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1、1.2电场,高中物理 选修-,弹力和摩擦力都是在两个物体相互接触的情况下发生的。而两个物体没有接触,就可以发生静电力的作用。那么,电荷间的相互作用是通过什么发生的?,问题的提出,+,第二节 电场,一、电场,1、定义:电荷的周围存在一种特殊的物质,叫做电场。,2、基本性质:对放入其中的电荷有电场力的作用。,3、说明:场的概念的建立,是人类对客观世界认识的一个重要进展。现在,人们已经认识到,实物和场是物质存在的两种不同形式,虽然我们看不见电场和磁场, 但它们是客观存在的物质。,如图,电荷Q周围存在电场,把试探电荷q放 入电场中A、B两点,电荷q要受到电场力FA、FB 的作用,反映了电场具有力的性质
2、。电荷q在A、 B两点受到的作用力FA、FB大小是否相等?,二、电场强度,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。,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。,在物理学中,就用比值F/q来表示电场的强弱。,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?,结论: F/q能反映电场中某点电场的力的性质电场的强弱。,2.电场中不同的点,同一电荷所受力也不同,比值F/q一般是不同的。,1.电场中的同一点,不同电荷所受力不同,比值F/q是一定的。,问题2,1、定义:放入电场中某点的电荷所受的电场力F
3、跟它的电荷量q 的比值,叫做该点的电场强度,简称场强。 2、公式: 3、单位:牛每库,符号是N/C。牛/库(N/C ) 4、物理意义:描述电场力的性质。F=qE。也可以说是描述电 场强弱的。 5、大小决定因素:由电场本身决定,与q、F无关。 6、方向:规定正电荷所受的电场力的方向为电场强度的方向。,7、说明:用比值定义物理量 在物理学中,常常用比值定义一个物理量,用来表示研究对象的某种性质。例: 速度加速度功率 密度 电阻电场强度,例1:电场中有一点P,下列哪些说法是正确的? A 若放在P点的检验电荷的电量减半,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
4、,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。,答案:C,例2 由电场强度的定义式 可知,在电场中的同一点: A 电场强度E与F成正比,跟q成反比。 B 无论检验电荷的q值(不为零)如何变化,F与q的比值始终不变。 C 电场中某一点的场强为零,则处在该点的电荷受到的电场力一定为零。 D 一个不带电的小球在P点受到的电场力为零,则P点的场强一定为零。,答案:BC,例3: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?,A,B,+Q,+Q,P,EA,EB,解:A、B都在P点产生电场,且两个场强方向相反。,答:P点场
5、强为27KQ/4r2.,: 在电场中A处放点电荷+q,其受电场力为F,方向向左,则A处场强大小 ,方向为 ;若将A处放点电荷为2q,则该处电场强度大小为 ,方向为 。,向左,向左,三、电场力,正电荷的电场力方向与场强方向相同,FqE,负电荷的电场力方向与场强方向相反,四、电场线,1、问题:我们可以用什么方法来形象地描述电场呢? 2、定义:在电场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致,这样的曲线就叫做电场线。如下图,3、作用: 切线方向表示E的方向; 曲线的疏密表示E的大小,4、电场线的模拟:,不同电场中,电场场强分布不同,它们的电场线形状也不一样,下面是几种电场的电
6、场线,几种常见电场的电场线分布,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。,5、几种常见电场中电场线的分布情况 (1)正、负点电荷的电场中电场线的分布,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,(2)等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布,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。,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、两点电荷连线中点O处场强为0 b、两点电荷连线中
7、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,6、电场线的特点: (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)电场线在电场中不相交;不中断,不闭合 (3)电场线越密的地方,场强越大; 电场线越稀的地方,场强越小;,(4)电场线是假想线,不是真实存在的。,五、匀强电场 1、定义:电场强度大小和方向都相同的电场 2、电场线分布图:,3、电场线特点:,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 说明:平行但间距不均匀的电场是不存在的,匀强电场,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
8、方向吗?能否判断三点的场强的大小?为什么?,a,b,c,(1),Ea=Eb=Ec,a,b,c,a,b,c,(3),(4),EaEbEc,EaEcEb,只有一条电场线是不能判断这三个点场强的大小。,a,b,c,(2),EaEbEc,1.电场 (1)产生:电荷周围空间存在电场 (2)性质:对处在场中的电荷有电场力的作用。 2电场强度E:描述电场强弱和方向的物理量 (1)定义: E = F / q (2)单位:N/C (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由本身决定,与放入电场的 电荷无关。 3电场线: (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)疏密表
9、示电场强度的相对大小。疏处小,密处大 (3)切线表示方向 4、匀强电场:大小和方向都相同的电场。 电场线是平行等距的直线,小 结,解析 试探电荷q在A、B两点所受的电场力大小相等,但方向不同,所以A、B两点的电场强度不相同。,课堂练习和课外作业,1答:这种说法不正确。电场线的切线方向是正电荷在电场中受力的方向。 2答:这个电场强度的方向竖直向下。 3答:A带负电荷,B带正电荷。,课外作业: P9 问题与练习 2、3、4,4答: (1)B点电场最强,C点电场最弱。 (2)各点的电场强度方向如左图。 (3)一个带负电的点电荷放在A、B、C上,它所受电场力的方向如右图所示。,练习,1、电场强度的定义
10、式为E=F/q,则( ) 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 D、场强方向与检验电荷的极性有关,2、下列关于场强的说法正确的是: A、公式E=F/q适用于任何电场 B、公式E=F/q只适用于点电荷产生的电场 C、在一个以点电荷Q为中心,r为半径的球面上,各 处的场强都相同 D、空间某点的电场强度E与放在该处的点电荷所受的 电场力F成正比,与点电荷的电荷量q成反比,3、关于电场线的几种说法中,正确的是: A、沿电场线方向,场强必定越来越小; B、在复杂电场中的电场线
11、是可能相交的; C、点电荷在电场中的运动轨迹一定跟电场线相重合; D、电场线越密的地方,同一检验电荷所受的电场力就 越大,4、如图所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条直线上有a、b两点,用Ea、Eb表示a、b两点电场强度的大小,则: A、a、b两点的场强的方向相同; B、电场线是直线,可知Ea=Eb; C、不知a、b附近的电场线分布,Ea、Eb的大小不能 确定; D、电场线从a指向b,所以EaEb,5、电场中有一点P,下列哪些说法正确的是( ) A 若放在P点的试探电荷的电量减半,则P点的场强减半。 B 若P点没有试探电荷,则P点的场强为零。 C P点的场强越大,则同一电荷在P点
12、受到的电场力越大。 D P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向,C,6、真空中有一电场,在电场中的P点放一电量为 410-9C的试探电荷,它受到的电场力2 10-5N,则P点的场强度 N/C;把试探电荷的电量减少为2 10-9C,则检验电荷所受的电场力为 N。 如果把这个试探电荷取走,则P点的电场强度为 N/C。,5103,110-5,5103,7、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410-8 C,q2为810-8 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? 4.5103 N/C,方向由D指向A。,8:如图,是静电场的一部分
13、电场线的分布,下列说法正确的是:( ) 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FBFA C、点电荷q在A、B两处的加速度大小,aAaB (不计重力) D、负电荷在B点处受到的电场力方向沿B点切 线方向,A,B,B,9:如图为一条电场线,下列说法正确的是:( ) 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,C,10、电场中某点的场强是4.0104 N/C,电荷量为+5.010-8 C的点电荷在该点受到的电场力是多大?电场力的方向与场强的方向是相同还是相反?电荷量为-5.010-8 C的点电荷在该点受到的电场力是多大?电场力的方向与场强的方向是相同还是相反?,解:电荷量为+5.010-8 C的点电荷在该点受到的电场力为 F= Eq = 4.01045.010-8 N = 2.010-3 N 电场力的方向与场强的方向相同。 电荷量为-5.010-8 C的点电荷在该点受到的电场力大小仍为2.010-3 N,方向与场强的方向相反。,11: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:( ),A,B,C,D,P,Q,P,Q,P,Q,P,Q,C,a,b,A,B,a,B,