高二物理電場、電場強(qiáng)度

1、復(fù)習(xí)例如：例如：接觸力接觸力:壓力壓力,支持力支持力,拉力和摩擦力等拉力和摩擦力等非接觸力非接觸力:萬有引力（重力）萬有引力（重力）,磁力，磁力，庫侖力等庫侖力等引入引入那么，沒有接觸的兩個(gè)電荷之間的相互作用那么，沒有接觸的兩個(gè)電荷之間的相互作用靠什么傳遞呢？靠什么傳遞呢？電場電場電場FBA 1. 電場是電荷周圍客觀存在的一種特殊物質(zhì) 2. 電場對(duì)放入其中的電荷有力的作用。這種力叫做。FBFA電荷電荷A和和B間是通過電場實(shí)現(xiàn)相互作用的間是通過電場實(shí)現(xiàn)相互作用的 qFAqFB場源電荷場源電荷：產(chǎn)生電場的產(chǎn)生電場的電荷電荷 試探電荷試探電荷（或或稱為檢驗(yàn)電荷稱為檢驗(yàn)電荷）Q電度 a.定義： 放入電

2、場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力F跟它的電量q的比值叫該點(diǎn)的電場強(qiáng)度，簡稱場強(qiáng)，用E表示。 b.表達(dá)式： c.單位： N/C（定義式定義式，適用于任意電場），適用于任意電場）E =Fq（定義）定義）+Q+qFE+Q-qFE根據(jù)規(guī)定：根據(jù)規(guī)定：負(fù)電荷負(fù)電荷在電場中某點(diǎn)受到的電場力的方向跟該在電場中某點(diǎn)受到的電場力的方向跟該點(diǎn)的場強(qiáng)方向點(diǎn)的場強(qiáng)方向相反相反。d.場強(qiáng)的矢量性：場強(qiáng)的矢量性：-Q+qFE-Q-qEF理解訓(xùn)練： 在電場中某點(diǎn)放一試探電荷，其電荷量為q，試探電荷受到的電場力為F，則該點(diǎn)電場強(qiáng)度為E=F/q，那么下列說法是否正確 A、若移去試探電荷q，該點(diǎn)的電場強(qiáng)度就為零 B、若在該點(diǎn)放一個(gè)電

3、荷量為2q的試探電荷，該點(diǎn)的場強(qiáng)就變?yōu)镋/2 C、若在該點(diǎn)放一個(gè)電荷量為-2q的試探電荷，則該點(diǎn)的場強(qiáng)大小仍為E，但電場強(qiáng)度的方向變?yōu)樵瓉硐喾吹姆较駻、B、C都錯(cuò)誤都錯(cuò)誤(1)真空中點(diǎn)電荷電場的場強(qiáng)公式：真空中點(diǎn)電荷電場的場強(qiáng)公式：E=kQ/r2（決定式?jīng)Q定式，適用于真空點(diǎn)電荷的電場），適用于真空點(diǎn)電荷的電場）特例真空中點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度提示：利用提示：利用場場強(qiáng)的定義式強(qiáng)的定義式和和庫侖定律庫侖定律推導(dǎo)推導(dǎo)正點(diǎn)電荷電場中某點(diǎn)電場強(qiáng)度方向正點(diǎn)電荷電場中某點(diǎn)電場強(qiáng)度方向沿連線背離沿連線背離+Q；負(fù)點(diǎn)電荷電場中某點(diǎn)電場強(qiáng)度方向負(fù)點(diǎn)電荷電場中某點(diǎn)電場強(qiáng)度方向沿連線指向沿連線指向-QAE+Q(2)(2)

4、點(diǎn)電荷周圍電場強(qiáng)度的方向AE-Q-標(biāo)一標(biāo)：2rQkE E=F/q定義式定義式?jīng)Q定式?jīng)Q定式任何電場任何電場真空中點(diǎn)電荷電場真空中點(diǎn)電荷電場大小與大小與q( (試探電荷試探電荷）的正負(fù)、大小以及有的正負(fù)、大小以及有無均無關(guān)無均無關(guān)由場源電荷由場源電荷Q及該點(diǎn)及該點(diǎn)到到Q的距離的距離r決定決定對(duì)比學(xué)習(xí)：拓展兩個(gè)點(diǎn)電荷周圍的場強(qiáng)如何？OAB電場強(qiáng)度的疊加原理電場強(qiáng)度的疊加原理研究方法：研究方法：將試探將試探電荷放入兩個(gè)點(diǎn)電電荷放入兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中。荷產(chǎn)生的電場中。電場中任何一點(diǎn)的電場中任何一點(diǎn)的總場強(qiáng)等于各個(gè)點(diǎn)總場強(qiáng)等于各個(gè)點(diǎn)電荷在該點(diǎn)各自產(chǎn)電荷在該點(diǎn)各自產(chǎn)生的場強(qiáng)的生的場強(qiáng)的矢量和矢量和。這就

5、是。這就是場強(qiáng)疊加場強(qiáng)疊加原理原理。Q1-Q2AE1E2E1.1.在電荷的周圍空間存在在電荷的周圍空間存在_,_,它的基本它的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有_的作用的作用. .2.2.描述電場強(qiáng)弱的物理量叫做描述電場強(qiáng)弱的物理量叫做_,_,其公式是其公式是_,_,單位是單位是_,_,它是它是_(_(矢、矢、標(biāo)標(biāo)) )量量, ,其方向?yàn)槠浞较驗(yàn)開._.3._3._ _叫做勻強(qiáng)電場叫做勻強(qiáng)電場. .真空中點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)真空中點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度公式是度公式是_._.4.4.在場強(qiáng)為在場強(qiáng)為E E處的電場中放上電荷量為處的電場中放上電荷量為q q的點(diǎn)電荷其受到的電場力的點(diǎn)電荷其受到

6、的電場力F=_.F=_.電場電場力力電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度qFE=N/C矢矢正電荷在該點(diǎn)的受力方向正電荷在該點(diǎn)的受力方向電場中各點(diǎn)的場強(qiáng)大小和方向都相同的電場電場中各點(diǎn)的場強(qiáng)大小和方向都相同的電場2rQE=kF=qEF=qE基本知識(shí)點(diǎn)基本知識(shí)點(diǎn)電場電場客觀存在、特殊物質(zhì)客觀存在、特殊物質(zhì)電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度E=F/qE=kQ/r2特例特例電場的疊加電場的疊加矢量運(yùn)算矢量運(yùn)算基本方法基本方法（思想）（思想）比值定義法：比值定義法： E=F/q試探電荷（理想模型）試探電荷（理想模型）小結(jié)： 答案：（1）F=9N（2）EB=4.5105N/C（3）18N，EB=4.5105N/C （4）EB=4.5105N/

7、C 場電荷場電荷Q=210-4C，是正點(diǎn)電荷；試探電荷，是正點(diǎn)電荷；試探電荷q=210-5C，是負(fù)電荷，它們相距是負(fù)電荷，它們相距r=2m而靜止且都在真空中，如圖所示。而靜止且都在真空中，如圖所示。求：求：（1）q受的電場力；受的電場力；（2）q所在的所在的B點(diǎn)的場強(qiáng)點(diǎn)的場強(qiáng)EB；（3）只將）只將q換為換為q，=410-5C的正點(diǎn)電荷，再求的正點(diǎn)電荷，再求q受力及受力及B點(diǎn)點(diǎn)的場強(qiáng)；的場強(qiáng)；（4）將試探電荷拿去后再求）將試探電荷拿去后再求B點(diǎn)場強(qiáng)。點(diǎn)場強(qiáng)。rq9qQ B習(xí)題：真空中兩個(gè)正點(diǎn)電荷真空中兩個(gè)正點(diǎn)電荷A、B所帶電量皆為所帶電量皆為Q，且相，且相距為距為r,則距離則距離A為為r/3處的

8、處的P點(diǎn)的電場強(qiáng)度為多少？點(diǎn)的電場強(qiáng)度為多少？PEAEB解解：A A、B B都在都在P P點(diǎn)產(chǎn)生電場，點(diǎn)產(chǎn)生電場，且且兩個(gè)場強(qiáng)方向相反兩個(gè)場強(qiáng)方向相反。2=rQkE因?yàn)椋?2PABQQEkkrr所 以 ：答答：P P點(diǎn)場強(qiáng)為點(diǎn)場強(qiáng)為2727kQkQ/4/4r r2 2. .A+QB+Q例題例題：2274kQr習(xí)習(xí) 題題例：例： 如圖所示，點(diǎn)電荷如圖所示，點(diǎn)電荷q與與9q靜止于真空中，相距靜止于真空中，相距r，它，它們均為正電荷，求：們均為正電荷，求：（1）連線中點(diǎn)）連線中點(diǎn)A的場強(qiáng)的場強(qiáng)EA；（2）求場強(qiáng)為）求場強(qiáng)為0的點(diǎn)位置。的點(diǎn)位置。答案：答案：（1）EA=8kq2/r2 （2）離）離q距

9、離為距離為r/4rq9qA電電 場場 線線 奎寧的針奎寧的針狀結(jié)晶或頭發(fā)狀結(jié)晶或頭發(fā)屑懸浮在蓖麻屑懸浮在蓖麻油里。油里。 把奎寧的針狀結(jié)晶把奎寧的針狀結(jié)晶或頭發(fā)屑懸浮在蓖麻油或頭發(fā)屑懸浮在蓖麻油里，再放入電場中，這里，再放入電場中，這時(shí)可以發(fā)現(xiàn)微屑按場強(qiáng)時(shí)可以發(fā)現(xiàn)微屑按場強(qiáng)的方向排列起來。的方向排列起來。 點(diǎn)點(diǎn)電電荷荷同同種種點(diǎn)點(diǎn)電電荷荷異異種種點(diǎn)點(diǎn)電電荷荷請(qǐng)看仔細(xì)了!請(qǐng)看仔請(qǐng)看仔細(xì)了細(xì)了!正點(diǎn)電荷的電場線正點(diǎn)電荷的電場線負(fù)點(diǎn)電荷的電場線負(fù)點(diǎn)電荷的電場線等量等量同號(hào)同號(hào)正正點(diǎn)電荷電場點(diǎn)電荷電場的電場線的電場線等量等量異號(hào)異號(hào)點(diǎn)電點(diǎn)電荷電場的電場荷電場的電場線線勻強(qiáng)電場的勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)處處相場強(qiáng)

10、處處相等等 勻強(qiáng)電場勻強(qiáng)電場的電場線是互的電場線是互相相平行的平行的、等等間距間距的的直線直線一、電場線一、電場線 電場線是用來形象地描述電電場線是用來形象地描述電場強(qiáng)弱與方向特性的一簇場強(qiáng)弱與方向特性的一簇線線。電。電場線上每一點(diǎn)的場線上每一點(diǎn)的切線方向切線方向，都和，都和該點(diǎn)的該點(diǎn)的場強(qiáng)方向場強(qiáng)方向一致。一致。二、電場線的特征二、電場線的特征1 1、電場線、電場線密密的地方場強(qiáng)的地方場強(qiáng)大大，電場線，電場線疏疏的地方的地方場強(qiáng)場強(qiáng)小小2 2、靜電場的電場線起于正電荷止于負(fù)電荷，、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（或孤立的正電荷（或負(fù)電荷）的電場線止于

11、（或起于）無窮遠(yuǎn)處點(diǎn)起于）無窮遠(yuǎn)處點(diǎn)3 3、電場線不會(huì)相交，也不會(huì)相切、電場線不會(huì)相交，也不會(huì)相切4 4、電場線是、電場線是假想假想的，實(shí)際電場中并不存在的，實(shí)際電場中并不存在5 5、電場線不是閉合曲線，且與帶電粒子在電、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)系場中的運(yùn)動(dòng)軌跡之間沒有必然聯(lián)系特點(diǎn)：特點(diǎn)：a a、離點(diǎn)電荷越近，電場線越密，場強(qiáng)越大、離點(diǎn)電荷越近，電場線越密，場強(qiáng)越大b b、以點(diǎn)電荷為球心作個(gè)球面，電場線處處、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)大小處處相與球面垂直，在此球面上場強(qiáng)大小處處相等，方向不同。等，方向不同。三、幾種常見電

12、場中電場線的分布及特三、幾種常見電場中電場線的分布及特點(diǎn)點(diǎn) 1 1、正、負(fù)點(diǎn)電荷的電場中電場線的分布、正、負(fù)點(diǎn)電荷的電場中電場線的分布特點(diǎn)：特點(diǎn)：a a、沿點(diǎn)電荷的、沿點(diǎn)電荷的連線，場強(qiáng)先連線，場強(qiáng)先變小后變大變小后變大b b、兩點(diǎn)電荷連線中垂面（中垂線）上，、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）場強(qiáng)方向均相同，且總與中垂面（中垂線）垂直垂直2 2、等量異種點(diǎn)電荷形成的電場中的電、等量異種點(diǎn)電荷形成的電場中的電場線分布場線分布c c、在中垂面（中垂線）上，與兩點(diǎn)電荷連、在中垂面（中垂線）上，與兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)線的中點(diǎn)0 0等距離各點(diǎn)場強(qiáng)相等。等距離各點(diǎn)場強(qiáng)相

13、等。3 3、等量同種點(diǎn)電荷形成的電場中電場中電、等量同種點(diǎn)電荷形成的電場中電場中電場線分布情況場線分布情況特點(diǎn)：特點(diǎn)：a a、兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)、兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)OO處場強(qiáng)為處場強(qiáng)為0 0b b、兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)附近的電場線非常、兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)附近的電場線非常稀稀 疏，但場強(qiáng)并不為疏，但場強(qiáng)并不為0 0c c、兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)到無限遠(yuǎn)電場線、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先變密后變疏4 4、勻強(qiáng)電場、勻強(qiáng)電場特點(diǎn)：特點(diǎn)：a a、勻強(qiáng)電場是大小和方向都相同的電場，、勻強(qiáng)電場是大小和方向都相同的電場，故勻強(qiáng)電場的電場線是故勻強(qiáng)電場的電場線是平行等距平行等距的直線的直線b b、電場線

14、的疏密反映場強(qiáng)大小，電場方、電場線的疏密反映場強(qiáng)大小，電場方向與電場線平行向與電場線平行例例1 1：如圖，是靜電場的一部分電場線的：如圖，是靜電場的一部分電場線的分布，下列說法正確的是：（分布，下列說法正確的是：（ ）A A、這個(gè)電場只能是負(fù)電荷的電場、這個(gè)電場只能是負(fù)電荷的電場B B、點(diǎn)電荷、點(diǎn)電荷q q在在A A、B B兩處受到的電場力兩處受到的電場力F FB BFFA AC C、點(diǎn)電荷、點(diǎn)電荷q q在在A A、B B兩處的加速度大小，兩處的加速度大小，a aA AaaB B （不計(jì)重力）（不計(jì)重力）D D、負(fù)電荷在、負(fù)電荷在B B點(diǎn)處受到的電場力方向沿點(diǎn)處受到的電場力方向沿B B點(diǎn)切線方

15、向點(diǎn)切線方向ABB例例2 2：如圖為一條電場線，下列說法正：如圖為一條電場線，下列說法正確的是：（確的是：（ ）A A、E EA A一定大于一定大于E EB BB B、因電場線是直線，所以是勻強(qiáng)電場，、因電場線是直線，所以是勻強(qiáng)電場，故故 E EA A=E=EB BC C、A A點(diǎn)電場方向一定由點(diǎn)電場方向一定由A A指向指向B BD D、ABAB兩點(diǎn)的場強(qiáng)方向不能確定兩點(diǎn)的場強(qiáng)方向不能確定ABC例例3 3：正檢驗(yàn)電荷：正檢驗(yàn)電荷q q在電場中在電場中P P點(diǎn)處開始向點(diǎn)處開始向QQ點(diǎn)作減速運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)的加速度值越來點(diǎn)作減速運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)的加速度值越來越?。ㄖ亓Σ挥?jì)），則可以確定它所處的越?。ㄖ亓Σ挥?jì)），則可以確定它所處的電場可能是：（電場可能是：（ ）ABCDPQPQPQPQC例例4 4：如圖：如圖a a所示，所示，A A、B B是一個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生是一個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場的電場線，如圖的