高二物理电场电场强度ppt课件

a b q
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2、等量异种点电荷形成的电场中的电 场线分布
特点：
a.沿点电荷的连线，场强先变小后变大,O
点的电场强度最小（中点）
b.两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相
同，且总与中垂面（中垂线）垂直，中垂面上移动电 荷时，电场力不做功
c.中垂面上，O点电场强度最大，从O点向外，电场
强度依次减小。 d.在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点0等 距离各点场强相等。
P
Q
P
Q
PQ
PQ
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：（ ）
AB、、点点B电电荷荷是是正正电电荷荷，A，a 位位置置在b在B AB侧侧 F 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
例1．在x轴上有两个点电荷，一个带正电Q1，一个带 负电－Q2，且Q1＝2Q2，用E1和E2分别表示两个电荷所产
生的场强的大小，则在x轴上：（ B ）
A.E1＝E2之点只有一处；该点合场强为0 B.E1＝E2之点共有两处；一处合场强为0，另一处合场 强为2E2 C.E1＝E2之点共有三处；其中两处合场强为0，另一处 合场强为2E2 D.El＝E2之点共有三处，其中一处合场强为0，另两处 合场强为2E2
发散状
请看仔 细了!
会聚状
匀强电场的
场强处处相 等
匀强电场 的电场线是互 相平行的、等 间距的直线
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。
4
4
例4．如图所示，均匀
带电圆环所带电荷量为
Q，半径为R，圆心为O R
，P为垂直于圆环平面 的对称轴上的一点，
O
L
P·
OP=L，试求P点的场强
。
Ek
QL
3
(R2 L2 ) 2
只有点电荷的场强才能 用 时需公根式据E对 k rQ称2 性计思算想,故需有
方向:沿OP连线向右
将非点电荷模型问题转 化为点电荷模型.
1.在电荷的周围空间存在_电__场_,它的基本性质 是对放入其中的电荷有力__的作用. 2.描述电场强弱的物理量叫做__电__场__强__度,其公 式是___E=_,Fq单位是___N_/,C它是__(矢矢、标)量,其
方向为___正__电__荷__在__该__点__的__受__力__方.向 3.电__场__中__各__点__的__场__强__大__小__和__方__向__都__相__同__的_ 电叫场
3、等量同种点电荷形成的电场中电场中电 场线分布情况
特点：
a.两点电荷连线上，电场强度的大小是先减小后增大，
连线中点O处场强为0，两点电荷连线中点附近的电 场线非常稀疏，但场强并不为0 b.在中垂面上，O点电场强度为0，从O点向外，电 场强度先增大后减小 c.两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏
q
方向水 平向右
错解:
E
k
Q r2
真理是相对的.
电场强度是矢量,不仅要求出大小,还要明确方向.
拓展——两个点电荷周围的场强如何？
例如：
O
A
B
电场强度的叠加原理
研究方法：将试探 电荷放入两个点电 荷产生的电场中。
电场中任何一点的 总场强等于各个点 电荷在该点各自产 生的场强的矢量和 。这就是场强叠加 原理。
A
Q1
E1 E
E2
-Q2
二二、、电电场场强强度度矢矢量量的的叠叠加加问问题题
电场强度是矢量,矢量的合成应遵循平行四 边形定则,如果几个点电荷单独存在时在某点 产生的电场强度共线,可以根据符号规则把矢 量运算转化为代数运算求该点电场强度;如果 几个点电荷单独存在时在某点产生的电场强度 不共线,必须根据平行四边形定则把矢量运算 转化为一个解三角形的数学问题,其中主要是 解直角三角形,而解直角三角形的方法不外乎 三角函数和勾股定理.从而求出该点的电场强 度.
做匀强电场.真空中点电荷的电场强度公式是 __E_=k__rQ_2 . 4.在场强为E处的电场中放上电荷量为q的点
电荷其受到的电场力F=______.
小结：
基本知识点
基本方法 （思想）
电场
客观存在、特殊物质
电场强度
特例
E=F/q E=kQ/r2
电场的叠加
矢量运算
比值定义法： E=F/q
试探电荷（理想模型）
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
把奎宁的针状结晶
或头发屑奎悬宁浮在的蓖针麻油 点
里时状，可再以结放发晶入现或电微场屑头中按发，场这强
电 荷
的屑方向悬排浮列在起来蓖。麻
油里。
同
异
种
种
点
点
电
电
荷
荷
正点电荷的电场线 负点电荷的电场线
产生的静电场在P1处的场强大小为E1，在P2处的
场强大小为E2。则以下说法正确的是（ D ）
A.两处的电场方向相同，E1＞E2
B.两处的电场方向相反，E1＞E2
C.两处的电场方向相同，E1＜E2
D.两处的电场方向相反，E1＜E2
· a P1
同一条直线上矢量的合成. L
· b P2 L
对称 等效 叠加
答案：（1）F=9N（2）EB=4.5×105N/C
习题：（3）18N，EB=4.5×105N/C （4）EB=4.5×105N/C
场电荷Q=2×10-4C，是正点电荷；试探电荷q=2×10-5C， 是负电荷，它们相距r=2m而静止且都在真空中，如图所示。 求： （1）q受的电场力； （2）q所在的B点的场强EB； （3）只将q换为q，=4×10-5C的正点电荷，再求q’受力及B点 的场强； （4）将试探电荷拿去后再求B点场强。
解析：根据点电荷场强公式,所求点应该离带电量较小
的Q2近.在Q1、Q2之间,可有E1与E2大小相等、方向相同 的一点.合场强为2E2；在Q1、Q2延长线上Q2的另一侧,可 有E1和E2大小相等、方向相反的一点,合场强为0.
例3．直角三角形中AB＝4cm，BC＝3cm，在A、B
处分别放有点电荷QA、QB，测得C处场强为EC＝10N
b.表达式： E= F q
c.单位： N/C
（定义式，适用于任意电场）
d.场强的矢量性： +Q
EF
+q
FE
-Q
+q
•根据规定：负电荷在电场中某点受到的电场力的方向跟该点 的场强方向相反。
+Q
F
-q E
E
F
-Q
-q
理解训练：
在电场中某点放一试探电荷，其电荷量为q，试探电 荷受到Байду номын сангаас电场力为F，则该点电场强度为E=F/q，那么下 列说法是否正确
提示：利用场 强的定义式和 库仑定律推导
（决定式，适用于真空点电荷的电场）
(2) 点电荷周围电场强度的方向
正点电荷电场中某点电场强度方向沿连线背离+Q；
E A
+Q
负点电荷电场中某点电场强度方向沿连线指向-Q
A
E
-
-Q
标一标：
对比学习：
E=F/q
定义式
任何电场
大小与q(试探电荷） 的正负、大小以及有 无均无关
本题利用矢量三角形和几何三角形相似解题比较简便.
三、运用对称性思想方法求电场强度
只有点电荷的场强才能用公式 E k Q 计算,故有时需根据对称性思想需将非点 r 2 电荷模型问题转化为点电荷模型.
例1．如图所示，用长为L的金属丝弯成半径为 r的圆环，但在A、B之间留有宽度为d的间隙， 且d《r。将电量为Q的正电荷均匀分布于金属 丝上，求圆心处的电场强度
请电用荷场A和的B观间点是来通说过明电电场荷实A现和相B间互的作相用互的作用
F A
F B
电场对电荷有力的作用，怎样描述这种作用 呢？
场源电荷： 产生电场的
电荷
＋q
FA
＋Q
＋q
FB
试探电荷（或 称为检验电荷）
电场强度
a.定义：（比值法定义）
放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比 值叫该点的电场强度，简称场强，用E表示。
4、匀强电场
特点： a、匀强电场是大小和方向都相同的电场， 故匀强电场的电场线是平行等距的直线 b、电场线的疏密反映场强大小，电场方 向与电场线平行
例1：如图，是静电场的一部分电场线的
分布，下列说法正确的是：（ B ）
A、这个电场只能是负电荷的电场
B、点电荷q在A、B两处受到的电场力FB>FA C、点电荷q在A、B两处的加速度大小，aA>aB （不计重力）
／C，方向平行于AB向上.可判断QA与QB__异__号__(填
“同号”或“异号”)。今撤去QA，则EC′的大小
为___7_._5___N／C.
A
解析：由场强的叠加可知,Q1和Q2为
异号电荷.撤去QA, EC′为QB在该处
EC
产生的场强.由平行四边形定则可求
出EC′=7.5N/C.
B
C
矢量的合成和分解都遵循平行四边形定则.
A、若移去试探电荷q，该点的电场强度就为零 B、若在该点放一个电荷量为2q的试探电荷，该点的场
强就变为E/2 C、若在该点放一个电荷量为-2q的试探电荷，则该点的
场强大小仍为E，但电场强度的方向变为原来相反的方 向
A、B、C都错误
特例——真空中点电荷电场强度
(1)真空中点电荷电场的场强公式：
E=kQ/r2
E
k
Q r2
决定式
真空中点电荷电场
由场源电荷Q及该点 到Q的距离r决定
例2．如图所示，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、 电量为q的小球，小球受水平向 A
右的电场力偏转θ角而静止.小
OT
θ
F
m
球用绝缘丝线悬挂于O点，试求 Q r
q
小球所在处的电场强度。
mg
qEmtgan E mgtan
解析：因为Ea=0,故薄板与+q
产生的场强在该处大小相等
b
、方向相反,即E板=Eq=kq/d2,
同时可知,薄板也带正电,根
据薄板形成电场的对称性,薄
板在b点的场强也为kq/d2,方
向水平向左.
d
对称 叠加 等效替换
a +q dd
例3．ab是长为L的均匀带电细杆，P1、P2是位于 ab所在直线上的两点，位置如图所示。ab上电荷
EkQd kQd
Lr2 (2rd)r2
A
d
B
·r
方向由圆心指向间隙中心
填补 对称 叠加 等效替换
例2．如图所示，带电量为+q的点电荷与均匀带 电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过 板的几何中心。若图中a点处的电场强度为零， 根据对称性，带电薄板在图中b点处产生的电场
强度大小为_k__q_/_d_2_，方向_水__平__向__左_ 。
D、负电荷在B点处受到的电场力方向沿B点切
线方向
B
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
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 ）
B
q
r
Q9 q
例题：
真空中两个正点电荷A、B所带电量皆为Q，且相 距为r,则距离A为r/3处的P点的电场强度为多少？
解：A、B都在P点产生电场，
且两个场强方向相反。
A
P
因为： E=k
Q r2
+Q EB
所 以 ： EP
k Qk Q
rA2
rB2
B EA +Q
27kQ
4r2
答：P点场强为27kQ/4r2.
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线。电 场线上每一点的切线方向，都和 该点的场强方向一致。
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
电场 电场强度
引入
物体之间的相互作用，有的需要通过接触挤压； 有的则不需要。
例如： •接触力:压力,支持力,拉力和摩擦力等 •非接触力:万有引力（重力）,磁力， 库仑力等
引入
那么，没有接触的两个电荷之间的相互作用
靠什么传递呢？
——电场
电场
1. 电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质
F
A
B
• 2. 电场对放入其中的电荷有力的作用。这种力叫做电 场力。