电场线ppt课件

【重点提示】 (1)电场中某一点的电场强度 E 是唯 一的，它的大小和方向与放入该点的检验电荷(试探电 荷)q 无关，它决定于形成电场的场源电荷及空间位置．
(2)理解公式 E＝Fq时，不能认为场强 E 与电场力 F 成正比、与电荷量 q 成反比．
3．电场叠加 如果在空间某个区域存在多个电场的复合电场，那 么电场中某点的场强等于各个场源电荷在该点场强的⑤ ________，电场强度的叠加遵循⑥________.
电场 电场线图样
简要描述
匀强
互相平行的、○29 ________
电场
的、同向的直线
①力的作用 ②所受的电场力 ③电荷量 ④正电荷 ⑤矢量和 ⑥平行四边形定则 ⑦任何电场 ⑧真空中的点
电荷 ⑨匀强电场 ⑩场强方向 ⑪假想 ⑫相交 ⑬闭 合 ⑭切线 ⑮强 ⑯弱 ⑰相等 ⑱不同 ⑲变小 ⑳变
大 ○21 为零 ○22 变大 ○23 变小 ○24 等大反向 ○25 变小 ○26 变大 ○27 减弱 ○28 等大同向 ○29 等
例 2 (2011·高考重庆理综)如图所示，电荷量为＋q 和－q 的点电荷分别位于正方体的顶点，正方体范围内电 场强度为零的点有( )
A．体中心、各面中心和各边中点 B．体中心和各边中心 C．各面中心和各边中心 D．体中心和各面中心
________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________
跟踪训练 1 如图所示，在正六边形的 a、c 两个顶 点上各放一带正电的点电荷，电荷量大小都是 q1，在 b、 d 两个顶点上，各放一带负电的点电荷，电荷量大小都是 q2，q1>q2.已知六边形中心 O 点处的场强可用图中的四条 有向线段中的一条来表示，它是( )
A．E1 诱思启导
B．E2
C．E3
一、电场强度的理解和计算 规律方法 1．电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，由产 生电场的电荷和位置决定，与放入场中的电荷无关．它 的大小可由电场线的疏密定性比较或根据三个公式定量 计算．在定量计算时，应注意三个公式的适用条件，正 确区分场源电荷 Q 和试探电荷 q.
2．电场强度是矢量，多个电场叠加时，某点电场强 度等于多个电场在该点的电场强度的矢量和．
【解析】 由点电荷的场强公式和叠加规律可知， 各面顶点上的 4 个点电荷在过所在面的中心的垂线上各 点的合场强为零，所以，体中心和各面中心的合场强一 定为零．由点电荷的场强公式和叠加规律可知，各边中 心的合场强不为零．选项 D 正确．
【答案】 D
题后反思 (1)场强的叠加遵守矢量合成法则． (2)确定各分场强时，其大小和方向要同时考虑，尤 其注意方向． (3)进行场强合成时，要充分利用对称性的特点，这 样可使问题简化．
第六章 静电场
第2节 电场强度 电场线
一、电场 电场强度 1．电场：电荷周围存在的一种特殊物质．电场最基 本的性质就是对放入电场中的电荷产生①________. 2．电场强度 (1)定义：放入电场中某点的点电荷②________与点电 荷③________的比值，叫电场中该点的电场强度．
(2)表达式：E＝Fq，单位：N/C 或 V/m. (3)电场强度是矢量，规定④________在电场中某点所 受电场力方向为该点的场强方向．
4．电场强度的三个表达式
公式 适用条件
特点
定义式
E＝Fq
某点的场强为确定值，大 ⑦________
小及方向与 q 无关
决定式
E＝kQr2
E 由场源电荷 Q 和场源电 ⑧Baidu Nhomakorabea_______
荷到某点距离 r 决定
关系式 E＝Ud ⑨________ d 是沿⑩________的距离
5.电场线 (1) 电 场 线 是 为 了 形 象 地 描 述 电 场 而 ⑪ ________ 的 线，并非实际存在的线，是理想化模型． (2)电场线起源于正电荷(或者无穷远)，终止于负电荷 (或者无穷远)．电场线不⑫________，不⑬________. (3)沿着电场线上某点的⑭________方向就是该点的 场强方向，但电场线不表示电荷在电场中的运动轨迹．
D．E4
(1)两个 q1 电荷分别在 O 点产生的场强方向怎样？大 小有何关系？其合场强 E′指向何方？
(2)两个－q2 电荷分别在 O 点产生的场强方向怎样？ 其合场强 E″指向何方？
(3)E′与 E″大小关系怎样？E′与 E″合场强方向
怎样？
【解析】 由 E＝kQr2可知，两个 q1 电荷在 O 点产生 的场强大小相等，方向分别指向 d 点和左下方顶点，其 合场强 E′指向右下方顶点；同理两个－q2 电荷在 O 点 产生的合场强 E″指向 O 顶点．由于 q1>q2，故 E′>E″， 则 E′与 E″合场强应为 E2，故 B 正确．
上关于 O 点对称的两点场强○24 ________
电场 电场线图样
简要描述
相吸状．①两电荷连线之间的场强
先○25 ________后○26 ________.②
等量 异号 电荷
从两点电荷连线中点 O 沿中垂面
到无限远，场强逐渐○27 ________.
③连线或其中垂线上关于 O 点对
称的两点场强○28 ________
A．若移去检验电荷 q，则该点场强变为零 B．若电荷量为 2q，则在该点所受电场力为 2F C．若电荷量为－2q，则该点场强大小不变，方向改变 D．若电荷量为－2q.，则该点场强大小不变，方向不变
________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________
【解析】 由带电粒子的弯曲情况可以判断出电荷 所受电场力方向均为斜向左，B 正确．由于电场线方向未 定，所以无法判定带电粒子的正负，A 错误．由 a 到 b 电场力做负功，粒子速率减小，D 正确．a 处的电场线密， 带电粒子所受电场力大，产生的加速度大，C 正确．
【答案】 BCD
题后反思 (1)解此类问题的关键是先根据下述原则判断出电场力 的方向：①合力方向一定指向轨迹的凹侧；②电场力方向一 定与电场线一致或相反(或与电场线切线方向相同或相反)． (2)电场线方向(或切线方向)→场强方向→电场力方向 →加速度方向． 电场线疏密→场强大小→电场力大小→加速度大小．
跟踪训练 2 (2011·课标全国理综)一带负电荷的质 点，在电场力作用下沿曲线 abc 从 a 运动到 c.已知质点的 速率是递减的．关于 b 点电场强度 E 的方向，下列图示 中可能正确的是(虚线是曲线在 b 点的切线)( )
诱思启导 (1)曲线运动中，合力方向指向曲线的哪一侧？ (2)速度沿什么方向？速度减小，合力跟速度夹角大 于 90°还是小于 90°？ (3)负电荷受电场力方向跟场强方向相同吗？ (4)注意图中曲线不是电场线，而是运动轨迹．
【解析】 曲线运动中，所受合力应指向曲线的凹 侧，也就是电场力方向大致指向右下方．负电荷受的电 场力方向跟场强方向相反，由此可知 A、C 错误；又速 率是减小的，故电场力与速度夹角大于 90°，排除 B 选项， D 正确．
【答案】 D
例3
(2010·广州模拟)上图中实线是一簇未标明方向的由 点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区 域时的运动轨迹，a、b 是轨迹上的两点，若带电粒子在 运动过程中只受到电场力作用，根据此图可作出的正确 判断是( )
【答案】 B
二、电场线的理解和应用 规律方法 1．熟记各种电荷电场线的分布特征，特别是等量同 种、异种电荷的连线和中垂线上电场线的分布，定性判 定场强的大小变化和方向．
2．电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的关系 如果电场线是直线，且带电粒子初速度为零或初速 度方向在这条直线上，那么带电粒子的受力与其速度在 一条直线上，带电粒子做加速直线运动或减速直线运动， 运动轨迹和电场线重合．
A．带电粒子所带电荷的正、负 B．带电粒子在 a、b 两点的受力方向 C．带电粒子在 a、b 两点的加速度何处较大 D．带电粒子在 a、b 两点的速度何处较大
________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________
如果电场线是直线，带电粒子有一定的初速度且初 速度方向不在这条直线上，那么带电粒子在运动过程中 速度方向要向着受力方向改变，其轨迹是曲线．
如果电场线是曲线，无论带电粒子是否有初速度， 由于其受力方向在不断发生改变，带电粒子由于惯性， 其运动速度不可能每时每刻都与受力方向一致，所以其 轨迹一定不与电场线重合．其轨迹还为曲线，其轨迹向 电场力一侧弯曲．
【解析】 电场中某点的场强由电场本身决定，与 放入场中电荷的电量和电性无关，但在该点电荷所受电 场力的大小 F＝qE，与电荷的电量成正比，方向与电荷 的电性有关．B、D 正确．
【答案】 BD
题后反思 (1)电场强度由场源电荷(电性及电量)和研究点的位 置(即 r)决定，与是否放入试探电荷以及试探电荷的电性、 电荷量都无关． (2)电场力 F＝qE，由试探电荷和电场(即场强 E)双方 决定．
等的点电场强度大小相
等，方向⑱_______
电场 电场线图样
简要描述
相斥状．①两电荷连线之间的场强先⑲
________后⑳________，连线的中点处电
等量
场强度○21 ________.②从两点电荷连线中
同号
点 O 沿 中 垂 面 到 无 限 远 ， 场 强 先 ○22
电荷
________后○23 ________.③连线或中垂线
3．计算电场强度的特殊方法 (1)微元法：将研究对象分割成许多微小的单元，每 一单元可看成点电荷，求一小单元在某处的场强，然后 利用电场叠加方法确定研究对象在该处产生的合场强的 大小和方向． (2)对称法：利用均匀带电体(如长杆、薄板、圆环) 产生的电场具有对称性的特点求电场强度的方法．
例 1 在电场中某点放一检验电荷，其电荷量为 q，受 到的电场力为 F，则该点的电场强度为 E＝Fq，下列说法正 确的是( )
(4)电场线的疏密表示电场的强弱，电场线越密的地 方电场越⑮________，越疏的地方电场越⑯________， 但没有画电场线的地方不一定没有电场．
电场
正点 电荷
电场线图样
简要描述
发散状．距电荷距离相等
的点电场强度大小⑰
________，方向不相同
电场
负点 电荷
电场线图样
简要描述
会聚状．距电荷距离相
总之，电场线是为了形象地描述电场而引入的假想 曲线，规定电场线上每点的切线方向为该点的场强方向， 也是带电粒子在该点受力产生加速度的方向(与带负电粒 子受力方向相反)．运动轨迹是带电粒子在电场中实际通 过的径迹，径迹上每点的切线方向为带电粒子在该点的 速度方向．在力学的学习中我们已经知道，物体运动速 度的方向和它的加速度的方向是两回事，不一定相同， 因此，电场线与运动轨迹不能混为一谈，不能认为电场 线就是带电粒子在电场中运动的轨迹．