高中物理人教必修三9.3.2 電場(chǎng)線（課件）

1、新人教版 必修三第九章 靜電場(chǎng)及其應(yīng)用第3節(jié) 電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度（二）第2課時(shí) 電場(chǎng)線 思考:電場(chǎng)看不見(jiàn),摸不著,怎樣才能形象的描述電場(chǎng)呢?用形象簡(jiǎn)明的電場(chǎng)線表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向+ 除了用數(shù)學(xué)公式描述電場(chǎng)外，形象地了解和描述電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向也很重要。法拉第采用了一個(gè)簡(jiǎn)潔的方法來(lái)描述電場(chǎng)，那就是畫(huà)電場(chǎng)線（electric fieldline）。五.電場(chǎng)線1、定義：電場(chǎng)線是用來(lái)形象地描述電場(chǎng)強(qiáng)弱與方向特性的一簇曲線。電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向，都和該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致。（1）電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致（2）電場(chǎng)線的疏密程度反映了電場(chǎng)的強(qiáng)弱。EAEB2.意義：+ 3.幾種典型

2、的電場(chǎng)線正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)線負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)線等量異種電荷形成的電場(chǎng)線等量同種電荷形成的電場(chǎng)線4.電場(chǎng)線的性質(zhì)：從正電荷出發(fā)終止于負(fù)電荷（包括從正電荷出發(fā)終止于無(wú)窮遠(yuǎn)或來(lái)自無(wú)窮遠(yuǎn)終止于負(fù)電荷）。電場(chǎng)線某點(diǎn)的受力方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向。電場(chǎng)線在某處的疏密表示該處場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱。電場(chǎng)線不相交也不閉合。電場(chǎng)線不是電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡，也不是客觀存在的線。思考：任意兩條電場(chǎng)線為什么不相交？E1E2如果相交，交點(diǎn)就會(huì)有兩個(gè)切線方向，而同一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和方向是唯一的。例1：關(guān)于電場(chǎng)線，下述說(shuō)法中正確的是：A、電場(chǎng)線是客觀存在的B、電場(chǎng)線與電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡是一致的C、電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向與與電荷在該點(diǎn)受力方向可以不同D

3、、沿電場(chǎng)線方向，場(chǎng)強(qiáng)一定越來(lái)越大C正確例2：如圖所示為電場(chǎng)中的一根電場(chǎng)線，在該電場(chǎng)線上有a、b兩點(diǎn)，用Ea、Eb分別表示兩處場(chǎng)強(qiáng)的大小，則：A、a、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相同B、因?yàn)殡妶?chǎng)線由a指向b，所以EaEbC、因?yàn)殡妶?chǎng)線是直線，所以Ea=EbD、因?yàn)椴恢繿、b附近的電場(chǎng)線分布情況，所以不能確定Ea、Eb的大小關(guān)系A(chǔ)正確六.幾種常見(jiàn)電場(chǎng)中電場(chǎng)線的分布及特點(diǎn)1、正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中電場(chǎng)線的分布發(fā)散狀中心對(duì)稱(chēng)圖形.像太陽(yáng)光芒四射特點(diǎn)：a、離點(diǎn)電荷越近，電場(chǎng)線越密，場(chǎng)強(qiáng)越大b、以點(diǎn)電荷為球心作個(gè)球面，電場(chǎng)線處處與球面垂直，在此球面上場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等，方向不同。球面半徑越大,球面上電場(chǎng)線分布越疏.2、負(fù)點(diǎn)

4、電荷的電場(chǎng)中電場(chǎng)線的分布會(huì)聚狀中心對(duì)稱(chēng)圖形.像黑洞把周?chē)矬w全吸進(jìn)來(lái).特點(diǎn)：a.起始無(wú)窮遠(yuǎn)處，終止于負(fù)電荷. b.在以負(fù)點(diǎn)電荷為球心的球面上,電場(chǎng)線疏密相同,但切向各不相同.球面半徑越大,球面上電場(chǎng)線分布越疏.EA_+EBE1ABEAE2EBr1rQQEBEAE3EAEBE4等量異種電荷沿點(diǎn)電荷的連線,場(chǎng)強(qiáng)先變小后變大，中點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小EA_+EBE1ABEAE2EBQQEAEBE3E=0兩點(diǎn)電荷連線中垂面上，場(chǎng)強(qiáng)方向沿水平方向，即總與中垂面垂直，由中間向兩邊場(chǎng)強(qiáng)逐漸減小。 兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向從正電荷指向負(fù)電荷，沿電場(chǎng)線方向場(chǎng)強(qiáng)先變小再變大.3.等量異種電荷的電場(chǎng)分布兩點(diǎn)電荷連線的中垂面

5、（線）上，電場(chǎng)線的方向均相同，即場(chǎng)強(qiáng)方向相同，且與中垂面（線）垂直.關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)A與A、B與B的場(chǎng)強(qiáng)等大同向.相吸狀關(guān)于兩電荷連線和中垂線的軸對(duì)稱(chēng)圖形.EA+EBE1ABEAE2=0EBQQEBEAE4EAEBE5EAEBE3等量同種電荷兩點(diǎn)電荷連線電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減小，中點(diǎn)O處場(chǎng)強(qiáng)最小為0EA+EBE1ABEAEBQQEBEAE3EAEBE4E2EAEBE3E0=0OE=0等量同種電荷兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)附近的電場(chǎng)線非常稀疏，但場(chǎng)強(qiáng)并不為0兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減小4.等量同種電荷的電場(chǎng)分布兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處的場(chǎng)強(qiáng)為零，此處無(wú)電場(chǎng)線.兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O附近電場(chǎng)線非常稀疏，但場(chǎng)

6、強(qiáng)不為零. 從兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O沿中垂面（線）到無(wú)限遠(yuǎn)，電場(chǎng)線先變密后變疏，即場(chǎng)強(qiáng)先變大后變小。兩點(diǎn)電荷連線中垂線上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向和中垂線平行. 關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)A與A、B與B的場(chǎng)強(qiáng)等大、反向.相斥狀模擬電場(chǎng)線 電場(chǎng)線的形狀可以用實(shí)驗(yàn)來(lái)模擬。把頭發(fā)碎屑懸浮在蓖麻油里，加上電場(chǎng)，碎屑就按電場(chǎng)強(qiáng)度的方向排列起來(lái)，顯示出電場(chǎng)線的分布情況。 電場(chǎng)線不是實(shí)際存在的線，而是為了形象地描述電場(chǎng)而假想的線。這個(gè)實(shí)驗(yàn)只是用來(lái)模擬電場(chǎng)線的分布。 例3.如圖，一電子沿等量異號(hào)電荷的中垂線由AOB勻速飛過(guò)，電子重力不計(jì)，則電子所受另一個(gè)力的大小和方向變化情況是（ ）。A.先變大后變小，方向水平向左；B.先變大后變小

7、，方向水平向右；C.先變小后邊大，方向水平向左；D.先變小后變大，方向水平向右。+BAO-B七.勻強(qiáng)電場(chǎng)+ + + + + + + + + + + + 1.勻強(qiáng)電場(chǎng)：如果電場(chǎng)中各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小相等、方向相同，這個(gè)電場(chǎng)就叫作勻強(qiáng)電場(chǎng)。2.特點(diǎn)：由于方向相同，勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線應(yīng)該是平行的；又由于電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，電場(chǎng)線的疏密程度應(yīng)該是相同的。勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線：是一組等間隔的平行線。通常情況下怎樣得到勻強(qiáng)電場(chǎng)？ 相距很近的一對(duì)帶等量異種電荷的兩平行金屬板之間的電場(chǎng)，除邊緣外，可看成勻強(qiáng)電場(chǎng)。拓展1:電場(chǎng)線與帶電質(zhì)點(diǎn)在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系根據(jù)電場(chǎng)線的定義，一般情況下，帶電質(zhì)點(diǎn)在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡

8、不會(huì)與電場(chǎng)線重合，只有同時(shí)滿足以下三個(gè)條件時(shí)， 兩者才會(huì)重合:電場(chǎng)線為直線;電荷初速度為零，或速度方向與電場(chǎng)線平行;電荷僅受電場(chǎng)力或所受其他力合力的方向與電場(chǎng)線平行。拓展2：點(diǎn)電荷與帶電平板的電場(chǎng)中電場(chǎng)線的分布 1.以點(diǎn)電荷向平板作垂線為軸電場(chǎng)線左右對(duì)稱(chēng)2.電場(chǎng)線的分布情況類(lèi)似于等量異種電荷的電場(chǎng)線分布，而帶電平板恰為兩電荷連線的垂直平分線3.在帶電平板表面場(chǎng)強(qiáng)與平板垂直B例4.（多選）一帶電粒子從電場(chǎng)中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，徑跡如圖中虛線所示，不計(jì)粒子所受重力，則（ ）A、粒子帶正電B、粒子加速度逐漸減小C、A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)D、粒子的速度不斷減小AEBCD例5：用細(xì)線將一質(zhì)量為m，電荷量為q的小球懸掛在天花板下，設(shè)空間存在沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球靜止時(shí)位置如圖所示。現(xiàn)將細(xì)線燒斷，則小球?qū)⒆觯?A自由落體運(yùn)動(dòng)B曲線運(yùn)動(dòng) C沿懸線的延長(zhǎng)線作勻加速直線運(yùn)動(dòng) D變加速直線運(yùn)動(dòng)C正確例6：(多選)如圖所示，兩質(zhì)量均為m的小球A和B分別帶有+q和-q的電量，被絕緣細(xì)線懸掛，兩球間的庫(kù)侖引力小于球的重力mg現(xiàn)加上一