13〈電場及其描述〉課件5(魯科版選修3-1)

1、溫故知新溫故知新真空中兩真空中兩靜止靜止點電荷之間的作用有點電荷之間的作用有什么規(guī)律？什么規(guī)律？ 庫侖定律：庫侖定律： 真空中兩個靜止點電荷之間真空中兩個靜止點電荷之間相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。力的方向在它們的連線上。221rqqkF 兩電荷不直接接觸，兩電荷不直接接觸，它們之間的相互作用它們之間的相互作用是怎樣產(chǎn)生的是怎樣產(chǎn)生的? ?問題問題1求知探索求知探索電荷電荷A電場電場電荷電荷B一一. .電場電場1.1.含義含義：電場是電荷周圍客觀存在的一種特

2、電場是電荷周圍客觀存在的一種特殊物質(zhì)。是物質(zhì)存在的一種形式。電荷間的殊物質(zhì)。是物質(zhì)存在的一種形式。電荷間的相互作用是通過電場傳遞的相互作用是通過電場傳遞的。靜止電荷周圍。靜止電荷周圍的電場稱為靜電場。（的電場稱為靜電場。（電場的物質(zhì)性電場的物質(zhì)性） 2. 2.電場的基本性質(zhì)電場的基本性質(zhì)：電場對放入其中的電荷有：電場對放入其中的電荷有力的作用力的作用。( (這種力叫電場力也就是前面學(xué)習(xí)過這種力叫電場力也就是前面學(xué)習(xí)過的庫侖力的庫侖力) )。練習(xí)練習(xí)1 1 1、下面關(guān)于電場的敘述正確的是（ ACD ） A兩個未接觸的電荷發(fā)生了相互作用，一定是電場引起的B只有電荷發(fā)生相互作用時才產(chǎn)生電場C只要有電

3、荷存在，其周圍就存在電場DA電荷受到B電荷的作用，是B電荷的電場對A電荷的作用 電場的基本性質(zhì)：對放入其中的電荷有力的作用。電場的強弱是與位置有關(guān)的。實驗中的帶電小球是用來檢驗電場是否存在及其強弱分布情況的，稱為試探電荷，或檢驗電荷； 試探電荷的電量應(yīng)足夠小；(不至于影響原電場分布) 試探電荷的線度應(yīng)足夠??；(可以研究電場中各點情況)被檢驗的電場是電荷Q所激發(fā)的，所以電荷Q稱為場源電荷，或源電荷。電荷量和尺寸充分小場源電荷場源電荷：即產(chǎn)生電場的電荷即產(chǎn)生電場的電荷Q Q. .試探電荷試探電荷：電量充分小、體積充分小電量充分小、體積充分小. .q q 可以是正電荷也可是負電荷可以是正電荷也可是負

4、電荷 電荷電荷q在距在距Q較較近的近的A點，受到點，受到的電場力大的電場力大. 電荷電荷q在距在距Q較較遠的遠的B點，受到點，受到的電場力小的電場力小.怎樣描述電場的強弱怎樣描述電場的強弱?同一試探電荷同一試探電荷q q在電場中的不同點在電場中的不同點受到的電場力的大小是否相同受到的電場力的大小是否相同? ? 不同的電荷不同的電荷q q在電場的同一點所受在電場的同一點所受的電場力的電場力F F是否相同？是否相同？怎樣描述電場的強弱怎樣描述電場的強弱? 顯然，不同的電荷在電場中同一點所受的電顯然，不同的電荷在電場中同一點所受的電 場力不同場力不同, ,但電場中同一點的電場又是一定的但電場中同一點

5、的電場又是一定的, , 因此不能用電場力的大小來表示電場的強弱因此不能用電場力的大小來表示電場的強弱.結(jié)論結(jié)論:F/qF/q能反映電場中某點電場力的性能反映電場中某點電場力的性質(zhì)質(zhì)電場的強弱電場的強弱。2.2.電場中不同的點，同一電荷所受力也不同，電場中不同的點，同一電荷所受力也不同，比值比值F/qF/q一般是不同的一般是不同的。1.1.電場中的同一點，不同電荷所受力不同，電場中的同一點，不同電荷所受力不同，比值比值F/qF/q是一定的。是一定的。實驗發(fā)現(xiàn)實驗發(fā)現(xiàn)：怎樣描述電場的強弱怎樣描述電場的強弱? 放入電場中某一點的電荷所受的電場力F 跟它的電荷量q 的比值叫做電場強度。 1.定義： 2

6、.定義式： 二、電場強度（E）+FqQqFE q表示檢驗電荷的電量 規(guī)定電場中某點的電場強度的方向跟正電荷在該點所受電場力的方向相同。 3.方向：F+qQ當(dāng) q 為正電荷時，F(xiàn) 與 E 同向；當(dāng) q 為負電荷時，F(xiàn) 與 E 反向。 Q+qEF+qQE QqFEFE二二. .電場強度電場強度E (E (electric field strengthelectric field strength) )4.4.單位：單位：牛牛/ /庫庫 (N/C)(N/C)5 5、電場強度是矢量，遵守平行四邊形法則。、電場強度是矢量，遵守平行四邊形法則。6 6、物理意義：描述電場強弱即電場力的性質(zhì)的物理量。、物理意

7、義：描述電場強弱即電場力的性質(zhì)的物理量。電場強度由其本身決定，與放入的試探電荷無關(guān)。電場強度由其本身決定，與放入的試探電荷無關(guān)。注意：（1）E=F/q 為定義式，適用于一切電場。（2）某點的電場強度的大小及方向取決于電場本身（即場源電荷與位置），與檢驗電荷的正負、電量的大小、有無及受到的電場力均無關(guān)。1 1、電場中有一點、電場中有一點P P，下列哪些說法正確的是（，下列哪些說法正確的是（ ）A A 若放在若放在P P點的試探電荷的電量減半，則點的試探電荷的電量減半，則P P點點的場強減半。的場強減半。B B 若若P P點沒有試探電荷，則點沒有試探電荷，則P P點的場強為零。點的場強為零。C P

8、C P點的場強越大，則同一電荷在點的場強越大，則同一電荷在P P點受到的點受到的電場力越大。電場力越大。D PD P點的場強方向為試探電荷在該點的受力方向點的場強方向為試探電荷在該點的受力方向C牛刀小試牛刀小試練習(xí)：練習(xí)：在電場中在電場中A A處放點電荷處放點電荷+q+q，其受電場力為，其受電場力為F F，方向向左，則，方向向左，則A A處場強大小處場強大小 ，方向，方向為為 ；若將若將A A處放點電荷為處放點電荷為2q2q，則該處電場強，則該處電場強度大小為度大小為 ，方向為，方向為 。Fq向左向左Fq向左向左課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練2 2、真空中有一電場，在電場中的、真空中有一電場，在電場中的P

9、P點放一電點放一電量為量為4 41010-9-9C C的試探電荷，它受到的電場力的試探電荷，它受到的電場力 2 21010-5-5NN，則，則P P點的場強度點的場強度 N/CN/C；把試；把試探電荷的電量減少為探電荷的電量減少為2 21010-9-9C C，則檢驗電荷所，則檢驗電荷所受的電場力為受的電場力為 NN。 如果把這個試探電如果把這個試探電荷取走，則荷取走，則P P點的電場強度為點的電場強度為 N/CN/C。5103110-55103課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練三、真空中點電荷的場強三、真空中點電荷的場強2QEkr1 1、大小、大小2.2.場強方向：場強方向：正正點電荷電場方向點電荷電場方向背離

10、背離電荷電荷 負負點電荷電場方向點電荷電場方向指向指向電荷電荷（Q Q為場源電荷的電荷）為場源電荷的電荷）如果以Q為中心作一個球面，則球面上各點的電場強度大小相等。Q光芒四射，發(fā)散狀眾矢之的，會聚狀適用范圍適用范圍電荷的意義電荷的意義FEq2QEkr定義式，適定義式，適用于一切電用于一切電場場僅對點電荷僅對點電荷的電場適用的電場適用q q是試探電是試探電荷，荷，E E與與q q無關(guān)無關(guān)QQ是場源電是場源電荷，荷，E E與與QQ成正比成正比FEq2QEkr和和的區(qū)別的區(qū)別：2 2、 關(guān)于電場強度，下列說法正確的是（關(guān)于電場強度，下列說法正確的是（ ） A A E E=F/qF/q，若，若q q減

11、半，則該處的場強變?yōu)樵瓉淼臏p半，則該處的場強變?yōu)樵瓉淼? 2倍倍 B BE E=kQ/kQ/r r2 2中，對與某點來說中，對與某點來說, ,E E與與QQ成正比成正比 C C在以一個點電荷為球心，在以一個點電荷為球心，r r為半徑的球面上，為半徑的球面上，各點的場強均相同各點的場強均相同 D D電場中某點的場強方向就是該點所放電荷受電場中某點的場強方向就是該點所放電荷受到的電場力的方向到的電場力的方向B牛刀小試牛刀小試我們可以用什么方法來形象地描述電場呢？我們可以用什么方法來形象地描述電場呢？1、電場線的定義：、電場線的定義： 電場線是畫在電場中的一條條有方向的曲電場線是畫在電場中的一條條有

12、方向的曲線，曲線上每點的切線方向表示該點的電場強線，曲線上每點的切線方向表示該點的電場強度方向。度方向。（1） 靜電場的電場線總是從正電荷（或者從無窮遠）出發(fā)終止于無限遠處或負電荷，不是閉合曲線。（3）電場線越密的地方，場強越大）電場線越密的地方，場強越大; 電場線越稀的電場線越稀的地方，場強越?。豢梢杂秒妶鼍€的疏密程度來表示地方，場強越小；可以用電場線的疏密程度來表示電場強度的相對大小。電場強度的相對大小。（2）任意兩條電場線都）任意兩條電場線都不相交不相交.也也不閉合不閉合5 5電場線的特征電場線的特征（4 4）電場線是）電場線是假想假想線，不是真實存在的。線，不是真實存在的。（5）電場線

13、并不只存在于平面上，而是分布于整個立體空間。1 1、正、負點電荷的電場中電場線的分布、正、負點電荷的電場中電場線的分布C、在點電荷的電場中不存在電場強度相同的點。 （4 4）、在中垂線上的電荷受到的電場力的）、在中垂線上的電荷受到的電場力的方向，總與中垂線垂直，因此在中垂線上方向，總與中垂線垂直，因此在中垂線上移動電荷時，電場力不做功。移動電荷時，電場力不做功。oOAB（1 1）電場線是從）電場線是從正電荷出發(fā)，終止正電荷出發(fā)，終止于無限遠處，電場于無限遠處，電場強度的方向沿著強度的方向沿著電場線的切線方向電場線的切線方向（2 2）兩點電荷連線上，電場強度的大小先減小后）兩點電荷連線上，電場強

14、度的大小先減小后增大增大。（5 5） 認識和理解電場線電場線時應(yīng)注意 （1 1）電場線是形象直觀描述電場的空間曲線，）電場線是形象直觀描述電場的空間曲線，是人為假想的線，并不是真實存在是人為假想的線，并不是真實存在（2 2）由于電場在沒有電荷的地方是連續(xù)的，而）由于電場在沒有電荷的地方是連續(xù)的，而電場線卻只能是一條一條離散分立的電場線卻只能是一條一條離散分立的. .不能說兩條不能說兩條電場線之間的電場強度為零電場線之間的電場強度為零. . （3 3）電場線按定義是代表合電場的連續(xù)曲線）電場線按定義是代表合電場的連續(xù)曲線 電場線 雖然形象但它是主觀想象雖然形象但它是主觀想象 電 場雖然抽象但它是

15、客觀物質(zhì)雖然抽象但它是客觀物質(zhì)n 勻強電場：勻強電場： 在電場中的某一區(qū)域，如果場強的大小和方向都在電場中的某一區(qū)域，如果場強的大小和方向都相同，這個區(qū)域的電場叫做勻強電場。相同，這個區(qū)域的電場叫做勻強電場。 如：帶等量異種電荷的金屬板平行正對放置。（右圖如：帶等量異種電荷的金屬板平行正對放置。（右圖示）示） 4 4電場線的特征電場線的特征n 例例1、某電場的電場線分布如圖示，、某電場的電場線分布如圖示，A、B、C是是電場中的三個不同位置點，試完成下列問題：電場中的三個不同位置點，試完成下列問題：（1）哪一點的電場強度大呢？）哪一點的電場強度大呢？（2）畫出各點場強的方向；）畫出各點場強的方向

16、；（3）畫出）畫出B點處放入一個負的點處放入一個負的點電荷時，受到的電場力的方向。點電荷時，受到的電場力的方向。 學(xué)而時習(xí)學(xué)而時習(xí)n例例2、一帶電粒子從電場中的、一帶電粒子從電場中的A點運動到點運動到B點，軌跡點，軌跡如圖示中的虛線所示，不計粒子所受重力，則如圖示中的虛線所示，不計粒子所受重力，則nA、 粒子帶正電粒子帶正電 nB、 粒子加速度逐漸減小粒子加速度逐漸減小nC、 A點的場強大于點的場強大于B點的場強點的場強 nD、粒子的速度不斷減小、粒子的速度不斷減小學(xué)而時習(xí)學(xué)而時習(xí)例例3.3.如圖是點電荷電場中的一條電場線，下面說法正如圖是點電荷電場中的一條電場線，下面說法正確的是確的是 A AA A點場強一定大于點場強一定大于B B點場強點場強B B在在B B點靜止釋放一個電子，將一定向點靜止釋放一個電子，將一定向A A點運動點運動C C這個點電荷一定帶正電這個點電荷一定帶正電D DA A點場強可能等于點場強可能等于B B點場強點場強ABCE答案 B學(xué)而時習(xí)學(xué)而時習(xí)n例例4、用一根絕緣細繩懸掛一個帶電小球，所帶、