高中物理 選修3-1 電場強(qiáng)度PowerPoint 演示文稿

1、第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第1頁（共頁（共3頁）頁）重慶市石柱中學(xué)校 姚國均第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第2頁（共頁（共3頁）頁）牛頓的困惑“沒有其他東西做媒介，一個物體可以超越距離通過真空對另一個物體作用在我看來，這種思想荒唐之極?！狈ɡ诘挠^點電荷周圍存在著由電荷產(chǎn)生的電場，處在電場中的其他電荷受到的作用力就是這個電場施加的。第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第3頁（共頁（共3頁）頁）近代物理學(xué)證實并發(fā)展了法拉第的觀點物質(zhì)的存在形式實物(由分子、原子組成，如水、鐵塊等)場(如電磁場、引力場等,是客觀存在的另一種)物質(zhì)形態(tài))第一章

2、第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第4頁（共頁（共3頁）頁）電場（electric field）1 1、電荷周圍存在著一種特殊的、電荷周圍存在著一種特殊的物質(zhì)物質(zhì)電場。電場。2 2、電荷間的相互作用是、電荷間的相互作用是通過電場通過電場這種這種物質(zhì)物質(zhì)作為作為媒介媒介而發(fā)而發(fā)生的。生的。3 3、電場的基本性質(zhì)電場的基本性質(zhì)：電場電場對放入其中的對放入其中的電荷電荷有力的作有力的作用用電場力電場力 。研究研究電場的性質(zhì)電場的性質(zhì)應(yīng)從應(yīng)從靜電力靜電力入手入手靜電場：靜止電荷產(chǎn)生的電場第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第5頁（共頁（共3頁）頁）電度(electric fil

3、eld strength)a.定義： 試探電荷在電場中某點所受電場力F與試探電荷的電荷量q的比值叫該點的電場強(qiáng)電場強(qiáng)度度，簡稱場強(qiáng)場強(qiáng)，用E表示。b.定義式：c.單位： N/C， V /m （適用于任意電場（適用于任意電場,在數(shù)值上等于在數(shù)值上等于1C的電荷所受的電場力的電荷所受的電場力）qFE 第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第6頁（共頁（共3頁）頁）+Q+qFE+Q-qFE根據(jù)規(guī)定：根據(jù)規(guī)定：負(fù)電荷負(fù)電荷在電場中某點受到的電場力的方向跟該點在電場中某點受到的電場力的方向跟該點的場強(qiáng)方向的場強(qiáng)方向相反相反。d. 場強(qiáng)的矢量性：場強(qiáng)的矢量性：-Q+qFE-Q-qEF規(guī)定規(guī)定正

4、電荷在該點的電場力方向正電荷在該點的電場力方向 就是該點的就是該點的電場強(qiáng)電場強(qiáng)度方向度方向第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第7頁（共頁（共3頁）頁）e.物理意義物理意義: 描述描述電荷在電場中所受的電場電荷在電場中所受的電場力的性質(zhì)力的性質(zhì)qFE f.決定因素決定因素: 場源電荷；場中位置場源電荷；場中位置若已知已知 q 和和 E，可求，可求電場力電場力FqEF 第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第8頁（共頁（共3頁）頁）例例1. 根據(jù)場強(qiáng)的定義式根據(jù)場強(qiáng)的定義式E EF Fq q可以知道可以知道( )( )A、電場中某點的場強(qiáng)跟放入該點的電荷所受的、電場中

5、某點的場強(qiáng)跟放入該點的電荷所受的 電場力成正比，跟放入該點的電荷的電荷量電場力成正比，跟放入該點的電荷的電荷量 成反比成反比B、電場中的某一點，如果不放入檢驗電荷，則、電場中的某一點，如果不放入檢驗電荷，則 該點的場強(qiáng)為零該點的場強(qiáng)為零C、電場中的某一點，如果不放入檢驗電荷，則、電場中的某一點，如果不放入檢驗電荷，則 該點的場強(qiáng)為無窮大該點的場強(qiáng)為無窮大D、電場中的某一點，不管放不放入檢驗電荷，、電場中的某一點，不管放不放入檢驗電荷， 也不管檢驗電荷的電荷量是多少，該點的場也不管檢驗電荷的電荷量是多少，該點的場 強(qiáng)都是一定的強(qiáng)都是一定的答案答案 D第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10

6、.第第9頁（共頁（共3頁）頁）例例2. 關(guān)于電場強(qiáng)度的方向，下列說法正確的是關(guān)于電場強(qiáng)度的方向，下列說法正確的是( )( )A、電場中某點的場強(qiáng)方向與放在這一點的電荷、電場中某點的場強(qiáng)方向與放在這一點的電荷 所受的電場力的方向相同所受的電場力的方向相同B、電場中某點的場強(qiáng)方向與正電荷在這一點所、電場中某點的場強(qiáng)方向與正電荷在這一點所 受的電場力的方向相同受的電場力的方向相同C、電場中某點的場強(qiáng)方向與放在這一點的電荷、電場中某點的場強(qiáng)方向與放在這一點的電荷 的種類有關(guān)的種類有關(guān)D、電場中某點的場強(qiáng)方向與在這一點放不放入、電場中某點的場強(qiáng)方向與在這一點放不放入 電荷無關(guān)電荷無關(guān)答案 B D第一章第

7、一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第10頁（共頁（共3頁）頁）例例3.電場中有一點電場中有一點P P，下列說法正確的，下列說法正確的( ( ) )A. .若放在若放在P P點的點電荷的電量減半，則點的點電荷的電量減半，則P P點的場強(qiáng)點的場強(qiáng)也減半也減半B. .若若P P點沒有檢驗電荷，則點沒有檢驗電荷，則P P點場強(qiáng)為零點場強(qiáng)為零C.P.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點所受電場力點所受電場力越大越大D.P.P點的場強(qiáng)方向為檢驗電荷在該點受力方向點的場強(qiáng)方向為檢驗電荷在該點受力方向 答案 C第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第11頁（共頁（

8、共3頁）頁）例例4.設(shè)：試探電荷的電荷量設(shè)：試探電荷的電荷量q=+5.010-9C，測得，測得它在電場中的它在電場中的A點受到的電場力為點受到的電場力為F=3.010-4N，求：求：A點的場強(qiáng)？點的場強(qiáng)？如果改用電荷量為如果改用電荷量為q=+6.0q=+6.01010-9-9C C的試探電荷，的試探電荷，來確定該點的場強(qiáng)，場強(qiáng)會不會改變？來確定該點的場強(qiáng)，場強(qiáng)會不會改變？解：解：E=F/q =3.010-4N/(5.010-9C) =6.0104N/C場強(qiáng)方向：水平向右場強(qiáng)方向：水平向右第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第12頁（共頁（共3頁）頁）例例5.在一帶負(fù)電的導(dǎo)體在一帶

9、負(fù)電的導(dǎo)體A附近有一點附近有一點B,如在如在B處放置一個處放置一個q1= - 2.010-8C的電荷，測得其受到的電場力大小為的電荷，測得其受到的電場力大小為F1=4.010-6N、方向水平向右，則、方向水平向右，則B點的場強(qiáng)？如果換點的場強(qiáng)？如果換用一個用一個q2= 4.010-7C的電荷放在的電荷放在B B點，其受力多大？此點，其受力多大？此時時B B處場強(qiáng)多大？處場強(qiáng)多大？解解:EB=F1/q1=4.010-6N/(2.010-8C) =2.0102(N/C)場強(qiáng)的方向：水平向左場強(qiáng)的方向：水平向左F2=q2EB=4.010-7C2.0102N/C=8.010-5N方向：水平向左方向：水

10、平向左EB=F2/q2=8.010-5N/(4.010-7C)=2.0102(N/C)B處場強(qiáng)的大小方向不變處場強(qiáng)的大小方向不變第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第13頁（共頁（共3頁）頁）一點電荷的電荷量為一點電荷的電荷量為Q Q，在距此點電荷，在距此點電荷r r處的處的A A點的電場強(qiáng)度是多少？點的電場強(qiáng)度是多少？設(shè)想在設(shè)想在A A點放一個電荷點放一個電荷量為量為+q+q的試探電荷，則的試探電荷，則它所受到的電場力為它所受到的電場力為則該點的場強(qiáng)為則該點的場強(qiáng)為Q Q是場源電荷的電量，是場源電荷的電量，r r是場中某是場中某點到場源電荷的距離點到場源電荷的距離 真空中點電荷

11、的場強(qiáng)真空中點電荷的場強(qiáng)2KQqFr第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第14頁（共頁（共3頁）頁）真空中點電荷的場強(qiáng)真空中點電荷的場強(qiáng)2QEkr1.1.大小大小2.2.場強(qiáng)方向：以場強(qiáng)方向：以點電荷點電荷Q為球心為球心，當(dāng)，當(dāng)Q為為正正電荷時電場電荷時電場方向方向沿半徑向外沿半徑向外；當(dāng)；當(dāng)Q為為負(fù)負(fù)電荷時電場方向電荷時電場方向沿半徑向內(nèi)沿半徑向內(nèi)Q真空中點電荷的電量真空中點電荷的電量r某點到點電荷的距離某點到點電荷的距離第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第15頁（共頁（共3頁）頁）例例6. .關(guān)于電場，下列敘述正確的是關(guān)于電場，下列敘述正確的是( ( ) )A

12、. .以點電荷為圓心，以點電荷為圓心，r r為半徑的球面上，各為半徑的球面上，各點的場強(qiáng)都相同點的場強(qiáng)都相同B. .正電荷周圍的電場一定比負(fù)電荷周圍的電正電荷周圍的電場一定比負(fù)電荷周圍的電場強(qiáng)度大場強(qiáng)度大C. .在電場中某點放入檢驗電荷在電場中某點放入檢驗電荷q q，該點的場，該點的場強(qiáng)為強(qiáng)為E EF F/ /q q，取走，取走q q后，該點場強(qiáng)不為零后，該點場強(qiáng)不為零D. .電荷在電場中某點所受電場力很大，則該電荷在電場中某點所受電場力很大，則該點的電場強(qiáng)度一定很大點的電場強(qiáng)度一定很大 第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第16頁（共頁（共3頁）頁）例例7.關(guān)于電場力和電場強(qiáng)度

13、，以下說法正確的是關(guān)于電場力和電場強(qiáng)度，以下說法正確的是( )( )A. .一點電荷分別處于電場中的一點電荷分別處于電場中的A A、B B兩點，電兩點，電荷受到的電場力大則該處場強(qiáng)大荷受到的電場力大則該處場強(qiáng)大B. .在電場某點如果沒有檢驗電荷，則電場力在電場某點如果沒有檢驗電荷，則電場力為零，電場強(qiáng)度也為零為零，電場強(qiáng)度也為零C. .電場中某點場強(qiáng)為零，則檢驗電荷在該點電場中某點場強(qiáng)為零，則檢驗電荷在該點受到的電場力為零受到的電場力為零D. .一檢驗電荷在以一個點電荷為球心，半徑一檢驗電荷在以一個點電荷為球心，半徑為為r r的球面上各點所受電場力相同的球面上各點所受電場力相同第一章第一章 靜

14、電場靜電場2021-11-10.第第17頁（共頁（共3頁）頁）例例8.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. . E=kQ/ /r2中，中，E與與Q成正比，而與成正比，而與r平方成反比平方成反比 B. . 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，各為半徑的球面上，各 點的場強(qiáng)均相同點的場強(qiáng)均相同 C. F=kQ1Q2/r2 得，公式得，公式 E=kQ1/r2 是點電荷是點電荷Q1產(chǎn)生產(chǎn)生 的電場在點電荷的電場在點電荷Q2 處的場強(qiáng)大小處的場強(qiáng)大小 D. 由公式由公式E=kQ/r2 可知，在離點電荷非常近的地方可知，在離點電荷非常近的

15、地方 （r0），電場強(qiáng)度），電場強(qiáng)度E 可達(dá)無窮大可達(dá)無窮大答案答案 AC第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第18頁（共頁（共3頁）頁）如果場源是多個點電荷，如果場源是多個點電荷，電場中某點的電場強(qiáng)度電場中某點的電場強(qiáng)度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量電場強(qiáng)度的矢量和和。 E1E2E電場強(qiáng)度的疊加電場強(qiáng)度的疊加PQ1Q2平行四邊形法則定則平行四邊形法則定則第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第19頁（共頁（共3頁）頁）QrPrQP2QEkr一個半徑為一個半徑為R的的均勻均勻帶電球體（或球殼）在外部產(chǎn)帶電球體（或球殼）在外部產(chǎn)生

16、的電場生的電場與一個位于球心與一個位于球心的、電荷量相等的、電荷量相等的的點電荷點電荷產(chǎn)生的產(chǎn)生的電場相同電場相同第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第20頁（共頁（共3頁）頁）例例9. 如圖所示，在真空中有兩個點電荷如圖所示，在真空中有兩個點電荷Q13.0108C和和Q23.0108C，它們相距，它們相距0.1m。求電場中求電場中A點的場強(qiáng)大小？點的場強(qiáng)大??？A點與兩個點電荷的距離點與兩個點電荷的距離r相相等，等，r0.1m。解：解：EE1cos600E2cos600 2 E1cos600 2kQ1cos600r2 2.7104 NC Q1Q2AE1E2E第一章第一章 靜電場靜

17、電場2021-11-10.第第21頁（共頁（共3頁）頁）電場線（電場線（electric filed line） 1 1、定義：、定義：電場線是用來形象地描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。述電場強(qiáng)弱與方向特性的一簇曲線。電場線上每一點的電場線上每一點的切線方向切線方向，都和該，都和該點的點的場強(qiáng)方向場強(qiáng)方向一致。一致。第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第22頁（共頁（共3頁）頁）2、靜電場電場線的特點：、靜電場電場線的特點：1.電場線不是電場里實際存在的線，而是形象地描述電電場線不是電場里實際存在的線，而是形象地描述電場的假想的線場的假想的線.2.從正電荷出

18、發(fā)終止于負(fù)電荷從正電荷出發(fā)終止于負(fù)電荷（孤立的正電荷（或負(fù)電孤立的正電荷（或負(fù)電荷）的電場線止于（或起于）無窮遠(yuǎn)處點）荷）的電場線止于（或起于）無窮遠(yuǎn)處點）.3.電場線上某點的切線方向表示該點的場強(qiáng)方向電場線上某點的切線方向表示該點的場強(qiáng)方向.4.電場線在某處的電場線在某處的疏密表示該處場強(qiáng)的強(qiáng)弱，疏密表示該處場強(qiáng)的強(qiáng)弱，電場線電場線密密的地方場強(qiáng)的地方場強(qiáng)強(qiáng)強(qiáng)，電場線，電場線疏疏的地方場強(qiáng)的地方場強(qiáng)弱弱.5.電場線電場線不相交也不閉合不相交也不閉合.第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第23頁（共頁（共3頁）頁）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

19、近，電場線越密，場強(qiáng)越大b b、以點電荷為球心作個球面，電場線處處與球面垂直，、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，方向不同。在此球面上場強(qiáng)大小處處相等，方向不同。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 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第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第24頁（共頁（共3頁）頁）特點：特點：a a、沿點電荷的連線，沿點電荷的連線，場強(qiáng)先變小后變大場強(qiáng)先變小后變大b b、兩點電荷連線中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

20、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（中垂線）垂直2 2）、等量異種點電荷形成的電場中的）、等量異種點電荷形成的電場中的電場線分布電場線分布c c、在中垂面（中垂線）上，與兩點電荷連線的中點在中垂面（中垂線）上，與兩點電荷連線的中點0 0等距離各點場強(qiáng)相等。等距離各點場強(qiáng)相等。第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第25頁（共頁（共3頁）頁）3 3）、等量同種點電荷形成的電場中電場中）、等量同種點電荷形成的電場中電場中電場線分布情況電場線分布情況特點：特點：a a、兩點電荷連線中、兩點電荷連線中點點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

21、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第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第26頁（共頁（共3頁）頁）4 4）、勻強(qiáng)電場）、勻強(qiáng)電場a a、勻強(qiáng)電場是大小和方向都相同的電場，故勻強(qiáng)、勻強(qiáng)電場是大小和方向都相同的電場，故勻強(qiáng)電場的電場線是電場的電場線是平行等距同向平行等距同向的直線的直線b b、電場線的疏密反映場強(qiáng)大小，電場方向與電場、電場線的疏密反映場強(qiáng)大小，電場方向與電場線平行線平行在電場的某一區(qū)域，如果在電場的某一區(qū)域，如果場強(qiáng)的大小

22、和方向都相場強(qiáng)的大小和方向都相同同，這個區(qū)域的，這個區(qū)域的電場叫做勻強(qiáng)電場電場叫做勻強(qiáng)電場.勻強(qiáng)電場是勻強(qiáng)電場是最簡單、最常見的電場最簡單、最常見的電場，在實驗研究中經(jīng)常用到，在實驗研究中經(jīng)常用到它它第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第27頁（共頁（共3頁）頁）例例1010：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

23、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第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第28頁（共頁（共3頁）頁）例例1111：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第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-10.第第29頁（共頁（共3頁）頁）例例1212：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QQ點點作減速運(yùn)動，且運(yùn)動的加速度值越來越小（重作減速運(yùn)