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1、第三节第三节 电场强度电场强度 第第1 1章章 静电场静电场 两电荷不直接接触，它们之间的相互两电荷不直接接触，它们之间的相互作用是怎样产生的作用是怎样产生的? ?B +A+一一. .电场电场3 3、基本性质：、基本性质： 对放入其中的电荷有力的作用，这种对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫力叫电场力电场力。2 2、定义定义：存在于带电体周围的特殊存在于带电体周围的特殊物质物质。它是它是客观存在客观存在的的1 1、电荷间的相互作用力通过电场发生、电荷间的相互作用力通过电场发生 电荷电荷A A电场电场 电荷电荷B B 怎样检验空间中是否存在看不见怎样检验空间中是否存在看不见又摸不着的电场呢？又摸
2、不着的电场呢？电场的基本性质：电场的基本性质： 对放入其中的电荷有力的作用。对放入其中的电荷有力的作用。二二. .电场强度电场强度1、检验电荷、场源电荷、检验电荷、场源电荷场源电荷：产生电场的电荷场源电荷：产生电场的电荷对检验电荷的要求：对检验电荷的要求：（1）电荷量应当充分小，放入电场之后，不致）电荷量应当充分小，放入电场之后，不致影响原来要研究的电场（即源电场）影响原来要研究的电场（即源电场）（2）体积要充分小，以便它在电场中有确定的）体积要充分小，以便它在电场中有确定的位置，便于用来研究电场（源电场）中各点的位置，便于用来研究电场（源电场）中各点的情况情况检验电荷：用来检验电场是否存在及
3、其强弱检验电荷：用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷分布情况的电荷不同的电荷在电场中同一点所受的电场力不同的电荷在电场中同一点所受的电场力不同不同,但电场中同一点的电场的强弱是一定的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。因此不能用电场力的大小来表示电场的强弱。猜想：猜想：能否用电场力的大小表示电场的强弱？能否用电场力的大小表示电场的强弱？结论结论: : F/qF/q能能反反映映电电场场中中某某点点的的性性质质电电场的强弱场的强弱。2.2.电场中电场中不同不同的点，同一电荷所受力也的点，同一电荷所受力也不同，比值不同，比值F/qF/q一般是一般是不同
4、不同的的。1.1.电场中的电场中的同同一点，不同电荷所受力不一点，不同电荷所受力不同，但比值同，但比值F/qF/q是是一定一定的的。问题问题2实验表明：实验表明：2.电场强度电场强度1.1.定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F F跟跟它的电荷量它的电荷量q q的的比值比值，叫做该点的电场强度，叫做该点的电场强度，简称场强，用简称场强，用E E表示。表示。4.4.物理意义：物理意义： 场强反映电场力的性质，由电场本身决场强反映电场力的性质，由电场本身决定，定，与放入的试探电荷无关与放入的试探电荷无关。 3.3.单位：单位： (N/C) (N/C) ， (
5、V/m) (V/m) ，1 1 V/mV/m=1N/C=1N/C2.2.定义式：定义式：适用于一切电场适用于一切电场+Q+qFE+Q-qFE按照规定：按照规定：负电荷负电荷在电场中某点受到的电场在电场中某点受到的电场力的方向跟该点的场强方向力的方向跟该点的场强方向相反相反。5.5.场强的矢量性：场强的矢量性：-Q+qFE-Q-qEF物理学中规定，电场中某点的电场强度的方向物理学中规定，电场中某点的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跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同三、点电荷的电场三、点电荷的电场1、决定式：、决定式：Q Q ：场源电荷：场源电荷r r ：电场中点到：电场中点到
6、Q Q的距离的距离只适用于真空中点电荷只适用于真空中点电荷2、方向：、方向：正电荷正电荷发散发散负电荷负电荷收敛收敛+-例：例：真空中有一电荷量为真空中有一电荷量为-110-4C的点电荷，在距离点的点电荷，在距离点电荷电荷1m处的处的A点放一电荷量为点放一电荷量为410-9C的检验电荷，检的检验电荷，检验电荷受到的电场力大小为验电荷受到的电场力大小为_N，方向，方向_, A点的场强为点的场强为_N/C,方向方向_；换成电荷量为；换成电荷量为-310-9C的检验电荷，则检验电荷所受的电场力为的检验电荷，则检验电荷所受的电场力为_N,方向方向_;该点的场强为该点的场强为 N/C，方向，方向_。如果
7、把检验电荷取走，则。如果把检验电荷取走，则P点的电场强度为点的电场强度为_ N/C3.610-3水平向左水平向左水平向左水平向左91052.710-3水平向右水平向右9105水平向左水平向左9105水平向左水平向左适用范围适用范围适用范围适用范围定义式，适用定义式，适用于一切电场于一切电场决定式，仅决定式，仅对点电荷的对点电荷的电场适用电场适用q q是检验电荷，是检验电荷，E E与与q q大小、有大小、有无无关无无关由场源电荷由场源电荷Q Q及该点到及该点到Q Q的的距离距离r r决定决定3 3、和的区别：例例、关于、关于 和和 ，下列说，下列说法中正确的是（法中正确的是（ ）（1 1）式中，
8、式中，F F是放入电场中的电荷所受的力，是放入电场中的电荷所受的力，q q是是放入电场中电荷的电量放入电场中电荷的电量（2 2）式中，式中，F F是放入电场中的电荷所受的力，是放入电场中的电荷所受的力，q q是是产生电场电荷的电量产生电场电荷的电量（3 3）式中，式中，Q Q是放入电场中的电荷的电量是放入电场中的电荷的电量（4 4）式中，式中，Q Q是产生电场的电荷的电量是产生电场的电荷的电量 A A、（、（1 1）（）（3 3）B B、（、（2 2）（）（3 3）C C、（、（1 1）（）（4 4）D D、（、（2 2）（）（4 4）C四、四、 电场线电场线 1引入：电场线是人为的，引入：电
9、场线是人为的，假想假想的一簇曲线。的一簇曲线。2电场电场虽然抽象但它是虽然抽象但它是客观存在客观存在的物质，的物质， 电场线电场线虽然形象，但它是虽然形象，但它是假想假想的曲线的曲线3几种常见的带电体周围的电场线分布几种常见的带电体周围的电场线分布 几种常见的带电体周围的电场线分布几种常见的带电体周围的电场线分布 （1）点点电电荷荷的的电电场场线线分分布布：正正电电荷荷的的电电场场线线从从正正电电荷荷出出发发延伸到无限远延伸到无限远正正 电电 荷荷 的的 电电 场场 线线负电荷的电场线无限远处延伸到负电荷负电荷的电场线无限远处延伸到负电荷负负 电电 荷荷 的的 电电 场场 线线（2）两个等量点
10、电荷的电场线分布：）两个等量点电荷的电场线分布：等量异种电荷的电场线从正电荷出发到负电荷终止等量异种电荷的电场线从正电荷出发到负电荷终止等等 量量 异异 种种 电电 荷荷 的的 电电 场场 线线 等量同种电荷的电场线从正电荷出发延伸到等量同种电荷的电场线从正电荷出发延伸到无限远，或从无限远延伸到负电荷无限远，或从无限远延伸到负电荷 等等 量量 同同 种种 电电 荷荷 的的 电电 场场 线线 （3）带等量异种电荷平行金属板间的电场线分布）带等量异种电荷平行金属板间的电场线分布 等等 量量 异异 种种 电电 荷荷 平平 行行 金金 属属 板板 间间 的的 电电 场场 线线（3）电电场场线线的的疏疏
11、密密程程度度表表示示电电场场强强度度的的大大小小，电电场场线线越越密密的的地地方方，场场强强越越大大；电电场场线线越越稀稀的的地地方，场强越方，场强越小小（4）两条电场线不能相交两条电场线不能相交（5）电场线是不闭合的）电场线是不闭合的4电场线的特点电场线的特点 （1）电电场场线线始始于于正正电电荷荷，终终止止于于负负电电荷荷（无无穷穷远远 处）处）（2）电电场场线线上上每每一一点点的的切切线线方方向向跟跟该该点点的的场场强强方向一致方向一致BEAEBA问题：问题：电场线是带电粒子的运动轨迹吗？电场线是带电粒子的运动轨迹吗？电场线电场线运动轨迹运动轨迹客客观观性性切切线线意意义义电场中电场中并
12、不存在并不存在，是，是为了研究电场方便而为了研究电场方便而人为引入的人为引入的粒子在电场中的运动粒子在电场中的运动轨迹，是轨迹，是客观存在客观存在的的曲线上各点的曲线上各点的切线切线方方向即为该点的向即为该点的场强方场强方向，向，同时也是正电荷同时也是正电荷在该点的受力方向，在该点的受力方向，即正电荷在该点产生即正电荷在该点产生加速度的方向加速度的方向轨迹上每一点的轨迹上每一点的切线切线方向即为粒子在该点方向即为粒子在该点的的速度方向速度方向，但加速，但加速度的方向与速度的方度的方向与速度的方向不一定相同向不一定相同小结：电场线与带电粒子运动轨迹重合的必小结：电场线与带电粒子运动轨迹重合的必须
13、同时具备的条件：须同时具备的条件：（1 1）电场线是直线电场线是直线（2 2）带电粒子）带电粒子只受电场力只受电场力，或受其他力，或受其他力，但方向沿电场线所在直线但方向沿电场线所在直线（3 3）带电粒子）带电粒子初速度为零或初速度方向沿初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直线。电场线所在的直线。六、匀强电场六、匀强电场 1匀匀强强电电场场：电电场场强强度度的的大大小小和和方方向向处处处处相相同同的的电电场，场， 叫做匀强电场叫做匀强电场 2匀强电场的电场线：是一组等间隔的匀强电场的电场线：是一组等间隔的平行线平行线 3匀匀强强电电场场的的实实例例：两两块块靠靠近近的的平平行行金金属属板板，大
14、大小小相相等等，互互相相正正对对，分分别别带带有有等等量量的的正正负负电电荷荷，它它们之间电场除边缘附近外是匀强电场们之间电场除边缘附近外是匀强电场本节小结：本节小结：电场强度是反映电场力的性质的物理量，其电场强度是反映电场力的性质的物理量，其大小为放入电场中某点的电荷所受的电场力大小为放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量跟它的电荷量q的比值的比值场强的定义式场强的定义式(任意电场任意电场) E=F/q q是检验电荷是检验电荷场强的决定式场强的决定式(真空中点电荷真空中点电荷) E=kQ/r2 Q是场源电荷是场源电荷电场中某点的场强等于该点周围各个电荷单电场中某点的场强等于该点周围各
15、个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和独存在时在该点产生的场强的矢量和本节小结：本节小结： 电场线不是电场里实际存在的线，而是电场线不是电场里实际存在的线，而是形象地描述电场的假想的线，电场虽然抽形象地描述电场的假想的线，电场虽然抽象但它是客观存在的物质，电场线虽然形象但它是客观存在的物质，电场线虽然形象但它仅是假想的线象但它仅是假想的线 电场强度的大小和方向处处相同的电场，电场强度的大小和方向处处相同的电场，叫做匀强电场叫做匀强电场巩固练习巩固练习1、如、如图所示的是一个点电荷周围的电场线，下图所示的是一个点电荷周围的电场线，下列判断中正确的是（列判断中正确的是（ ） A该点电荷为负电荷，
16、距点电荷越近处电场该点电荷为负电荷，距点电荷越近处电场强度越大强度越大 B该点电荷为负电荷，距点电荷越近处电场该点电荷为负电荷，距点电荷越近处电场强度越小强度越小 C该点电荷为正电荷，距该点电荷为正电荷，距点电荷越近处电场强度越大点电荷越近处电场强度越大 D该点电荷为正电荷，距该点电荷为正电荷，距点电荷越近处电场强度越小点电荷越近处电场强度越小C 2、如、如图图5是是某静电场的一部分电场线的分布情某静电场的一部分电场线的分布情况，下列说法中正确的是（况，下列说法中正确的是（ ） A、这个电场可能是负点电荷的电场、这个电场可能是负点电荷的电场 B、点电荷、点电荷q在在A点处受到的电场力比在点处受
17、到的电场力比在B点处点处受受 到的电场力大到的电场力大 C、点电荷、点电荷q在在A点处的瞬时加速度比在点处的瞬时加速度比在B处的处的瞬时加速度小（不计重力）瞬时加速度小（不计重力） D、负电荷在、负电荷在B点处受到的电点处受到的电场力的方向沿场力的方向沿B点切线方向。点切线方向。巩固练习巩固练习图5ABB B巩固练习巩固练习 3、两个等量异种电荷，、两个等量异种电荷，a、b为它们的为它们的连线上的两点连线上的两点,c、d为连线中垂线上的两为连线中垂线上的两点点,O为其垂足为其垂足,a、b、c、d四点到四点到O点的点的距离都相等距离都相等.则则a、b、c、d四点的场强的四点的场强的大小关系为大小
18、关系为 . Ea= Eb EO EOEc= Ed 方向相同方向相同.巩固练习巩固练习 4、两个等量同种正电荷，、两个等量同种正电荷，a、b为它们的连线为它们的连线上的两点，上的两点，c、d为连线中垂线上的两点，为连线中垂线上的两点，O为其为其垂足，垂足，a、b、c、d 四点到四点到O点的距离都相等点的距离都相等.则则a、b两点的场强的大小关系为两点的场强的大小关系为 ;c、d两点的场强的大小关系为两点的场强的大小关系为 . EO= 0 Ea= Eb, 方向相反方向相反 Ec= Ed,方向相反方向相反.巩固练习巩固练习 5、如图所示，有一水平方向的匀强电如图所示，有一水平方向的匀强电场，场强大小
19、为场，场强大小为9000NC，在电场内一水，在电场内一水平面上作半径为平面上作半径为10cm的圆，圆上取的圆，圆上取A、B两两点，点，AO沿沿E方向，方向，BOOA，另在圆心处，另在圆心处放一电量为放一电量为108C的正点电荷，则的正点电荷，则A处场强处场强大小大小EA=_NC，B处的场强大小处的场强大小EB=_NC.方向方向_图11答案答案:0，1.3104斜向与场强方向夹角斜向与场强方向夹角45 6、如图所示，、如图所示，A、B为体积可忽略的带电为体积可忽略的带电小球，小球， QA=210-8C和和QB=-210-8C，A、B相距相距3cm。在水平匀强外电场作用下，。在水平匀强外电场作用下，A、B保持静止，悬线都沿竖直方向。试求：保持静止，悬线都沿竖直方向。试求：（1）外电场的场强大小和方向；）外电场的场强大小和方向；（2）AB中点处总电场的场强大小和方向。中点处总电场的场强大小和方向。（1） 2105N/C，方向水平向左，方向水平向左（2）1.4106N/C，方向水平向右，方向水平向右
