好用1.3电场强度 课件

变式训练1 如图3－2所示，中子内有一个电荷量为＋e 的上夸克和 两个电荷量为－e 的下夸克，3个夸克都分布在半径为r的同 一圆周上，且间距相等，则3个夸克在其圆心处产生的电场 强度大小为( )
A． α>β; B． α=β; C． α<β; D． 无法确定.
A
α β
B
注意：两电荷之间的静电力为相互作用力：等值反向
4、思考题： 场是物理学中的重要概念，除了电场和磁 场，还有引力场。物体之间的万有引力就是通 过引力场发生作用的，地球附近的引力场叫做 重力场。仿照电场强度的定义，你认为应该怎 样定义重力场的大小和方向？重力场的方向跟 正电荷的电场相似，还是跟负电荷的电场相似？
E是矢量，其方向与正电荷 4 (+q)在该点受到的电场力的方 向相同
5 E的单位： 牛/库 (N/C)
小结
1.电场 (1)产生：带电体在其周围空间存在电场 (2)性质：对处在场中的电荷有电场力的作用。 2．电场强度：描述电场强弱和方向的物理量 （1）定义: E = F / q （2）单位：N/C V/m （3）方向：与正电荷在该点受电场力方向相同 （4）电场中某一点的场强与检验电荷无关。 E=kQ k Q （5）真空中点电荷的场强公式: E2 r r2 3．场强的叠加：矢量求和
练习. 如图，在x轴上的x = -1和x =1两点分 别固定电荷量为- 4Q 和+9Q 的点电荷。求：x 轴上合场强为零的点的坐标。并求在x = -3点 处的合场强方向。
答案：x=-5，向右
- 4Q +9Q
-5 -3 -1
1
方法指导
一、关于场强的计算 例1 如图3－1甲所示，A为带正电Q的金属板，沿金属板 的垂直平分线，在距板r处放一质量为m、带电荷量为q的小 球，小球受水平向右的电场力偏转θ角而静止．小球用绝缘 细线悬挂于O点，试求小球所在处的电场强度．
练习：
在电场中A处放点电荷+q，其受电场力为 F F，方向向左，则A处场强大小 ，方 q
向为 向左 ；若将A处放点电荷为－2q，则
F 该处电场强度大小为 q ，方向
为 向左 。
三、真空中点电荷的场强
由库仑定律和场强的定义式推导
1、大小
Q Ek 2 r 2.场强方向：正点电荷电场方向背离电荷
负点电荷电场方向指向电荷
1.3 电场强度
问题1 两电荷不直接接触， 它们之间的相互作用 是怎样产生的?
猜一猜
问题1 两电荷间的相互作用怎样产生的? 磁体与磁体间的相互作用是通过 磁场 发生的
法拉第提出电荷周围存在电场，电场 的基本性质是：它对放入的电荷产生力 的作用，这种力叫电场力。
一.电场：
1、定义：存在于带电体周围的特殊物质。 2、基本性质： 对放入其中的电荷有力的作用，这种 力叫电场力。
例 电场线就是点电荷在电场中 的运动轨迹，这个说法正确吗？
答：这个说法是错误的。电场线不是电荷 的运动轨迹，因为运动轨迹的切线方向是 速度的方向，而电场线的切线方向是正电 荷的受力方向和加速度方向（负电荷则相 反）。要使两条曲线能重合，要满足一些 特殊条件， 例如：①电场线是直线；②电荷初速度 为零或初速度方向与电场线在同一直线上； ③电荷只受电场力作用。
二、电场线的特征
1、电场线密的地方场强大，电场线疏的地方 场强小 2、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷， 孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止于（或 起于）无穷远处点
3、电场线不会相交，也不会相切 4、电场线是假想的，实际电场中并不存在 5、电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电 场中的运动轨迹之间没有必然联系
· · d· ·
d点是否有场强？场强大小与a、b、c三 点场强大小的关系如何？
a
b
c
例3：正检验电荷q在电场中P点处开始向Q点 作减速运动，且运动的加速度值越来越小（重 力不计），则可以确定它所处的电场可能是： （ C ）
P Q P Q P Q P Q
A
B
C
D
例4：如图a所示，A、B是一个点电荷产生的电场 的电场线，如图b则是方向在电场线上，a、b两 处的检验电荷的电荷量大小与所受电场力大小之 间的函数图线，则：（ B ） A、点电荷是正电荷，位置在B侧 B、点电荷是正电荷，位置在A侧 C、点电荷是负电荷，位置在A侧 D、点电荷是负电荷，位置在B侧
F
a b a b
A
B
q
是非题 • (A)若将放在电场中某点的电荷q改为－q，则该 点的电场强度大小不变，方向与原来相反。 • （B）若取走放在电场中某点的电荷，则该点的电 场强度变为零。 • （C）沿电场线方向，场强一定越来越小。 • （D）若电荷q在A处受到的电场力比B点时大，则 A点电场强度比B点的大。 • （E）电场中某点电场线的方向，就是放在该点的 电荷所受电场力的方向。 • （F）已知A、B为某一电场线（直线）上的两点 由此可知，A、B两点的电场强度方向相同，但EA 和EB的大小无法比较。
如图，在真空中有两个点电荷Q1=+3.0×10-8C 和Q2=-3.0×10-8C，它们相距0.1m。求电场中A点的场强。 A点与两个点电荷的距离r相等，r=0.1m。 E1 解：点电荷Q1和Q2的电场在A点的场 A 强分别为E1和E2， E 它们大小相等，方向如图中所示。合 E2 场强E在E1和E2的夹角的平分线上， 此平分线跟Q1和Q2的连线平行。 合场强E的大小为 E= E1cos60°+ E2cos60° Q1 Q2 2kQ1 = = 2E1cos60° r2 cos60° 代入数值得：E=2.7×104 N/C
图3－1甲
解析 对小球的受力分析如图 3－1 乙所示． 金属板 A 不能看成点电 Q 荷，它在小球所在处产生的场强不能用 E＝k 2表示．图中 mg、θ 为已 r F电 知量，有足够的条件求出 F 电，然后用 E＝ 求出小球所在处的场强． q 由平衡条件得：F 电 ＝mgtan θ 所以小球所在处电场强度的大小为： F电 mgtan θ E＝ ＝ q q 小球带正电，因此电场强度的方向水平向右．
＋
－
F Q E 和 E k 2 的区别： r q
适用范围 电荷的意义 q是检验电 荷，E与q 无关 Q是场源电 荷，E与Q 成正比 定义式，适 用于一切电 场
F E q
Q Ek 2 r
仅对点电荷 的电场适用
四、电场强度的叠加
1、电场强度是矢量，合成应遵循 平行四边形法则
E+

P
＋Q1 −Q2
2、一个半径为R的均匀带电球体（或 球壳）在外部产生的电场 与一个位于 球心的、电 荷量相等的 点电荷产生 的电场相同
Q
Q
r
P
Q Ek 2 r
r
P
五、电场力
F＝qE
正电荷的电场力方向与场强方向相同 负电荷的电场力方向与场强方向相反
3、电场强度和电场力的对比分析 电场强度E 1 是反映电场本身的力的性质的物
课堂训练
4、在真空中有两个点电荷q1和q2，分 别位于A和B，相距20 cm，q1为 4×10-8 C，q2为－8×10-8 C。则在 AB连线上A点的外侧离A 点20 cm处 的D点场强大小、方向如何?
4.5×103 N/C，方向由B指向A。
5．如图所示，用两根同样长的细绳把两个带同种电 荷的小球悬挂在一点上，两球的质量相等，A球所 带的电量大于B球所带的电量，两球静止，悬线的 偏角分别为α、β，则（ ） B
图3－1乙
mgtan θ 答案 ，方向水平向右 q 点评 解答此题常出现的错误，是把带电金属板 A 视为点电荷，由点电荷的场强公式求得小球所在处的场 Q 强 E＝k 2.要注意， 带电金属板的大小和形状与两带电体 r 间的距离相比是不能忽视的．另外，电场强度是矢量， 不仅要求出大小，还要明确方向．
5×103N/C。
课堂训练
3、 关于电场强度，下列说法正确的是 B （ ） A． E=F/q，若q减半，则该处的场强变 为原来的2倍 B．E=kQ/r2中，E与Q成正比，而与r平方 成反比 C．在以一个点电荷为球心，r为半径的球 面上，各点的场强均相同 D．电场中某点的场强方向就是该点所放 电荷受到的电场力的方向
A
例2：如图为一条电场线，下列说法正确的是： （ C ） A、EA一定大于EB B、因电场线是直线，所以是匀强电场，故 EA=EB C、A点电场方向一定由A指向B D、AB两点的场强方向不能确定
A B
如图所示，为一条水平向右的电场线， 由此能确定a、b、c三点的场强方向吗？能 否判断三点的场强的大小？为什么？
2、常见带电体电场线的分布
点电荷的电场线
-
等量异种点电荷的电场线
等量同种点电荷的电场线
点电荷与带电平板的电场线
带等量异种电荷的平行板之间电场线
三、几种常见电场中电场线的分布及特点
1、正、负点电荷的电场中电场线的分布
特点： a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大 b、以点电荷为球心作个球面，电场线处处 与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等， 方向不同。
理量，其大小表示电场的强弱
电场力F
仅指电荷在电场中的受力
计算式：F=qE
2 定义式： E=F/q
E的大小只决定于电场本身， 3 与电荷q无关
F的大小由放在电场中某点 的电荷q和该点的场强E共 同决定
F是矢量，其方向对于正电 荷(+q),F与E同向；对于负 电荷(-q),F与E反向 F的单位：牛 (N)
在重力场中的某一点，重力F和物体 质量m之比是一定的，在不同的位置F/m 是不同的，因此可以用F/m表示重力场的 强弱. g=F/m=GM地/R2 重力场方向总是指向地心，所以重力 场方向跟负电荷的电场相似。
• 书14页 说一说
静电平衡
电 场 线
一、电场线 电场线是用来形象地描述电场强 弱与方向特性的一簇曲线。电场线上 每一点的切线方向，都和该点的场强 方向一致。