第三节电场电场强度.
第一章第三节电场强度
Q 2kr2.
答案:见解析
题后反思
计算电场强度的几种方法
方法
适用情况
用定义式 E=Fq求解
常用于涉及试探电荷或带电 体的受力情况
用 E=kQr2求解
仅适用于真空中的点电荷产 生的电场
常用于涉及空间的电场是由 利用叠加原理求解
多个电荷共同产生的情景
1.关于电场强度的定义式 E=Fq,下列说法中正确 的是( )
解析:(1)根据库仑定律,有 F=kQr2q,所以 Q 在 q 所在位置产生的电场的电场强度为 E=Fq=kQr2,方向沿 Qq 的连线由 Q 指向 q.
(2)如图所示,Q、Q′分别对 q 有力的作用,q 所受的
静电力为两个力的合力 F=
F21+F22=
Qq 2k r2 .
所以 q 所在位置的电场的电场强度为 E=Fq=
(5)不中断、不相交:在没有电荷的空间,电场线不 能中断,两条电场线也不能_相___交__.
3.匀强电场. (1)电场中各点场强_大__小__和_方__向__都相同的电场叫做 匀强电场. (2)匀强电场的电场线是疏密_均__匀__分布的平行直线.
判断正误
(1)没有电场线的地方电场强度为零.(×) (2) 正 电 荷 在 静 电 场 中 运 动 轨 迹 一 定 与 电 场 线 重 合.(×) (3)电场中并不存在电场线,是为了研究电场方便而 人为引入的.(√)
A.它适用于任何电场 B.它只适用于点电荷产生的电场 C.E 的方向一定与放在该点的电荷的受力方向相同 D.移去电荷 q,E 的大小变为零
解析:电场强度的定义式 E=Fq,适用于任何电场, 故 A 正确,B 错误;E 的方向一定与放在该点的正电荷的 受力方向相同,与放在该点的负电荷的受力方向相反;故 C 错误.E 由电场本身决定,与试探电荷无关,移去电荷 q,E 的大小不变,故 D 错误.故选 A.
第3节 电场 电场强度
第3节电场电场强度[学习目标] 1.知道电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质。
2.理解电场强度的定义及物理意义,知道它的矢量性。
3.会推导点电荷电场强度的计算式并能进行有关的计算。
4.知道电场强度的叠加原理,会应用该原理进行简单计算。
5.理解电场线的概念,了解常见的电场线的分布特点,知道什么是匀强电场。
知识点一电场电场强度❶电场(1)电场:存在于电荷周围的一种特殊物质,电荷之间的相互作用是通过电场产生的。
(2)场像分子、原子等实物粒子一样具有能量,场是物质存在的一种形式。
❷电场强度(1)试探电荷与场源电荷①试探电荷:为了便于研究电场各点的性质而引入的电荷,是电荷量和体积都很小的点电荷。
②场源电荷:激发电场的带电体所带的电荷,也叫源电荷。
(2)电场强度①定义:放入电场中某点的试探电荷所受的静电力与它的电荷量之比,叫作该点的电场强度。
②定义式:E=F q。
③单位:牛每库,符号为N/C。
④方向:电场强度是矢量,规定电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同,与负电荷在该点所受静电力的方向相反。
1.电场的性质(1)唯一性:电场中某点的电场强度E的大小和方向都是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)决定的,与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关。
电场中不同的地方,电场强度一般是不同的。
(2)矢量性:电场强度描述了电场的强弱,是矢量,其方向与在该点的正电荷所受电场力的方向相同,与在该点的负电荷所受电场力的方向相反。
2.对电场强度公式E=Fq的理解(1)公式E=Fq是电场强度的比值定义式,适用于一切电场中电场强度的计算。
(2)公式E=Fq可变形为F=qE,正电荷所受静电力方向与该点电场强度方向相同,负电荷所受静电力方向与该点电场强度方向相反。
【例1】如图所示,在一带负电荷的导体A附近有一点B,如在B处放置一个q1=-2.0×10-8 C的电荷,测出其受到的静电力F1大小为4.0×10-6 N,方向如图,则:(1)B处电场强度多大?方向如何?(2)如果换成一个q2=+4.0×10-7 C的电荷放在B点,其受力多大?此时B处电场强度多大?(3)如果将B处电荷拿走,B处的电场强度是多大?答案(1)200 N/C方向与F1方向相反(2)8.0×10-5 N200 N/C(3)200 N/C解析(1)由电场强度公式可得E B=F1|q1|=4.0×10-62.0×10-8N/C=200 N/C,因为B处是负电荷,所以B处电场强度方向与F1方向相反。
人教版必修三第九章第三节电场 电场强度
1、电场线有以下两个特点:
(1)电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷。 (2)同一电场的电场线在电场中不相交,这是因为在电场中任意一点 的电场强度不可能有两个方向。
场源电荷与试探电荷
场源电荷(或源电荷):产生电场的电荷。 试探电荷:放入电场中探测电场性质的电荷 试探电荷: 条件:(1)电量和体积都很小;(2)可以看 作点电荷。
试探电荷q
场源电荷Q
如何描述电场的强弱呢?
试探电荷q
场源电荷Q
q变为原来的几倍,F变 为原来几倍,r不变F/q不 变!
二、电场强度
2、几种特殊的电场的电场线分布
(1)点电荷的电场
正点电荷
负点电荷
E
Q
E
向周围发散
向中心会聚
(2)等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布
相吸状
O
特点: a、沿点电荷的连线,场强先变小后变大。 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。 c、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,远离o点方向,场强越来越小。
物理学的理论和实验证实并发展了法拉第的观点。电 场以及磁场已被证明是一种客观存在。场像分子、原子等 实物粒子一样具有能量,因而场也是物质存在的一种形式。
实体 :由分子或原子组成,看得见摸得着
场: 看不见,摸不着,不以人的感官意识 为转移的客观存在,有能量,有有自己的 作用规律。
1.3 电场 电场强度 课件
度相同、半径相同的半圆环和
圆环的圆心,环的粗细可忽略不计。
若图甲中环的圆心处电场强度大小为E,则图乙中环的圆心处场强大
质量为1.0×10-2kg、电荷量为2.0×10-8C的小球,细线的上端固定于
O点。现加一水平向右的匀强电场,如图平衡时细线与铅垂线成37°
(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),则(
)
A.小球带负电
B.匀强电场的场强为1.5×108N/C
C.平衡时细线的拉力为0.125N
D.平衡时细线的拉力为0.175N
【正确答案】C
三、特殊电场的场强
点电荷场强的叠加
独立性:同一空间
如果在空间中同时存在多个点电荷,这
时在空间某一点的场强等于各点电荷单
独存在时在该点产生的场强的矢量和。
内各个场强对电荷
的作用互不影响。
E1
P
E
+
E2
+
Q1
Q1
Q2
E1
P E2
E
Q2
1、等效法
(1)均匀带电球体(或球壳)
(2)电场以及磁场已被证明是一种客观存在。场具有能量,也
是物质存在的一种情势。
新知探究
如何研究电场?
场源电荷
电场
试探电荷
用来检验电场是否存在及其强弱
散布情况的电荷,叫试探电荷。
F
场源电荷
体积小
方便研究电场中
各点的情况
试探电荷
电量小
放入电场后不明显影
响原有电场散布
视察与思考
视察下图,连接小球的细绳与竖直方向的夹角不同,离电荷Q 越远,
r
F
Q
人教版高中物理必修3第9章第3节电场 电场强度课件(共31张PPT)
新知讲解
2.电场的叠加原理
(1)电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场
强度的矢量和。这种关系叫做电场强度的叠加原理。
P
E1
E
E2
+Q1
-Q2
E
E2
E1
电场强度的叠加
+Q
+Q
新知讲解
(2)一个半径为R的均匀带电球体(或球壳) 在球的外部产生的电
思考讨论3:你认为这样的推测是否正确?怎样来验证呢?
新知讲解
如图,在点电荷Q的电场中的P点,放一
个试探电荷q1 ,它在电场中受到的静电
力是F1 ,根据库仑定律:
F1
=
k
Qq1 r2
(1)
同理,如果把试探电荷换成q2 ,它在电
场中受到的静电力是 F2 ,有
F1
=
k
Qq2 r2
(2)
试探电荷 p
q1
场源电荷 r Q
•电场 电场强度
新知讲解
一、电场
法拉第
19 世纪 30 年代,英国科学家法 拉第提出一种观点,认为在电荷 的周围存在着由它产生的电场。 电荷之间通过电场相互作用。
新知讲解
1.电场 在电荷的周围存在着一种特殊物质,这种物质看不见、摸不着,我们 把这种物质叫作电场。 注意:电场以及磁场已被证明是一种客观存在的物质,场像分子、原 子等实物粒子一样具有能量,因而场也是物质存在的一种形式。不过 只有在研究运动的电荷,特别是运动状态迅速变化的电荷时,上述场 的物质性才突显出来。本章只讨论静止电荷产生的电场。
两个电场强度公式的比较
F E=
第3节 电场 电场强度
第3节电场电场强度核心素养物理观念科学思维科学探究1.知道电场是客观存在的一种特殊物质。
2.掌握电场强度的概念、公式、矢量性及方向的规定。
3.知道电场线,熟记几种常见电场的电场线。
1.领悟比值定义法定义物理量的特点。
2.能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式,并能进行有关的计算。
3.在进行场强叠加等计算时培养综合分析能力和知识的迁移能力。
通过实验探究和定量分析,了解电场强度,体会用物理量之比定义新物理量的方法。
知识点一电场[观图助学](1)如图甲所示,F1和F2为电荷q1和q2间的相互作用的库仑力,那么F1和F2各是怎样产生的?(2)弹力和摩擦力都是在两个物体互相接触的情况下产生的。
而两个带电体没有接触,就可以发生静电力的作用。
如图乙所示,带电橡胶棒与水流没有接触,就可以发生静电力的作用。
那么,它们之间的相互作用是通过什么发生的?甲乙1.电场电荷的周围存在着由它产生的电场。
电荷之间的相互作用是通过电场产生的。
2.电场的基本性质电场对放入其中的电荷有力的作用。
由静止的电荷产生的电场,叫作静电场。
[思考判断](1)电场看不见,摸不着,因此电场实际不存在。
(×)(2)电场是一种特殊物质,并非由分子、原子组成,但客观存在。
(√)(3)电荷间的相互作用是通过电场发生的。
(√)知识点二电场强度[观图助学]观察上图,连接小球的细绳与竖直方向的夹角不同,离电荷Q越远,夹角越小,这说明了什么问题?猜想:电场的强弱与哪些因素有关呢?1.试探电荷与场源电荷(1)试探电荷:如上图所示,带电小球q是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的,称为试探电荷,或检验电荷。
(2)场源电荷:被检验的电场是电荷Q所激发的,电荷Q称为场源电荷,或源电荷。
2.电场强度(1)定义:放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值,叫作该点的电场强度。
(2)定义式:E=F q。
(3)单位:牛/库(N/C),伏/米(V/m)。
9.3电场电场强(含教材课后题).
第九章 第三节 电场 电场强度考点精讲与习题训练解析版考点一:电场强度的定义和单位【技巧与方法】(1)对公式E =Fq的理解公式E =Fq 适用于任何电场,电场强度的大小可以由该式计算,但某点的电场强度只由电场本身决定。
(2)对电场强度的理解①电场强度反映了电场具有力的性质。
②唯一性:电场中某点的电场强度E 是唯一的,是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)决定的,与是否放入试探电荷、放入试探电荷的电性、试探电荷的电荷量多少均无关。
电场中不同的位置,电场强度一般是不同的。
③矢量性:电场强度描述了电场的强弱和方向,其方向与在该点的正电荷所受静电力的方向相同,与在该点的负电荷所受静电力的方向相反。
【例1】在电场中某点放一电量为125.010C -⨯的负电荷,受到方向竖直向下、大小为83.010N -⨯的电场力,则该处的场强大小为________N/C ,方向_________; 【答案】 3610N/C ⨯ 竖直向上 【详解】[1][2]该处的场强大小为负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反,则电场强度的方向竖直向上。
【针对训练1】关于场强的两个公式①F E q =,②2QE k r=,下列说法正确的是( ) A .公式①适用于任何电荷形成的电场B .公式①中,F 是放入电场中的点电荷受的电场力,q 是产生电场电荷的电量C .公式②只能在真空中适用且只能用于点电荷形成的电场D .公式②中,Q 是产生电场电荷的电量 【答案】ACD【详解】A .因公式①为电场强度的定义式,适用于任意电场,故A 正确;B .公式①中,q 为试探电荷的电量,即为放入电场中电荷的电量,而F 是放入电场中的电荷所受的力,故B 错误;C .公式②是由库仑定律得出的直空中点电荷周围的场强,故只能适用于真空中点电荷形成的电场,故C 正确;D .公式②中,Q 是场源电荷,r 是到场源电荷的距离,故D 正确。
故选ACD 。
考点二:点电荷与均匀球体(球壳)周围的场强【技巧与方法】(1)点电荷的电场①点电荷产生的电场的电场强度的大小:E =kQ r 2。
第三节电场 电场强度
第三节、电场电场强度第3节电场电场强度1、电场:电荷A和B是怎样通过电场与其他电荷发生作用.电荷A对电荷B的作用,实际上是电荷A 的电场对电荷B的作用;电荷B对电荷A的作用,实际上是电荷B的电场对电荷A的作用.(1)电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质——电场发生的,电荷的周围都存在电场.特殊性:不同于生活中常见的物质,看不见,摸不着,无法称量,可以叠加.物质性:是客观存在的,具有物质的基本属性——质量和能量.(2)基本性质:主要表现在以下几方面①引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用,且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样.②电场能使引入其中的导体产生静电感应现象.③当带电体在电场中移动时,电场力将对带电体做功,这表示电场具有能量.电场具有力和能的特征因为电场具有方向性以及各点强弱不同,所以造成同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小不同,我们用电场强度来表示电场的强弱和方向.2、电场强度(E):试探电荷和场源电荷----(1)关于试探电荷和场源电荷注意:检验电荷是一种理想化模型,它是电量很小的点电荷,将其放入电场后对原电场强度无影响指出:虽然可用同一电荷q在电场中各点所受电场力F的大小来比较各点的电场强弱,但是电场力F的大小还和电荷q的电量有关,所以不能直接用电场力的大小表示电场的强弱.实验表明:在电场中的同一点,电场力F与电荷电量q成正比,比值F/q由电荷q在电场中的位置所决定,跟电荷电量无关,是反映电场性质的物理量,所以我们用这个比值F/q来表示电场的强弱.(2)电场强度①定义:电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值,叫做该点的电场强度,简称场强.用E表示。
公式(大小):E=F/q (适用于所有电场)单位:N/C意义P13②方向性:物理学中规定,电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同.负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点的场强方向相反.将检验电荷放入点电荷周围的电场中某点,判断其所受的电场力的大小和方向,从而得出该点场强..◎唯一性和固定性电场中某一点处的电场强度E是唯一的,它的大小和方向与放入该点电荷q无关,它决定于电场的源电荷及空间位置,电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷无关.总结公式E=F/q和E=kQ/r2的区别及联系.3、(真空中)点电荷周围的电场、电场强度的叠加(1)点电荷周围的电场①大小:E=kQ/r2 (只适用于点电荷的电场)②方向:如果是正电荷,E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q;如果是负电荷:E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q.说明:公式E=kQ/r2中的Q是场源电荷的电量,r是场中某点到场源电荷的距离.所以,空间某点的场强是由产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离决定的,与检验电荷无关.电场的叠加原理.(2)电场强度的叠加原理:某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和.(1)关于静电平衡(2)静电平衡后导体内部电场的特点:①处于静电平衡状态的导体,内部的场强处处为零(注意:这时的场强是合场强,即外电场和感应电场的叠加)②处于静电平衡状态的导体,电荷只分布在导体的外表面上。
必修三 第九章 第三节 电场 电场强度
一、电场
1.电场的由来
电场概念的建立一般很少单独提及,通常是把电场和磁场放在一起讨论的。19世纪30年代,法拉第通过画图首先提出了“力线”的观念,把布满力线的空间叫作“场”,以力线的疏密表示场的强弱。
三、电场强度的叠加
电场强度是矢量,因此它的叠加,也是遵循平行四边形定则的。根据电场强度的定义,通常有两种计算方式。力的合力,然后在通过公式 计算合电场强度。
(2)如果已知该点各个电场的分电场强度,那么就可以直接对各个分电场强度进行叠加求和,得到合电场强度。
1886年到1888年赫兹通过一系列的实验,产生了电磁波,证实了麦克斯韦关于电磁波的预言,并完成了对麦克斯韦电磁理论的重要证明。之后无线电技术飞速发展,只可惜麦克斯韦(1879年逝世)没有看到。麦克斯韦在电磁学方面的贡献是可以和牛顿、爱因斯坦相比肩的。
2.电场的部分性质
(1)电场对进入电场中的电荷有力的作用
电场电场强度
两个电荷相隔一定的距离就能产生力的作用,这个力是怎么隔空产生的呢?实际上,不是隔空产生,是通过场与电荷作用产生的。
那么场又是什么呢?场是物理学术语,指某种空间区域,其中具有一定性质的物体能对与之不相接触的类似物体施加一种力。例如,一个有质量的物体由于引力场的作用能对所有其他有质量的物体产生引力。同样,一个带电物体对其他带电物体施加一种力。一个磁体对其他磁体施加一种力。
除了上述电场线定义的特点,通过观察下图还可以发现以下两个特点。
点电荷的电场线
等量同种点电荷和等量异种点电荷的电场线
第三节-电场-电场强度
同学们要 继续努力
• 复习提问:
• 1.库仑定律旳内容和体现式
• 在真空中两点电荷旳作用力跟它们旳电量乘积成 正比,跟它们旳距离旳平方成反比,作用力旳方 向在它们旳连线上
• 2 .在什么情况下,带电体可看成点电荷处 理
带电体间距离远不小于物体本身线度
• 在我们学习旳力当中,哪些是接触力,哪些是非接触力?
E
就是场强叠加原理。
E2
(1)假如场源是多种点电荷,电场中某 点旳电场强度为各个点电荷单独在该点 产生旳电场强度旳适量和
Q1
Q2
将试探电荷放入两个 点电荷产生旳场中
(2)对于较大旳带电体旳电场,可把带电体提成诸多小块,每 一小块可看成是点电荷,再用电场叠加旳措施计算合场强。
均匀旳带电球体(球壳)外各点旳电场强度:式中r是球心 到该点旳距离,Q为整个球体上全部旳电荷。
• 物理学中要求:电场中某点旳场强度方向跟正 电荷在该点所受旳静电力方向相同。
+Q
A
+q
EA FA
•根据要求:负电荷在电场中某点受到旳静电力 旳方向跟该点旳场强方向相反。
+Q
FA
A
-q
EA
了解训练:
在电场中某点放一试探电荷,其电荷量为q,试探电 荷受到旳电场力为F,则该点电场强度为E=F/q,那么下 列说法是否正确
电场对电荷有力旳作用,怎样描述这种作用呢?
场源电荷:产 生电场旳电荷
+q
FA
+Q
+q
FB
F∝q
试探电荷(或 称为检验电荷)
检验电荷必须具有条件:电荷量和尺寸必须充分小,使 得当将检验电荷引入电场中时不变化场源电荷旳分布。
F=Eq E=F/q
第三节 电场强度
EB
EA
A
B
3.电场线的特点:
(1)电场线起始于正电荷(或无穷远处), 终止于负电荷(或无穷远处) (2)电场线上每点的切线方向就 是该点的场强方向 (3)电场线密的地方场强大、 疏的地方场强小 (4)同一场本身力的性质,电场 中某点的电场强度数值上等于单位 正电荷在那里所受的静电力。
(4).电场强度是矢量
电场强度既有大小又有方向 规定场强方向为正电荷在该点 所受静电力方向,(跟负电荷在该点 所受静电力F 的方向相反)
物理学中规定:电场中某点的场强 度方向跟正电荷在该点所受的静电 力方向相同。 A E F
2 A
E
E2 E1
A
+Q
θ L
E2
O
E1
+Q
L
2
(3)两电荷连线的中垂线上无穷远处的 35.26 合场强为 E 0 (4)从O点到无穷远处场强E先增大后减小
2.两个等量的异种电荷 的场强叠加
O 2
E1
A
E2
E
O E (1)两电荷连线的中 θ +Q -Q 2kQ E 点O的合场强 E L L (2)两电荷连线的中垂 2kQ E cos 线上某点A的合场强为 L (3)两电荷连线的中垂线上无穷远处的 合场强为 E 0 (4)从O点到无穷远处场强E逐渐减小
练习3:如图,在一电场中的a,b,c,d四点 分别引入试探电荷时,电荷所受电场力F 跟引入的电荷量q之间的关系图线,下列 说法正确的是( B ) A.该电场是匀强电场 B.a,b,c,d四点的电场强度大 小关系是Ed>Eb>Ea>Ec C.这四点的场强大小关系 是Eb>Ea>Ec>Ed D.无法比较E的大小
第3节 电场与电场强度
第3节电场与电场强度知识点一电场及电场力1.电场:存在于电荷周围的一种特殊物质,电荷之间的相互作用是通过电场的传递。
静止电荷产生的电场称静电场。
2.电场力:电场对处在其中的电荷有力的作用,这个力称为电场力。
[思考判断](1)电场是人们为了解释电荷间的作用力,人为创造的,并不是真实存在的。
(×)(2)电场看不见、摸不着,因此电场不是物质。
(×)(3)电场对放入其中的任何电荷都有力的作用。
(√)知识点二电场强度1.电场强度(1)定义:放入电场中某点的试探电荷受到的电场力F与它的电荷量q之比。
(2)定义式:E=F q(3)单位:牛顿每库仑(N/C)(4)方向:电场强度是矢量,电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同,与负电荷在该点所受静电力的方向相反。
2.电场力(1)公式:F=qE。
(2)电场强度E从力的角度描述了电场的性质。
[思考判断](1)根据电场强度的定义式E=Fq,可知E与F成正比,与q成反比。
(×)(2)电场中某点的电场强度方向与正电荷受力方向相同,当该点放置负电荷时,电荷受力方向反向,则该点电场强度方向也反向。
(×)知识点三电场线[观图助学]散开的头发大致显示电场线的分布带电人体的头发由于静电斥力而竖直散开。
1.电场线:在电场中绘出一些曲线,曲线上任一点的切线方向与该点电场强度的方向一致。
2.电场线的特点(1)电场线是为了形象描述电场而假想的线,实际并不存在。
(2)任意两条电场线不相交。
因为电场中某点的电场强度的方向沿电场线在该点的切线方向,若电场线相交,那么交点处就会出现两条切线,这时的电场强度失去了方向的唯一性,所以电场线不能相交。
(3)电场线的疏密表示电场的强弱;电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度的方向。
(4)电场线总是从正电荷或无穷远出发,终止于无穷远或负电荷,即电场线不闭合,在无电荷处不中断。
[思考判断](1)电场线是电荷在电场中的运动轨迹。
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24
(2)两者连线的中垂线上的场强(如图甲):连线两侧的场 强关于连线对称,取向上为正方向,场强与空间位置的 关系如图乙所示. 两电荷的连线中点场强 最小等于零.因无限远 处场强也为零,则沿中 垂线从连线中点到无限 远处,电场强度先增大 后减小,中间某位置必 有最大值.
2018/10/11
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2.等量异种电荷 (1)两者连线上的场强(如图甲)
[特点] a. 两点电荷连线中点O处场强为0; b. 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; c. 两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变 疏。
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(4)点电荷与带电平板的电场中电场线的分布
单相思
[特点] a. 以点电荷向平板作垂线为轴电场线左 右对称; b. 电场线的分布情况类似于等量异种电荷的电场线分布, 而带电平板恰为两电荷连线的垂直平分线; c.在带电平板表面场强与平板垂直
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6.物理意义:电场强度是反映电场本身的力的性质的物理 量,其大小表示电场的强弱 7.单位:牛/库(N/C ) 8.方向:规定正电荷所受的电场力的方向为电场强度的方 向。 思考:场强的方向与负电荷的受力方向的关系? 例题:如图,在电荷Q周围跟Q距离相等的不同点A、B放上 试探电荷q,电荷q受到的电场力的大小是否相等?A、B 两点的电场强度是否相同? A
(1)是场强的定义式,适用于任何电场。 (2)是点电荷场强的计算式,只适用于真空中点电荷形成的电场。
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六、电场强度和电场力的对比分析 电场强度E 电场力F
仅指电荷在电场中的受力 计算式:F=qE 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 牛 (N) F的单位:
携手合作 相依为命
特点 a. 沿点电荷的连线,场强先变小后变大; 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; c.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。 2018/10/11 15
(3)等量同种点电荷形成的电场中电场线分布
势不两立 反目成仇 背道而驰
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八、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 C.带电粒子在匀强电场中受到恒定外力的作用
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例5.在x轴上有两个电荷,一个带正电荷量Q1,另一个带 负电荷量Q2,Q1=2Q2,用E1和E2分别表示两个电荷所产 生的电场强度大小,则在x轴上( ) A. E1=E2的点只有一处,该处合电场强度为0 B. E1=E2的点只有两种,一处合电场强度为0,另一处合电 场强度为2E2 C. E1=E2的点只有三处,其中两处合电场强度为0,另一 处合电场强度为2E2 D. E1=E2的点有三处,其中一处合电场强度为0,另两处 合电场强度为2E2
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十、电场线与场强的关系 原则:根据电场线的疏密可以比较场强的大小. 1.若是正点电荷电场中的一条电场线,由点电荷场强公式 可知:EA>EB; 2.若是负点电荷电场中的一条电场线,则有EB>EA; 3.若是匀强电场中的一根电场线,则有EA=EB.
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十一.场强叠加原理和等量电荷周围的场强讨 论
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1 是反映电场本身的力的性质的物
理量,其大小表示电场的强弱
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定义式: E=F/q E的大小只决定于电场本身, 与电荷q无关
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E是矢量,其方向与正电荷 (+q)在该点受到的电场力的方 向相同
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E的单位: 牛/库 (N/C)
例:电场中有一点P,下列说法正确的是 A、若放在P点电荷的电量减半,则P点的场强 减半 B、若P点没有检验电荷,则P点的场强为零 C、P点的场强越大,则同一电荷在P点受到的 电场力越大 D、P点的场强方向为检验电荷在该点的受力 方向
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P E1 E
.
E2 +Q1 -Q2
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例题: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。)
A
Q1
Q2
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五、公式比较 F Q E ........(1) E K 2 ......(2) r q
.
+q
.
+Q +q
. B
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三、点电荷电场的场强
2.方向(“离+Q而去,向-Q而来”)
思考:(1)Q是指场源电荷还是检验电荷?
(2)E的大小与哪些因素有关?
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如果有几个点电荷同时存在,在几个点电荷共同形成的 电场中,如何求某点的场强?
四、电场的叠加: 叠加原理: 在几个点电荷共同形成的电场中,某 点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的 场强的矢量和,这叫做电场的叠加原理。
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一、电场
1、电场的本质和性质
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2.静电场:静止电荷产生的电场. 3.场源电荷和试探电荷 ①激发电场的电荷称为场源电荷. ②用来检验电场是否存在的电荷称为试探电荷 4.试探电荷的作用与特点 ①作用:用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的带电 体 ②特点: A.所带的电荷量必须很小,使得它本身激发的电场对原有 的电场不会有显著的影响 B.它的几何尺寸必须很小,是一个电荷量很小的点电荷
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二、电场强度 思考:怎样来表示电场的强弱?能否直接用电场力的大小 来表示电场的强弱? 1.实验表明,在电场中的同一点,比值F/q是恒定的;在 电场中的不同点,比值F/q一般是不同的。 2.F/q这个比值由电荷q在电场中的位置所决定,跟电荷q 无关,是反映电场性质的物理量。 3.在物理学中,就用比值F/q来表示电场的强弱。 A· 4.定义:放入电场中某点的电荷所受的电 场力F跟它的电荷量q的比值,叫做该点的 +Q · B 电场强度,简称场强。 q、5q、-3q 5.公式:E=F/q 它们共同的特点:用比值定义的物理量只与比 值有关,而与比值中的两物理量无关。
3.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
光芒万丈
万箭穿心
[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。
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(2)等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布
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1.等量同种电荷 (1)两者连线上的场强(如图甲),不论是两电荷之间还是 左右两侧都关于中点对称,取向右为场强的正方向,场 强与空间位置的关系如图乙所示.
两电荷的连线中点场强为0,从中点向电荷靠近场强逐渐 增大;在电荷外侧,离电荷越远场强越小,逐渐趋近于 零.
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C
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七、电场线
1.电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切 线方向表示该点的电场强度方向,电场线不是实际存在的线, 而是为了形象描述电场而假想的线. 2.电场线的特点 (1)电场线从正电荷或无穷远出发终止于 负电荷或无穷远 (2)电场线在电场中不相交不相切 (3)在同一电场里,电场线密的地方场强大;即 电场线越密的地方, 场强越大;电场线越稀的地方,场强越小(疏密程度表示场强的大 小) (4)曲线上每一点的切线方向 与该点的场强的方向相同 (5)电场线是假想的曲线,并不真实存在 (6)电场线不是带电粒子在电场中的运动轨迹.只有当电场线为直 线,点电荷初速为零或初速度方向与电场方向一致且只受电场力作 用时,点电荷的轨迹才会与电场线重合,就是说点电荷在这种条件下 才会沿电场线运动 . 2018/10/11 13
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例6.一带电粒子从电场中的A点运动到
B点,轨迹如图中虚线所示。不计粒子所受
重力,则( A. 粒子带正电荷 B. 粒子加速度逐渐减小 C. A点的速度大于B点的速度 D. 粒子的初速度不为零
B
)
A E
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九、电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的 比较
1.电场线是为了形象地描述电场而引入的假想的曲线, 规定电场线上每点的切线方向为该点的场强方向,也是正 电荷在该点所受电场力的方向.运动轨迹是带电粒子在电 场中实际通过的径迹,径迹上每一点的切线方向为粒子在 该点的速度方向.因此,不能认为电场线就是带电粒子在 电场中的运动轨迹. 2.只有当电场线是直线,只受电场力作用,且带电粒子 初速度为零或初速度方向在这条直线上时,运动轨迹才和 电场线重合,这只是一种特殊情况.
两电荷之间的场强方向与电荷外侧的方向相反,场强大小: 在两电荷之间,中点的场强最小,越靠近两侧场强越大; 在电荷外侧,离电荷越远场强越小.取向右为正方向,场 强的变化如图乙所示.
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(2)两者连线的中垂线上的场强
பைடு நூலகம்
如图甲所示,对于中垂线上各点的电场方向都与中垂线垂 直,且从正电荷一侧指向负电荷一侧(或与两点电荷的连 线平行);场强大小中点最大,向两侧逐渐减小.场强随 距离的变化关系如图乙所示.
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(一)知识与技能 1.知道电荷间的相互作用是通过电场发生的,知道电场是客观存 在的一种特殊物质形态. 2.理解电场强度的概念及其定义式,会根据电场强度的定义式进 行有关的计算,知道电场强度是矢量,知道电场强度的方向是怎样 规定的. 3.能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式, 并能用此公式进行有关的计算. 4.知道电场的叠加原理,并应用这个原理进行简单的计算. (二)过程与方法 通过分析在电场中的不同点,电场力F与电荷电量q的比例关系, 使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱,即电场强度的概念;知 道电场叠加的一般方法。 (三)情感态度与价值观 培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。 重点:电场强度的概念及其定义式 难点:对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算