《电场_电场强度和电场线》参考课件.ppt
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电场电场强度和电场线完美版ppt课件
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篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的,因 此,篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
问题1:能否用电场力的大小表示电场的强弱?
不同的电荷在电场中同一点所受的电场力 不同,但电场中同一点的电场的强弱是一定的, 因此不能用电场力的大小来表示电场的强弱。
一、电场 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
问题2 怎样描述电场的强弱呢?
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的,因 此,篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
模拟点电荷电场线 模拟等量异号电荷电场线
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的,因 此,篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
四、电场的叠加
问题4 如何求电场中的合场强?
电场叠加原理: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。
四、电场的叠加 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
怎样检验空间中是否存在看不见
又摸不着的电场呢?
电场力
我们利用电场的基本性质:
电场对放入其中的电荷有力的作用来检验。
即:把一个检验电荷放入场源电荷产
生的电场中,看是否受到力的作用。
一、电场 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
认识检验电荷和场源电荷:
等r=0.1m。
高二物理《电场、电场强度》PPT课件
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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。
kQd
kQd
E Lr 2 (2r d )r 2
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
21
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_ 。
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。
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
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。
kQd
kQd
E Lr 2 (2r d )r 2
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
21
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_ 。
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。
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
高中物理 1-3电场 电场强度和电场线课件 教科版选修3-1
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1
精彩回眸
通过对库仑定律的学习,同学们知道了两个相隔一定距离的电 荷之间有相互作用力.这种相互作用力与手推车的推力、绳拉 船的拉力、滑块在桌面滑动受到的摩擦力不同:后者都存在于 直接接触的物体之间,而电荷之间的相互作用力却可以发生在 两个相隔一定距离的物体之间.这到底是为什么? 请大家首先考虑下面的问题.
(2)E=Fq是场强的定义式,E 与 F 和 q 均无关 ,而是由 场源电荷 决定的. (3)场强从 力的角度描述电场的性质. (4)电场强度必须说明哪一个 位置 ,不同 位置场强往往 不同 .
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7
三、点电荷的电场、匀强电场、电场的叠加
1.真空中点电荷周围的场强
在真空中点电荷 Q 的电场中,在距 Q 为 r 的 P 点引入试探电
荷 q,q 所受的库仑力 F=kQr2q,由电场强度的定义 E=Fq可得
E=kQr2.
Q
(1)大小:E= kr2 .
(2)方向:Q 为正电荷时,E 的方向由 Q 指向 P ;Q 是负电荷
时,E 的方向由 P 指向 Q.
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8
2.匀强电场:电场中各点的场强的 大小和方向 都处处相同 的电场. 3.电场强度的叠加:如果场源电荷不只是一个点电荷,则电 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.
等大同向
等大反向
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28
2.电场线与运动轨迹 电场线是为了形象描述电场而引入的假想曲线,曲线上某点的 切线方向规定为该点的场强方向,也是该点正电荷产生加速度 的方向;而运动轨迹是带电粒子在电场中运动的径迹,径迹上 每点的切线方向是粒子的速度方向.速度方向和加速度方向不 是一回事,二者不一定相同,因此不能将电场线和运动轨迹混 为一谈.只有下列几种情况同时具备时,电场线才和运动轨迹 重合:①电场线是直线;②仅受电场力作用;③初速度为零或 与电场线平行.
电场、电场强度、电场线ppt课件(1)
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场强度为多少?
A
P
B
解:A、B都在P点产生电场,+Q EB
且两个场强方向相反。
因为:E K Q
r2
所以: EP
K
Q rA 2
K
Q rB 2
27 KQ 4r 2
EA +Q
答:P点场强为27KQ/4r2.
五、电场线
1.电场线
在电场中画一些曲线,使曲线上每 一点的切线方向与该点的场强方向一致.
2、几种常见电场的电场线分布
答案:BC
+ ++++++
_______
++ + ++
任何带电体的周
+Q
围都存在电场
--- -
-
--
-
-
检验电荷:体
积比较小,带电 量也比较小,它 的引入不会影响 +q 原电场的部分 +Q
电场对放入其中的电荷 有电场力的作用
思考题: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
数代选择
适应环境的所需变异被保存
进化,新物种产生
达尔文把这种在生存斗争中,适者生存、 不适者被淘汰的过程,叫做自然选择. 达尔文认为: 自然选择是进化的重要动力和机制.
用农药消灭害虫,开始时,效果显著,但 过一段时间后,药效明显下降,是什么原 因使害虫产生了抗药性?
在农药使用前,本来就存在抗药性变异的个 体,农药杀死的是不具抗药性的个体,具有抗 药性的个体保留了下来,并把抗药性遗传给了 后代。农药对害虫的抗药性变异起了定向选择 作用,抗药性变异经过遗传逐代积累,最后就 形成了具有抗药性的新品种,农药对其就不起 作用。
人教版高中物理必修三《电场 电场强度》PPT课件
![人教版高中物理必修三《电场 电场强度》PPT课件](https://img.taocdn.com/s3/m/724b73d5afaad1f34693daef5ef7ba0d4a736d82.png)
两个电荷之间的相互作用靠电场传递。
——电场
法拉第提出“场”概念
▪电荷的周围可能存在一
种特殊的物质,这种物质
使得处于其中的电荷受到
力的作用。
英国物理学家
法拉第
(1791-1867)
▪----认为电场的存在
电场
FBA
FAB
B
A
FBA
A
A产生的电场
B产生的电场
B
FAB
电场
1.定义:电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质
线)上,场强方向均相同,且
总与中垂面(中垂线)垂直;
③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。
几类常见电场线
2.等量点电荷之间的电场中电场线的分布
(2)等量同种点电荷
[特点]
①两点电荷连线中点O处场
强为0;
②两点电荷连线中点附近的
电场线非常稀疏,但场强并
不为0;
③两点电荷连线的中点到无
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。
几类常见电场线
2.等量点电荷之间的电场中电场线的分布
(1)等量异种点电荷
[特点]
①沿点电荷的连线,场强先
变小后变大;
②两点电荷连线中垂面(中垂
场强越小;
(5)静电场的电场线总是从正电荷(或者从无穷远)出发
到负电荷终止(或者延伸到无穷远);
(6)电场线是非闭合曲线
匀强电场
++ ++ + + + + +
电场、电场强度和电场线 课件
![电场、电场强度和电场线 课件](https://img.taocdn.com/s3/m/e59a79d65ebfc77da26925c52cc58bd6318693d7.png)
4.由电场线的疏密判断场强的大小 按照电场线画法的规定,场强大处画电场线密,场强小处画电 场线疏,因此根据电场线的疏密就可以比较场强的大小.例如, 图甲中由于 A 点处比 B 点处的电场线密,可知 EA>EB.但若只 给一条电场线,如图乙,则无法由疏密程度来确定.对此种情 况可有多种推理判断:
(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条电场线,则有 EA=EB.当然,还可以 有其他的推理判断.
(1)q 在 M 点受到的作用力. (2)M 点的场强. (3)拿走 q 后 M 点的场强. (4)M、N 两点的场强哪点大.
[审题突破] 解答该题应注重以下几点: (1)M 点的场强由 Q 和 M 点位置决定,与 q 的有无无关. (2)在 Q 一定时,用 E=kQr2比较 EM 和 EN 大小.
因为 Q 为正电荷,q 为负电荷,库仑力是吸引力,所以力的方
向沿 MO 指向 Q.
(2)法一:M 点的场强 EM=FqM=11..00××1100--180 N/C=100 N/C,其 方向沿 OM 连线背离 Q,因为它的方向跟负电荷所受电场力的 方向相反. 法二:将 FM=kQr2q代入 EM=FqM,得 EM=kQr2=9.0×109×1.00×.3120-9 N/C=100 N/C,其方向沿 OM 连线背离 Q,因为它的方向跟负 电荷所受电场力的方向相反.
计算电场强度的几种方法 (1)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. (2)用 E=kQr2求解,仅适用于真空中的点电荷产生的电场. (3)利用叠加原理求解,常用于涉及空间中存在几部分电荷的情 景. (4)根据对称性原理,灵活利用假设法、分割法求解.
9.3电场力电场强度第1课时电场电场线(课件)高二物理(沪科版2020上海)
![9.3电场力电场强度第1课时电场电场线(课件)高二物理(沪科版2020上海)](https://img.taocdn.com/s3/m/422ff79f8ad63186bceb19e8b8f67c1cfbd6ee14.png)
D.电荷在a点受到的静电力方向必定与该点场强方向一致
解析 a点处的电场线比b点处的密,因此a点的电场 比b点的强,同一点电荷在a点受到的静电力也大,故 A正确,B错误; 正电荷在a点由静止释放时,静电力方向始终沿电场方向,而速度方向则 在不断变化,因此其运动的轨迹不沿电场线,故C错误; 若是负电荷,则在a点所受静电力方向和电场方向相反,因此电荷在a点 受到的静电力方向不一定和电场方向相同,故D错误.
电场
法拉第 Faraday (1791-1867)
电场
+
电荷A
电场
电场
FB
—
电荷B
19世纪30年代,法拉第提出:在电荷的周围存在着由它产生的电场,处在 电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。
A
电荷
B
电场
电荷
电场以及磁场已被证明是客观存在的,并且是互相联系的,统称为电磁场。
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。
子所受静电力大小变化情况不确定,加速度变化情况无法判断,故A、B
错误; 越过O点后,电子做减速运动,则电子运动到O点时速度最大,静电力为
零,加速度为零,故C正确;
根据电场线的对称性可知,越过O点后,加速度可能先增大后减小,故D
错误.
返回
归纳
光芒四射 发散状
众矢之的 会聚状
势不两立 相斥状
手牵手,心连心 相吸状
两等量点电荷的电场
1.等量异种点电荷 (1)在图2中画出等量异种点电荷周围的电场线.
图2 答案
(2)完成下列填空: ①两点电荷连线之间的场强大小变化情况是:从左向右电场变化情况为 _先__变__弱__后__变__强__;在O点左侧电场方向__向__右_,在O点右侧电场方向_向__右__. ②从两点电荷连线中点O沿中垂线到无限远,场强大小变化情况是 逐__渐__减__弱__;在O点上方电场方向__向__右__,在O点下方场强方向_向__右___. ③连线或中垂线上关于O点对称的两点强弱__相__等_(填“相等”或“不相 等”),方向__相__同_(填“相同”或“相反”).
电场 电场强度 ppt课件
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D.场强方向与检验电荷的极性有关
当堂训练
2、电场中有一点 P,下列说法正确的是( C )
A.若放在 P 点的电荷的电荷量减半,则 P 点电场强度减半
B.若 P 点没有试探电荷,则 P 点的电场强度为零
C.P 点的电场强度越大,则同一电荷在 P 点所受的静电力越
大
D.P 点的电场强度方向为试探电荷在该点的受力方向
+Q2
因为电场强度是矢量,若几个点电荷同时存在,这时某点的电场强度,等
于各个点电荷在该点单独产生的电场强度的矢量和(遵循平行四边形定则)。
附:一个半径为R的均匀带电球体
Q
(或球壳)在外部产生的电场,与一个
r
位于球心的、电荷量相等的点电荷产
生的电场相同,球外各点的电场强度:
Q
r
Q
Ek 2
r
r>R,Q是整个球
向跟该点的场强E的方向相同。
-Q
负检验电荷在电场中某点所受静电力的方
向跟该点的场强E的方向相反。
F E
+q
E
-Q
F
-q
当堂训练
F
1.电场强度的定义式为 E ,则( B )
q
A.它只适用于点电荷产生的电场
B.无论检验电荷的q值如何变化,F与q的比值对电场中同一点来讲是
不变的
C.电场中某点的场强与放在该点的检验电荷所受的电场力成正比
得E =
场源电荷电荷量
到场源电荷的距离
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
思考:同一球面上的场强相同吗?
思考
如果以Q为中心作一个球面,各处的电场强度相同么?
高一物理选修3-1第一章第3节(电场、电场强度电场线)精品课件
![高一物理选修3-1第一章第3节(电场、电场强度电场线)精品课件](https://img.taocdn.com/s3/m/483dc8afc77da26924c5b00e.png)
FA
+q
A
+q
B
B
FB
※注:检验电荷必须要: 电荷量很小(不影响原电场) 体积很小(可以当作质点)
阅读p11《讨论交流》完成下表:
如图1-3-2点电荷Q产生的电场中: FA
r
+Q
A 2r
B
q0
FB
2q0 3q0 ...... nq0
...... nF0
检验电荷的电荷量(q)
检验电荷在A点受力大小FA 检验电荷在B点受力大小FB
Q是场源电荷的电量, r是场中某点到场源电荷的距离。
4、p13活动 Q E =k 2 r 场强与产生电场电荷的电荷量有关;与p点 到+Q的距离r有关;与检验电荷无关。 场强大小与场源电荷Q成正比;与离场源 电荷的距离r的平方成反比; Q ④ 场强大小是 k 2 ;方向由球心指向球面。 r ⑤ 方向由球面a、b、c指向球心。
3、如何表示点电荷的电场强度?
※ 真空中两静止的点电荷之间的相互作
用力(库仑力):
F=k r2
Q1Q2
非接触力
两电荷间相互作用时不直接接 它们之间的相互作用力是怎样 触,它们之间的相互作用是通过别 产生的? 的物质作用的,这就是电场。
一、电场及其性质
1、电场: 存在于带电体周围的特殊物质。
2、电场的基本性质:(电场的力的性质) 对放入其中的电荷有力的作用。 我们把电场对电荷的作用力称为电场力。
④电场线不相交、不相切。 ⑤电场线不闭合。
E1 E2
三、匀强电场
1、定义:各点电场强度的大小和方向都相同 的电场。
特点: 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 电场方向与电场线平行。
高中物理教科版选修3-1课件第一章 第3讲 电场 电场强度和电场线
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答案
【深度思考】
公式 E=Fq与 E=kQr2有什么区别? 答案 公式 E=Fq是电场强度的定义式,适用于任何电场,E 可以用Fq来 度量,但与 F、q 无关.其中 q 是试探电荷. 公式 E=kQr2是点电荷场强的决定式,仅适用于点电荷的电场强度求解, Q 是场源电荷,E 与 Q 成正比,与 r2 成反比.
一、电场和电场强度
知识梳理
1.电场
(1)概念:存在于电荷周围的一种特殊的 物,质由电荷产生.
场和实物 是
物质存在的两种不同形式.
(2)基本性质:对放入其中的电荷有力的作用 .电荷之间通过电场 相互作用.
(3)静电场: 静止 电荷周围产生的电场.
答案
2.电场强度
(1)检验电荷
用来检验电场是否存在及其 强弱分布情况的电荷.要求:①电荷量要充分 ;
第一章 静电场
第3讲 电场 电场强度和电场线
目标 定位
1.理解电场强度的概念及其定义式,并会进行有关计算. 2.理解点电荷的电场强度及叠加原理. 3.会用电场线表示电场,并熟记几种常见电场的电场线分布.
栏目 索引
一、电场和电场强度 二、点电荷的电场 电场强度的叠加
三、电场线和匀强电场
对点检测 自查自纠
背离 Q,因为它的方向跟正电荷所受电场力的方向相同.
答案 大小为100 N/C 方向沿OM连线背离Q
解析答案
(3)拿走q后M点的场强.
图1 解析 在M点拿走试探电荷q,有的同学说M点的场强EM=0,这是错误 的.其原因在于不懂得场强是反映电场的力的性质的物理量,它是由形成 电场的电荷Q及场中位置决定的,与试探电荷q是否存在无关.故M点的场 强仍为100 N/C,方向沿OM连线背离Q. 答案 大小为100 N/C 方向沿OM连线背离Q
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(2)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
为粒子在该点的速度方向。结合力学知 识,可以知道物体的速度方向不一定与
图1-3-1
加速度的方向一致,因此电场线不一定是粒子的运动轨迹。
(3)电场线与带电粒子运动轨迹重合的条件:
①电场线是直线;
②带电粒子只受静电力作用,或受其他力,但方向沿电场
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[审题指导] 解答本题时应注意以下三点: (1)点电荷受到的作用力可由库仑定律求解。 (2)场强可用定义式或点电荷场强决定式求解。 (3)区别场源电荷与试探电荷。
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[解析] (1)电荷 q 在电场中 M 点所受到的作用力是电荷
Q 通过它的电场对 q 的作用力,根据库仑定律,
得
FM
=
k
Qq r2
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[自学教材] 1.检验电荷和场源电荷 (1)检验电荷: ①定义:用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的 电荷。 ②特点: a.检验电荷的电荷量要充分小 ,放入电场之后不改变产 生电场的带电体上的电荷分布,即不影响对原电场的研究。 b.体积要充分 小 ,可视为点电荷,在电场中的位置可 以准确描述。
返回
(2)场源电荷: 如果电场是由某个带电体激发产生的,那么该带 电体所带的电荷也常称为场源电荷或源电荷。 2.电场强度 (1)定义:放入电场中某处的检验电荷受到的 静电力 跟它 的电荷量的比值。 F (2)公式:E= q 。
返回
(3)单位:牛每库,符号 N/C 。 (4)方向:电场强度是矢量,规定某点电场强度的方向 跟正电荷在该点所受的静电力的方向 相同 。负电荷在电场 中某点所受的静电力的方向跟该点电场强度的方向 相反 。
F、 且
E∝Q,E∝r12
返回
2.关于电场强度,下列说法正确的是
()
A.由 E=Fq知,若 q 减半,则该处的电场强度为原来的
2倍
B.由 E=kQr2知,E 与 Q 成正比,而与 r2 成反比
C.由 E=krQ2知,在以点电荷 Q 为球心、r 为半径的球面上,
各处的场强都相同
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
D.带电粒子在a、b两点的加速度方向
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[审题指导] 解答本题时应注意以下两点: (1)电场线的疏密与电场强度大小的关系。 (2)运动轨迹与合力、速度的关系。
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[解析] 如图所示,由于带电粒子在电场力 作用下做曲线运动,所以电场力应指向轨迹的凹 侧,且沿电场线,即沿电场线向左,B 正确;由于电场线方 向未知,故不能确定带电粒子的电性,A 错误;加速度由电 场力产生,由于 a 处电场线较 b 处密,所以 a 处电场强度大, 由 E=Fq知,带电粒子在 a 处受电场力大,故加速度大,且方 向与电场力方向相同,C、D 正确。
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1.有关电场的下列说法正确的是
()
A.只要有电荷存在,电荷周围就一定存在着电场
B.电场是一种物质,它与其他物质一样,是不依赖我
们的感觉而客观存在的
C.电荷间的相互作用是通过电场产生的,电场最基本
的特征是对处在它里面的电荷有力的作用
D.电场是人为设想出来的,其实并不存在
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解析:电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质,电荷间 的相互作用是通过电场产生的,不是假想的,故A、B、C 正确,D错误。 答案: ABC
4.电场线是为了形象描述电场而引 入的假 想的线,其疏密程度表示电 场的强弱。
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[自学教材] 1.电场的本质与性质
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2.电场力 电场 对电荷的作用力。 3.静电场 静止 电荷周围产生的电场。
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[重点诠释] (1)在电场中的电荷,不论是静止的还是运动的,都受 到电场力的作用。 (2)场与实物是物质存在的两种不同的形式。 (3)电荷间的相互作用是通过电场产生的。
电场
电场线图样
简要描述
等量正 点电荷
势不两立,相斥状
等量异号 点电荷
手牵手,心连心,相吸状
4.匀强电场中的电场线特点 间隔相等,彼此平行,电场强度大小处处相等,方向 相同。
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[重点诠释] 1.电场线与电荷的运动轨迹 (1)电场线是为形象地描述电场而引入的假想曲线, 规定电场线上某点的场强方向沿该点的切线方向,也就 是正电荷在该点受电场力产生的加速度的方向。
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[例1] 在真空中O点放一个点电荷 Q=+1.0×10-9 C,直线MN通过O点, OM的距离r=30 cm,M点放一个点电 图1-3-4 荷q=-1.0×10-10 C,如图1-3-4所示。求:
(1)q在M点受到的作用力。 (2)M点的场强。 (3)拿走q后M点的场强。 (4)M、N两点的场强哪点大?
=
9.0×109×
1.0×10-9×1.0×10-10 0.32
N=
1.0×10-8 N。
因为 Q 为正电荷,q 为负电荷,库仑力是吸引力,所以
力的方向沿 MO 指向 Q。
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(2)法一:M 点的场强 EM=FqM=11..00××1100--180 N/C=100 N/C, 其方向沿 OM 连线背离 Q,因为它的方向跟正电荷所受 电场力的方向相同。 法二:将 FM=kQr2q代入 EM=FqM,得 EM=krQ2 =9.0×109×1.0×0.3120-9 N/C=100 N/C。
线所在的直线;
③带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直线。
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2.电场线的疏密与场强的关系 (1)电场线越密,场强越大,电场线越疏, 场强越小。 (2)若只有一条直电场线,如图 图1-3-2 1-3-2所示,则可分如下几种情况判断: ①若是正点电荷电场中的一根电场线,由点电荷场强 公式可知 EA>EB; ②若是负点电荷电场中的一根电场线,则有EB>EA; ③若是匀强电场中的一根电场线,则有EA=EB。
及用途 场强弱的方法
小的决定因素
适用范围 一切电场
真空中点电荷的电场
返回
公式 比较内容
Q或q 意义
E 与其他 量的关系
E=Fq
E=krQ2
q 表示引入电场的检 Q 表示产生电场的场源
验(或试探)电荷的电 电荷的电荷量
荷量
E 用 F 与 q 的比值来 E 不仅用 Q、r 来表示,
表示,但 E 大小与 q 的大小无关
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(3)在 M 点拿走检验电荷 q,有的同学说 M 点的场强 EM =0,这是错误的,其原因在于不懂得场强是反映电场的力的 性质的物理量,它是由形成电场的场源电荷 Q 决定的,与检 验电荷 q 是否存在无关。
(4)据公式 E=kQr2知,M 点场强大。 [答案] (1)1.0×10-8 N 方向沿MO指向Q (2)100 N/C 方向沿OM连线背离Q (3)100 N/C 方向沿OM连线背离Q (4)M点
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解析:负电荷的电场线是自四周无穷远处指向负点电荷的直 线,故 A 错。 电场线越密的地方场强越大,由图知 EA>EB,又因 F=qE, 得 FA>FB,故 B 正确。由 a=mF知,aA>aB,故 C 错。B 点的 切线方向即 B 点场强方向,而负电荷所受电场力方向与其相 反,故 D 错。 答案:B
[答案] D
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(1)电场强度的叠加遵循平行四边形定则,不仅点电 荷的电场可以叠加,其他的任何电场的场强都能进行叠 加,同样遵循平行四边形定则。
[答案] BCD
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分析此类问题首先要根据带电粒子的运动情况判断出 受力情况;再把电场线方向、受力方向与电性相联系;然 后把电场线疏密和受力大小、加速度大小相联系。
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一负电荷从电场中A点静止释放,只
受电场力作用,沿电场线运动到B点,
Hale Waihona Puke 它运动的v—t图像如图1-3-6所示, 图1-3-6 则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是图1-3-7
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个矢量相同,必须是大小和方向都相同,选项C中球面上 各点的场强大小相同而方向不同,选项C错误。因电场中 某点的电场强度的方向规定为正电荷在该点所受电场力的 方向,若为负电荷,则受力方向与场强方向相反,选项D 错误。 答案:B
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[自学教材] 1.定义 用来形象直观地描述电场的曲线,曲线上任一点的 切线 表示该点的电场强度的方向。 2.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。
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3.如图1-3-3所示是静电场的一部分电场
线分布,下列说法中正确的是
()
A.这个电场可能是负点电荷的电场
B.点电荷q在A点处受到的电场力比在B点 图1-3-3 处受到的电场力大
C.点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速
度小(不计重力)
D.负电荷在B点处所受到的电场力的方向沿B点切线方向
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[例2] 如图1-3-5所示,直线是一
簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,
曲线是某一带电粒子通过电场区域时
图1-3-5
的运动轨迹,a、b是轨迹上两点。若带电粒子运动中只受
电场力作用,根据此图可以做出的判断是
()
A.带电粒子所带电荷的符号
B.带电粒子在a、b两点的受力方向
C.带电粒子在a、b两点的加速度何处大
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(1)公式 E=Fq适用于任何电场,而 E=kQr2只适用于点电 荷形成的电场。
(2)电场中某点的场强由电场本身决定,与该点放没放试 探电荷及放什么样的试探电荷无关。
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试确定电荷Q的电场中场强大小为100 N/C的点的位置。 解析:由 E=krQ2 可知,r= kEQ=30 cm。可见,以 Q 为球 心,半径为 r=30 cm 的球面各点的场强大小均为 100 N/C。 答案:见解析
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2.真空中点电荷的场强 (1)大小:E=kQr2。 (2)方向:Q 为正电荷时,在电场中的 P 点,E 的方向由 Q 指向 P,Q 是负电荷时,E 的方向由 P 指向 Q。
(2)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
为粒子在该点的速度方向。结合力学知 识,可以知道物体的速度方向不一定与
图1-3-1
加速度的方向一致,因此电场线不一定是粒子的运动轨迹。
(3)电场线与带电粒子运动轨迹重合的条件:
①电场线是直线;
②带电粒子只受静电力作用,或受其他力,但方向沿电场
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[审题指导] 解答本题时应注意以下三点: (1)点电荷受到的作用力可由库仑定律求解。 (2)场强可用定义式或点电荷场强决定式求解。 (3)区别场源电荷与试探电荷。
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[解析] (1)电荷 q 在电场中 M 点所受到的作用力是电荷
Q 通过它的电场对 q 的作用力,根据库仑定律,
得
FM
=
k
Qq r2
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[自学教材] 1.检验电荷和场源电荷 (1)检验电荷: ①定义:用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的 电荷。 ②特点: a.检验电荷的电荷量要充分小 ,放入电场之后不改变产 生电场的带电体上的电荷分布,即不影响对原电场的研究。 b.体积要充分 小 ,可视为点电荷,在电场中的位置可 以准确描述。
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(2)场源电荷: 如果电场是由某个带电体激发产生的,那么该带 电体所带的电荷也常称为场源电荷或源电荷。 2.电场强度 (1)定义:放入电场中某处的检验电荷受到的 静电力 跟它 的电荷量的比值。 F (2)公式:E= q 。
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(3)单位:牛每库,符号 N/C 。 (4)方向:电场强度是矢量,规定某点电场强度的方向 跟正电荷在该点所受的静电力的方向 相同 。负电荷在电场 中某点所受的静电力的方向跟该点电场强度的方向 相反 。
F、 且
E∝Q,E∝r12
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2.关于电场强度,下列说法正确的是
()
A.由 E=Fq知,若 q 减半,则该处的电场强度为原来的
2倍
B.由 E=kQr2知,E 与 Q 成正比,而与 r2 成反比
C.由 E=krQ2知,在以点电荷 Q 为球心、r 为半径的球面上,
各处的场强都相同
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
D.带电粒子在a、b两点的加速度方向
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[审题指导] 解答本题时应注意以下两点: (1)电场线的疏密与电场强度大小的关系。 (2)运动轨迹与合力、速度的关系。
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[解析] 如图所示,由于带电粒子在电场力 作用下做曲线运动,所以电场力应指向轨迹的凹 侧,且沿电场线,即沿电场线向左,B 正确;由于电场线方 向未知,故不能确定带电粒子的电性,A 错误;加速度由电 场力产生,由于 a 处电场线较 b 处密,所以 a 处电场强度大, 由 E=Fq知,带电粒子在 a 处受电场力大,故加速度大,且方 向与电场力方向相同,C、D 正确。
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1.有关电场的下列说法正确的是
()
A.只要有电荷存在,电荷周围就一定存在着电场
B.电场是一种物质,它与其他物质一样,是不依赖我
们的感觉而客观存在的
C.电荷间的相互作用是通过电场产生的,电场最基本
的特征是对处在它里面的电荷有力的作用
D.电场是人为设想出来的,其实并不存在
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解析:电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质,电荷间 的相互作用是通过电场产生的,不是假想的,故A、B、C 正确,D错误。 答案: ABC
4.电场线是为了形象描述电场而引 入的假 想的线,其疏密程度表示电 场的强弱。
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[自学教材] 1.电场的本质与性质
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2.电场力 电场 对电荷的作用力。 3.静电场 静止 电荷周围产生的电场。
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[重点诠释] (1)在电场中的电荷,不论是静止的还是运动的,都受 到电场力的作用。 (2)场与实物是物质存在的两种不同的形式。 (3)电荷间的相互作用是通过电场产生的。
电场
电场线图样
简要描述
等量正 点电荷
势不两立,相斥状
等量异号 点电荷
手牵手,心连心,相吸状
4.匀强电场中的电场线特点 间隔相等,彼此平行,电场强度大小处处相等,方向 相同。
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[重点诠释] 1.电场线与电荷的运动轨迹 (1)电场线是为形象地描述电场而引入的假想曲线, 规定电场线上某点的场强方向沿该点的切线方向,也就 是正电荷在该点受电场力产生的加速度的方向。
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[例1] 在真空中O点放一个点电荷 Q=+1.0×10-9 C,直线MN通过O点, OM的距离r=30 cm,M点放一个点电 图1-3-4 荷q=-1.0×10-10 C,如图1-3-4所示。求:
(1)q在M点受到的作用力。 (2)M点的场强。 (3)拿走q后M点的场强。 (4)M、N两点的场强哪点大?
=
9.0×109×
1.0×10-9×1.0×10-10 0.32
N=
1.0×10-8 N。
因为 Q 为正电荷,q 为负电荷,库仑力是吸引力,所以
力的方向沿 MO 指向 Q。
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(2)法一:M 点的场强 EM=FqM=11..00××1100--180 N/C=100 N/C, 其方向沿 OM 连线背离 Q,因为它的方向跟正电荷所受 电场力的方向相同。 法二:将 FM=kQr2q代入 EM=FqM,得 EM=krQ2 =9.0×109×1.0×0.3120-9 N/C=100 N/C。
线所在的直线;
③带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直线。
返回
2.电场线的疏密与场强的关系 (1)电场线越密,场强越大,电场线越疏, 场强越小。 (2)若只有一条直电场线,如图 图1-3-2 1-3-2所示,则可分如下几种情况判断: ①若是正点电荷电场中的一根电场线,由点电荷场强 公式可知 EA>EB; ②若是负点电荷电场中的一根电场线,则有EB>EA; ③若是匀强电场中的一根电场线,则有EA=EB。
及用途 场强弱的方法
小的决定因素
适用范围 一切电场
真空中点电荷的电场
返回
公式 比较内容
Q或q 意义
E 与其他 量的关系
E=Fq
E=krQ2
q 表示引入电场的检 Q 表示产生电场的场源
验(或试探)电荷的电 电荷的电荷量
荷量
E 用 F 与 q 的比值来 E 不仅用 Q、r 来表示,
表示,但 E 大小与 q 的大小无关
返回
(3)在 M 点拿走检验电荷 q,有的同学说 M 点的场强 EM =0,这是错误的,其原因在于不懂得场强是反映电场的力的 性质的物理量,它是由形成电场的场源电荷 Q 决定的,与检 验电荷 q 是否存在无关。
(4)据公式 E=kQr2知,M 点场强大。 [答案] (1)1.0×10-8 N 方向沿MO指向Q (2)100 N/C 方向沿OM连线背离Q (3)100 N/C 方向沿OM连线背离Q (4)M点
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解析:负电荷的电场线是自四周无穷远处指向负点电荷的直 线,故 A 错。 电场线越密的地方场强越大,由图知 EA>EB,又因 F=qE, 得 FA>FB,故 B 正确。由 a=mF知,aA>aB,故 C 错。B 点的 切线方向即 B 点场强方向,而负电荷所受电场力方向与其相 反,故 D 错。 答案:B
[答案] D
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(1)电场强度的叠加遵循平行四边形定则,不仅点电 荷的电场可以叠加,其他的任何电场的场强都能进行叠 加,同样遵循平行四边形定则。
[答案] BCD
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分析此类问题首先要根据带电粒子的运动情况判断出 受力情况;再把电场线方向、受力方向与电性相联系;然 后把电场线疏密和受力大小、加速度大小相联系。
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一负电荷从电场中A点静止释放,只
受电场力作用,沿电场线运动到B点,
Hale Waihona Puke 它运动的v—t图像如图1-3-6所示, 图1-3-6 则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是图1-3-7
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个矢量相同,必须是大小和方向都相同,选项C中球面上 各点的场强大小相同而方向不同,选项C错误。因电场中 某点的电场强度的方向规定为正电荷在该点所受电场力的 方向,若为负电荷,则受力方向与场强方向相反,选项D 错误。 答案:B
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[自学教材] 1.定义 用来形象直观地描述电场的曲线,曲线上任一点的 切线 表示该点的电场强度的方向。 2.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。
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3.如图1-3-3所示是静电场的一部分电场
线分布,下列说法中正确的是
()
A.这个电场可能是负点电荷的电场
B.点电荷q在A点处受到的电场力比在B点 图1-3-3 处受到的电场力大
C.点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速
度小(不计重力)
D.负电荷在B点处所受到的电场力的方向沿B点切线方向
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[例2] 如图1-3-5所示,直线是一
簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,
曲线是某一带电粒子通过电场区域时
图1-3-5
的运动轨迹,a、b是轨迹上两点。若带电粒子运动中只受
电场力作用,根据此图可以做出的判断是
()
A.带电粒子所带电荷的符号
B.带电粒子在a、b两点的受力方向
C.带电粒子在a、b两点的加速度何处大
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(1)公式 E=Fq适用于任何电场,而 E=kQr2只适用于点电 荷形成的电场。
(2)电场中某点的场强由电场本身决定,与该点放没放试 探电荷及放什么样的试探电荷无关。
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试确定电荷Q的电场中场强大小为100 N/C的点的位置。 解析:由 E=krQ2 可知,r= kEQ=30 cm。可见,以 Q 为球 心,半径为 r=30 cm 的球面各点的场强大小均为 100 N/C。 答案:见解析
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2.真空中点电荷的场强 (1)大小:E=kQr2。 (2)方向:Q 为正电荷时,在电场中的 P 点,E 的方向由 Q 指向 P,Q 是负电荷时,E 的方向由 P 指向 Q。