線，電場線疏疏的地方場強的地方場強小?。? 2）靜電場的電場線起于正電荷止于

14、負電荷，孤立的）靜電場的電場線起于正電荷止于負電荷，孤立的正電荷（或負電荷）的電場線止于（或起于）無窮遠正電荷（或負電荷）的電場線止于（或起于）無窮遠處處（3 3）電場線不會相交，也不會相切）電場線不會相交，也不會相切(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)電場線不是閉合曲線，且與帶電粒子在電場中的運電場線不是閉合曲線，且與帶電粒子在電場中的運動軌跡沒有必然的聯(lián)系動軌跡沒有必然的聯(lián)系2.2.幾種點電荷的電場線分布：幾種點電荷的電場線分布：正點電荷正點電荷勻強電場勻強電場1.1.在電場中在電場中A A處放點電荷為處放點電荷為+q+q，其受電場力

15、為，其受電場力為F F，方向，方向向左，則向左，則A A處場強大小處場強大小 ，方向為，方向為_；若將若將A A處放點電荷為處放點電荷為2q2q，則該處電場強度大小，則該處電場強度大小為為 ，方向為，方向為 . .Fq向左向左Fq向左向左2.2.關(guān)于電場強度，下列說法正確的是（關(guān)于電場強度，下列說法正確的是（ ）A.A.E E= = ，若，若q q減半，則該處的場強變?yōu)樵瓉淼臏p半，則該處的場強變?yōu)樵瓉淼? 2倍倍B.B.E E= = 中，中，E E與與Q Q成正比，而與成正比，而與r r的的平方成反比平方成反比C.C.在以一個點電荷為球心，在以一個點電荷為球心，r r為半徑的球面上，各為半徑的

16、球面上，各點的場強均相同點的場強均相同D.D.電場中某點的場強方向就是該點所放電荷受到電場中某點的場強方向就是該點所放電荷受到的電場力的方向的電場力的方向Fq2Qkr解析：解析：選選B.B.場強場強E E與與q q無關(guān)，無關(guān)，A A錯錯. .以一個點電荷為以一個點電荷為球心，球心，r r為半徑的球面上，各點的場強大小相等、為半徑的球面上，各點的場強大小相等、方向不相同，方向不相同，C C錯錯. .電場中某點的場強方向就是該電場中某點的場強方向就是該點所放正電荷受到的電場力的方向，點所放正電荷受到的電場力的方向，D D錯錯. .3.3.（20132013海南高考）如圖，電荷量為海南高考）如圖，電

17、荷量為q q1 1和和q q2 2的兩的兩個點電荷分別位于個點電荷分別位于P P點和點和Q Q點己知在點己知在P P、Q Q連線上某點連線上某點R R處的電場強度為零，且處的電場強度為零，且PR=2RQPR=2RQ，則（，則（ ）A. qA. q1 1=2q=2q2 2 B.q B.q1 1=4q=4q2 2 C Cq q1 1-2q-2q2 2 D. q D. q1 1=-4q=-4q2 2B abAB4.4.如圖如圖a a所示，所示，A A、B B是一個點電荷產(chǎn)生的電場的電是一個點電荷產(chǎn)生的電場的電場線上的兩點，如圖場線上的兩點，如圖b b則是放置在電場線上則是放置在電場線上A A、B B

18、兩處兩處的檢驗電荷所受電場力大小與電荷量大小之間的函的檢驗電荷所受電場力大小與電荷量大小之間的函數(shù)圖線，則（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A A側(cè)側(cè)C.C.點電荷是負電荷，位置在點電荷是負電荷，位置在A A側(cè)側(cè)D.D.點電荷是負電荷，位置在點電荷是負電荷，位置在B B側(cè)側(cè)AqFBabABAqFB解析：解析：選選B.B.由圖像可知由圖像可知A A處場強大于處場強大于B B處場強，處場強，因此點電荷是正電荷，位置在因此點電荷是正電荷，位置在A A側(cè)側(cè). .5.5.如圖是靜電場的一部分電場線的分布，下列說如圖是靜電場的一部分電場線的分布，下列說法法正確的是（正確的是（ ）A.A.這個電場只可能是負電荷的電場這個電場只可能是負電荷的電場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（不計