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1、第3节 电场及其描述 两电荷不直接接两电荷不直接接触，它们之间的相互触，它们之间的相互作用是怎样产生的作用是怎样产生的? ?猜猜一猜一猜 B BA A一、电场：一、电场：2.2.基本性质：基本性质：对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫电场力电场力. .1.1.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. .3.3.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电荷电荷力的作用力的作用力的作用力的作用通过电场通过电场通过电场通过电场问题思考：问题思考：用什么可以检验空间中存在看不见又用什么可以检验空间中存在看不见又摸不
2、着的电场？又怎样进行描述呢？摸不着的电场？又怎样进行描述呢？检验电荷（试探电荷）检验电荷（试探电荷）： 用来检验电场的电量很小（不影响原电用来检验电场的电量很小（不影响原电场），体积很小（可以当作质点）的电荷场），体积很小（可以当作质点）的电荷. .场源电荷：场源电荷： 产生电场的电荷产生电场的电荷QABCqqqFAFBFC问题思考：问题思考：点电荷点电荷Q Q周围存在看不见摸不着的电场周围存在看不见摸不着的电场, ,那么如何描述那么如何描述A A、B B、C C三点的电场呢？三点的电场呢？结论结论: : 能反映电场中某点的电场能反映电场中某点的电场力力的性质的性质电场的强弱电场的强弱. .（
3、2 2）电场中）电场中不同不同的点，同一电荷所受力也不的点，同一电荷所受力也不同，比值同，比值 一般是一般是不同不同的的. .（1 1）电场中的）电场中的同同一点，不同电荷所受力不同，一点，不同电荷所受力不同，比值比值 却是却是一定一定的的. .二、电场强度二、电场强度1.1.定义：放入电场中某点的试探电荷定义：放入电场中某点的试探电荷q q所受的所受的电场力电场力F F跟跟它的电荷量它的电荷量q q的的比值比值，叫做该点的叫做该点的电场强度，简称场强，符号为电场强度，简称场强，符号为E.E.3.3.单位：牛单位：牛/ /库库(N/C) (N/C) 或伏或伏/ /米米(V/m),1(V/m),
4、1伏伏/ /米米=1=1牛牛/ /库库2.2.定义式：定义式：4.4.方向：与方向：与正电荷正电荷在该点受到的电场力方向相同在该点受到的电场力方向相同( (与负电荷在该点受到的电场力方向相反与负电荷在该点受到的电场力方向相反) )5.5.理解：场强反映电场力的性质，由电场本身决理解：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. 三、点电荷的电场三、点电荷的电场1 1. .大小大小2.2.场强方向：场强方向：正正点点电电荷荷电电场场方方向向背背离离电电荷荷负负点点电电荷荷电电场场方方向向指指向向电电荷荷四、电场强度的叠加四、电场强度的叠加（多个点电荷产生的
5、电场）（多个点电荷产生的电场）1.1.电场强度是矢量，电场强度是矢量，合成应遵循平行四边形法则合成应遵循平行四边形法则E+E-E合合pQ1Q2例题例题:如如图图所示，真空中有两个点电荷所示，真空中有两个点电荷Q Q1 1=3.0=3.01010-8-8C C和和Q Q2 2=-3.0=-3.01010-8-8C C，它们相距它们相距0.1m.0.1m.求电场中求电场中A A点的场点的场强强E.E.（A A点到两个点电荷的距离点到两个点电荷的距离r r相等，相等，r=0.1mr=0.1m）Q1Q2AE1E2EE=EE=E1 1cos60cos60+E+E2 2cos60cos60 =2E =2E
6、1 1cos60cos60 = =代入代入数值得数值得E=2.7E=2.710104 4V/mV/m公式公式 适用范围适用范围电荷的意义电荷的意义定义式，适用定义式，适用于一切电场于一切电场仅对点电荷仅对点电荷的电场适用的电场适用q q是检验电荷，是检验电荷，E E与与q q无关无关Q Q是场源电荷，是场源电荷，E E与与Q Q成正比成正比和和的区别的区别：2.2. 如果电场中各点电场强度的大小相等、如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫做方向相同，这个电场就叫做匀强电场匀强电场. . 带有等量异号带有等量异号电荷的一对平行金电荷的一对平行金属板，如果两板相属板，如果两板相距
7、很近，它们之间距很近，它们之间的电场，除边缘部的电场，除边缘部分外，可以看作匀分外，可以看作匀强电场强电场. .五、匀强电场五、匀强电场 六、电场力六、电场力2.2.方向：方向：1.1.大小：大小：F FqEqE负电荷受到的电场力方向与场强方向相反负电荷受到的电场力方向与场强方向相反正电荷受到的电场力方向与场强方向相同正电荷受到的电场力方向与场强方向相同七、电场线七、电场线1.1.电场线是用来形象地描述电场强弱与方向电场线是用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇曲线特性的一簇曲线. .电场线上每一点的电场线上每一点的切线方切线方向向，都和该点的，都和该点的场强方向场强方向一致一致. .（1 1
8、）电场线）电场线密密的地方场强的地方场强大大，电场线，电场线疏疏的地方场强的地方场强小小（2 2）静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的）静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于）无穷远正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于）无穷远处点处点（3 3）电场线不会相交，也不会相切）电场线不会相交，也不会相切（4 4）电场线是）电场线是假想假想的，实际电场中并不存在的，实际电场中并不存在（5 5）电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的）电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的运动轨迹没有必然联系运动轨迹没有必然联系2.2.电场线的特征电场线的特征特点
9、：特点：a.a.离点电荷越近，电场线越密，场强越大离点电荷越近，电场线越密，场强越大b.b.以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面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，方向不同垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同. .（1 1）正、负点电荷的电场中电场线的分布）正、负点电荷的电场中电场线的分布3.3.几种常见电场中电场线的分布及特点几种常见电场中电场线的分布及特点特点：特点：a.a.沿点电荷的连线，场沿点电荷的连线，场强先变小后变大强先变小后变大b.b.两点电荷连线中垂面（中垂两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且线）上，场强方向均相同，
10、且总与中垂面（中垂线）垂直总与中垂面（中垂线）垂直（2 2）等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布）等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布. .c.c.在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点点0 0等距离的各点场强相等等距离的各点场强相等. .O O（3 3）等量同种点电荷形成的电场中电场线分布情况）等量同种点电荷形成的电场中电场线分布情况特点：特点：c.c.两点电荷连线的中点到无限远处，电场线先变两点电荷连线的中点到无限远处，电场线先变密后变疏密后变疏正点电荷正点电荷a.a.两点电荷连线中点两点电荷连线中点O O处场强为处场强为O Ob.b.两点电
11、荷连线中点附两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，近的电场线非常稀疏，但场强并不为但场强并不为O OO O+ +4.4.匀强电场匀强电场特点：特点：b.b.电场线的疏密反映场强大小，电场方向与电电场线的疏密反映场强大小，电场方向与电场线平行场线平行. .a.a.匀强电场是场强大小匀强电场是场强大小和方向都相同的电场，和方向都相同的电场，故匀强电场的电场线是故匀强电场的电场线是平行等距平行等距的直线；的直线；一、电场一、电场1.1.产生：带电体周围空间存在电场产生：带电体周围空间存在电场2.2.性质：对处在场中的电荷有电场力的作用性质：对处在场中的电荷有电场力的作用. . 二、电场强度：描述电场
12、强弱和方向的物理量二、电场强度：描述电场强弱和方向的物理量 1.1.定义定义: E = : E = 2.2.单位：单位：N/C V/mN/C V/m3.3.方向：与正电荷在该点受电场力方向相同方向：与正电荷在该点受电场力方向相同4.4.电场中某一点的场强与检验电荷无关电场中某一点的场强与检验电荷无关. .5.5.真空中点电荷的场强公式真空中点电荷的场强公式: : 三、场强的叠加：矢量求和三、场强的叠加：矢量求和四、电场力：电荷在电场中的作用力四、电场力：电荷在电场中的作用力. .1.1.大小：大小：F=F=qEqE2.2.方向：正电荷的电场力方向与电场强度方向相同；方向：正电荷的电场力方向与电
13、场强度方向相同； 负电荷的电场力方向与电场强度方向相反负电荷的电场力方向与电场强度方向相反. .五、电场线（电场是客观存在的，而电场线是不存五、电场线（电场是客观存在的，而电场线是不存在的）是在的）是人为画上人为画上的一组不闭合曲线，曲线的疏密的一组不闭合曲线，曲线的疏密表示电场强度的强弱（大小），曲线的切线表示电表示电场强度的强弱（大小），曲线的切线表示电场强度的方向场强度的方向1.1.电场线的特点：电场线的特点：（1 1）电场线）电场线密密的地方场强的地方场强大大，电场线，电场线疏疏的地方场强的地方场强小小（2 2）静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的）静电场的电场线起于正电荷止于负
14、电荷，孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于）无穷远正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于）无穷远处处（3 3）电场线不会相交，也不会相切）电场线不会相交，也不会相切(4)(4)电场线是电场线是假想假想的，实际电场中并不存在的，实际电场中并不存在(5)(5)电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的运电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的运动轨迹没有必然的联系动轨迹没有必然的联系2.2.几种点电荷的电场线分布：几种点电荷的电场线分布：正点电荷正点电荷匀强电场匀强电场1.1.在电场中在电场中A A处放点电荷为处放点电荷为+q+q，其受电场力为，其受电场力为F F，方向，方向向左，则向左
15、，则A A处场强大小处场强大小 ，方向为，方向为_；若将若将A A处放点电荷为处放点电荷为2q2q，则该处电场强度大小，则该处电场强度大小为为 ，方向为，方向为 . .向左向左向左向左2.2.关于电场强度，下列说法正确的是（关于电场强度，下列说法正确的是（ ）A.A.E E= = ，若，若q q减半，则该处的场强变为原来的减半，则该处的场强变为原来的2 2倍倍B.B.E E= = 中，中，E E与与Q Q成正比，而与成正比，而与r r的的平方成反比平方成反比C.C.在以一个点电荷为球心，在以一个点电荷为球心，r r为半径的球面上，各为半径的球面上，各点的场强均相同点的场强均相同D.D.电场中某
16、点的场强方向就是该点所放电荷受到电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向的电场力的方向解析：解析：选选B.B.场强场强E E与与q q无关，无关，A A错错. .以一个点电荷为以一个点电荷为球心，球心，r r为半径的球面上，各点的场强大小相等、为半径的球面上，各点的场强大小相等、方向不相同，方向不相同，C C错错. .电场中某点的场强方向就是该电场中某点的场强方向就是该点所放正电荷受到的电场力的方向，点所放正电荷受到的电场力的方向，D D错错. .3.3.（20132013海南高考）如图，电荷量为海南高考）如图，电荷量为q q1 1和和q q2 2的两的两个点电荷分别位于个点电荷
17、分别位于P P点和点和Q Q点己知在点己知在P P、Q Q连线上某点连线上某点R R处的电场强度为零，且处的电场强度为零，且PR=2RQPR=2RQ，则（，则（ ）A. qA. q1 1=2q=2q2 2 B.q B.q1 1=4q=4q2 2 C Cq q1 1-2q-2q2 2 D. q D. q1 1=-4q=-4q2 2B abAB4.4.如图如图a a所示，所示，A A、B B是一个点电荷产生的电场的电是一个点电荷产生的电场的电场线上的两点，如图场线上的两点，如图b b则是放置在电场线上则是放置在电场线上A A、B B两处两处的检验电荷所受电场力大小与电荷量大小之间的函数的检验电荷所
18、受电场力大小与电荷量大小之间的函数图线，则（图线，则（ ）A.A.点电荷是正电荷，位置在点电荷是正电荷，位置在B B侧侧B.B.点电荷是正电荷，位置在点电荷是正电荷，位置在A A侧侧C.C.点电荷是负电荷，位置在点电荷是负电荷，位置在A A侧侧D.D.点电荷是负电荷，位置在点电荷是负电荷，位置在B B侧侧AqFBabABAqFB解析：解析：选选B.B.由图像可知由图像可知A A处场强大于处场强大于B B处场强，因处场强，因此此点电荷是正电荷，位置在点电荷是正电荷，位置在A A侧侧. .5.5.如图是静电场的一部分电场线的分布，下列说法如图是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是（正确的是
19、（ ）A.A.这个电场只可能是负电荷的电场这个电场只可能是负电荷的电场B.B.点电荷点电荷q q在在A A、B B两处受到的电场力两处受到的电场力F FB BFFA AC.C.点电荷点电荷q q在在A A、B B两处的加速度大小，两处的加速度大小，a aA A a aB B（不计（不计重力）重力）D.D.负电荷在负电荷在B B点处受到的电场力方向沿点处受到的电场力方向沿B B点切线方向点切线方向AB解析：解析：选选B.B.这个电场不是负电荷的电场，这个电场不是负电荷的电场，A A错错. .根根据电场线密的地方场强大可知，据电场线密的地方场强大可知，点电荷点电荷q q在在A A、B B两处受到的电场力两处受到的电场力F FB BFFA A，a aA A a aB B，B B对、对、C C错错. .负电负电荷在荷在B B点处受到的电场力方向与点处受到的电场力方向与B B点切线方向相点切线方向相反，反，D D错错. . 镜子只能照出你的外貌,而生活却能洞察你的心灵。
