高二物理電場及其描述.ppt

1 2電場 兩電荷不直接接觸 它們之間的相互作用是怎樣產(chǎn)生的 猜一猜 一 電場 2 基本性質(zhì)1 對放入其中的電荷有力的作用 這種力叫電場力 1 定義 存在于帶電體周圍的特殊物質(zhì) 3 電荷間的相互作用力通過電場發(fā)生 電荷A 電荷B 電荷A的電場對電荷B的作用 電荷B的電場對電荷A的作用 A B 用什么可以檢驗(yàn)空間存在看不見又摸不著的電場 又怎樣進(jìn)行描述呢 檢驗(yàn)電荷 試探電荷 用來檢驗(yàn)電場的電量很小 不影響原電場 體積很小 可以當(dāng)作質(zhì)點(diǎn) 的電荷 場源電荷 產(chǎn)生電場的電荷 點(diǎn)電荷Q周圍存在看不見摸不著的電場 那么如何描述A B C三點(diǎn)的電場呢 結(jié)論 F q能反映電場中某點(diǎn)電場的力的性質(zhì) 電場的強(qiáng)弱 2 電場中不同的點(diǎn) 同一電荷所受力也不同 比值F q一般是不同的 1 電場中的同一點(diǎn) 不同電荷所受力不同 比值F q是一定的 二 電場強(qiáng)度 E 1 定義 放入電場中某點(diǎn)的試探電荷q所受的電場力F跟它的電荷量q的比值 叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度 E 簡稱場強(qiáng) 5 理解 場強(qiáng)反映電場力的性質(zhì) 由電場本身決定 與放入的試探電荷無關(guān) 3 單位 牛 庫 N C 或伏 米 V m 1伏 米 1牛 庫 4 方向 規(guī)定與正電荷在該點(diǎn)受到的電場力方向相同 2 定義式 與負(fù)電荷在該點(diǎn)受到的電場力方向相反 Q q F E Q q F E 根據(jù)規(guī)定 負(fù)電荷在電場中某點(diǎn)受到的電場力的方向跟該點(diǎn)的場強(qiáng)方向相反 6 場強(qiáng)的矢量性 Q q F E Q q E F 三 點(diǎn)電荷的電場 由庫侖定律和場強(qiáng)的定義式推導(dǎo) 1 大小 2 場強(qiáng)方向 正點(diǎn)電荷電場方向背離電荷負(fù)點(diǎn)電荷電場方向指向電荷 1 電場強(qiáng)度是矢量 合成應(yīng)遵循平行四邊形法則 四 電場強(qiáng)度的疊加 多個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場 定義式 適用于一切電場 僅對點(diǎn)電荷的電場適用 q是檢驗(yàn)電荷 E與q無關(guān) Q是場源電荷 E與Q成正比 2 如果電場中各點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小相等 方向相同 這個(gè)電場就叫做勻強(qiáng)電場 帶有等量異號電荷的一對平行金屬板 如果兩板相距很近 它們之間的電場 除邊緣部分外 可以看做勻強(qiáng)電場 五 勻強(qiáng)電場 六 電場力 2 方向 1 大小 F qE 負(fù)電荷的電場力方向與場強(qiáng)方向相反 正電荷的電場力方向與場強(qiáng)方向相同 電場線 電場線是用來形象地描述電場強(qiáng)弱與方向特性的一簇曲線 電場線上每一點(diǎn)的切線方向 都和該點(diǎn)的場強(qiáng)方向一致 七 電場線 電場線的特征1 電場線密的地方場強(qiáng)大 電場線疏的地方場強(qiáng)小2 靜電場的電場線起于正電荷止于負(fù)電荷 孤立的正電荷 或負(fù)電荷 的電場線止于 或起于 無窮遠(yuǎn)處點(diǎn) 3 電場線不會相交 也不會相切4 電場線是假想的 實(shí)際電場中并不存在5 電場線不是閉合曲線 且與帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)軌跡之間沒有必然聯(lián)系 特點(diǎn) a 離點(diǎn)電荷越近 電場線越密 場強(qiáng)越大b 以點(diǎn)電荷為球心作個(gè)球面 電場線處處與球面垂直 在此球面上場強(qiáng)大小處處相等 方向不同 幾種常見電場中電場線的分布及特點(diǎn)1 正 負(fù)點(diǎn)電荷的電場中電場線的分布 特點(diǎn) a 沿點(diǎn)電荷的連線 場強(qiáng)先變小后變大 b 兩點(diǎn)電荷連線中垂面 中垂線 上 場強(qiáng)方向均相同 且總與中垂面 中垂線 垂直 2 等量異種點(diǎn)電荷形成的電場中的電場線分布 c 在中垂面 中垂線 上 與兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)0等距離各點(diǎn)場強(qiáng)相等 3 等量同種點(diǎn)電荷形成的電場中電場中電場線分布情況 特點(diǎn) a 兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處場強(qiáng)為0b 兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)附近的電場線非常稀疏 但場強(qiáng)并不為0c 兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)到無限遠(yuǎn)電場線先變密后變疏 正點(diǎn)電荷 4 勻強(qiáng)電場 特點(diǎn) a 勻強(qiáng)電場是大小和方向都相同的電場 故勻強(qiáng)電場的電場線是平行等距的直線b 電場線的疏密反映場強(qiáng)大小 電場方向與電場線平行 a b A B a B 1 電場 1 產(chǎn)生 帶電體在其周圍空間存在電場 2 性質(zhì) 對處在場中的電荷有電場力的作用 2 電場強(qiáng)度 描述電場強(qiáng)弱和方向的物理量 1 定義 E F q 2 單位 N CV m 3 方向 與正電荷在該點(diǎn)受電場力方向相同 4 電場中某一點(diǎn)的場強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷無關(guān) 5 真空中點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式 3 場強(qiáng)的疊加 矢量求和 小結(jié) 4 電場力 電荷在電場中的作用力 1 大小 F Eq 2 方向 正電荷的電場力方向與電場強(qiáng)度方向相同負(fù)電荷的電場力方向與電場強(qiáng)度方向相反 5 電場線a 電場是客觀存在 而電場線是不存在的意識 b是人為畫上的一組不閉合曲線 c曲線的疏密表示電場強(qiáng)度的強(qiáng)弱 d曲線的切線表示電場強(qiáng)度的方向 一 電場線的特點(diǎn) 1 電場線密的地方場強(qiáng)大 電場線疏的地方場強(qiáng)小2 靜電場的電場線起于正電荷止于負(fù)電荷 孤立的正電荷 或負(fù)電荷 的電場線止于 或起于 無窮遠(yuǎn)處點(diǎn) 3 電場線不會相交 也不會相切4 電場線是假想的 實(shí)際電場中并不存在5 電場線不是閉合曲線 且與帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)軌跡之間沒有必然聯(lián)系 二 幾種點(diǎn)電荷的電場線分布 正點(diǎn)電荷 練習(xí)1 在電場中A處放點(diǎn)電荷 q 其受電場力為F 方向向左 則A處場強(qiáng)大小 方向?yàn)?若將A處放點(diǎn)電荷為 2q 則該處電場強(qiáng)度大小為 方向?yàn)?向左 向左 課堂訓(xùn)練 2 一個(gè)半徑為R的均勻帶電球體 或球殼 在外部產(chǎn)生的電場 與一個(gè)位于球心的 電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場相同 3 關(guān)于電場強(qiáng)度 下列說法正確的是 A E F q 若q減半 則該處的場強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?倍B E kQ r2中 E與Q成正比 而與r平方成反比C 在以一個(gè)點(diǎn)電荷為球心 r為半徑的球面上 各點(diǎn)的場強(qiáng)均相同D 電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向就是該點(diǎn)所放電荷受到的電場力的方向 B 4 在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷q1和q2 分別位于A和B 相距20cm q1為4 10 8C q2為 8 10 8C 則在AB連線上A點(diǎn)的外側(cè)離A點(diǎn)20cm處的D點(diǎn)場強(qiáng)大小 方向如何 4 5 103N C 方向由D指向A 5 思考題 場是物理學(xué)中的重要概念 除了電場和磁場 還有引力場 物體之間的萬有引力就是通過引力場發(fā)生作用的 地球附近的引力場叫做重力場 仿照電場強(qiáng)度的定義 你認(rèn)為應(yīng)該怎樣定義重力場的大小和方向 重力場的方向跟正電荷的電場相似 還是跟負(fù)電荷的電場相似 在重力場中的某一點(diǎn) 重力F和物體質(zhì)量m之比是一定的 在不同的位置F m是不同的 因此可以用F m表示重力場的強(qiáng)弱 g F m GM地 r2重力場方向總是指向地心 所以重力場方向跟負(fù)電荷的電場相似 6 如圖 是靜電場的一部分電場線的分布 下列說法正確的是 A 這個(gè)電場只能是負(fù)電荷的電場B 點(diǎn)電荷q在A B兩處受到的電場力FB FAC 點(diǎn)電荷q在A B兩處的加速度大小 aA aB 不計(jì)重力 D 負(fù)電荷在B點(diǎn)處受到的電場力方向沿B點(diǎn)切線方向 B 7 如圖為一條電場線 下列說法正確的是 A EA一定大于EB