2022-2023學(xué)年高二物理競賽課件：電場和電場強(qiáng)度

電場和電場強(qiáng)度2電場和電場強(qiáng)度一、電場(electricfield)1.在電荷周圍空間存在一種特殊物質(zhì)，可以傳遞電荷之間的相互作用力，這種特殊物質(zhì)稱為電場。靜止電荷周圍存在的電場稱為靜電場。2.引入該電場的任何帶電體，都受到電場傳遞的作用力的作用，這種力稱為靜電場力。3.當(dāng)帶電體在電場中移動(dòng)時(shí)，電場力對(duì)帶電體作功，表明電場具有能量。判斷電場存在的方法：若將一個(gè)電荷引到空間某點(diǎn)，若它受到電場力的作用，該點(diǎn)必存在電場；若不受電場力的作用，該點(diǎn)沒有電場。電荷電場電荷3二、電場強(qiáng)度(electricfieldintensity)它與試探電荷無關(guān)，反映電場本身的性質(zhì)。單位正電荷在電場中某點(diǎn)所受到的力。物理意義1.試探電荷q0：攜帶電量足夠小，占據(jù)空間也足夠小的點(diǎn)電荷，不會(huì)對(duì)原有電場有顯著的影響。2.將帶正電的試探電荷q0放在電場中的不同位置，q0受到的電場力

的值和方向均不同，但對(duì)某一點(diǎn)而言，

與q0之比為一不變的矢量，為描述電場的屬性，引入一個(gè)物理量電場強(qiáng)度(簡稱為場強(qiáng)）43.單位：在國際單位制(SI)中力的單位：N(牛頓);電量的單位：C(庫侖)電場是一個(gè)矢量場(vectorfield)場強(qiáng)的單位：N/C或V/m。電荷在場中受到的力：++++電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小，等于單位電荷在該點(diǎn)所受電場力的大??；電場強(qiáng)度的方向與正電荷在該點(diǎn)所受電場力的方向一致。5三、電場強(qiáng)度的計(jì)算1.單個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場正電荷負(fù)電荷位矢求場點(diǎn)O場源方向取決于電荷的符號(hào)62.多個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場電場中任何一點(diǎn)的總場強(qiáng)等于各個(gè)點(diǎn)電荷在該點(diǎn)各自產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和，這種性質(zhì)稱為場強(qiáng)疊加原理。若空間存在n個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2

、…、qn，求它們在空間電場中任一點(diǎn)P的電場強(qiáng)度ri是點(diǎn)P相對(duì)于第i個(gè)點(diǎn)電荷的位置矢量。73.任意帶電體產(chǎn)生的電場將帶電體分成很多電荷元dq，先求出它在空間任意點(diǎn)P的場強(qiáng)對(duì)整個(gè)帶電體積分，可得總場強(qiáng)下面引入電荷密度的概念并選取合適的坐標(biāo)，給出具體的表達(dá)式和實(shí)施計(jì)算。P＋＋＋＋＋＋＋＋8體電荷分布的帶電體的場強(qiáng)面電荷分布的帶電體的場強(qiáng)線電荷分布的帶電體的場強(qiáng)電荷的體密度電荷的面密度電荷的線密度9例1

求兩個(gè)相距為l，等量異號(hào)點(diǎn)電荷的中垂線上任一點(diǎn)Q處的電場強(qiáng)度。當(dāng)r>>l時(shí)，由一對(duì)電量相等、符號(hào)相反的點(diǎn)電荷所組成的系統(tǒng)稱為電偶極子（electricdipole）。

解建立如右圖的坐標(biāo)系，代入上式Q點(diǎn)的場強(qiáng)

其y分量為零，x分量是和

在x方向分量的代數(shù)和10結(jié)論：電偶極子中垂線上距離中心較遠(yuǎn)處一點(diǎn)的場強(qiáng)，與電偶極子的電矩成正比，與該點(diǎn)離中心的距離的三次方成反比，方向與電矩方向相反。用表示從到的矢量，稱為電偶極子的軸，定義電偶極矩為11電荷線密度為求：如圖所示點(diǎn)的電場強(qiáng)度解：在坐標(biāo)x處取一小段線元dx該點(diǎn)電荷在p

點(diǎn)的場強(qiáng)方向如圖所示大小為

各電荷元在p點(diǎn)的場強(qiáng)方向