7.2電場(chǎng)強(qiáng)度 電場(chǎng)線

7.2電場(chǎng)強(qiáng)度

電場(chǎng)線舊識(shí)回顧

一、電荷及電荷守恒定律

二、庫(kù)侖定律

三、電場(chǎng)與電場(chǎng)力問(wèn)題情景：鴟吻是我國(guó)古代建筑的裝飾物,早在漢朝的時(shí)候就出現(xiàn)了。鴟吻一般立于屋脊正脊兩端,保持著與天空最近的距離,以便雷雨天氣引雷上身,所以又被稱為“古代避雷針”。它的設(shè)計(jì)原理是什么?一、電場(chǎng)強(qiáng)度二、點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)三、電場(chǎng)線四、勻強(qiáng)電場(chǎng)五、學(xué)以致用一、電場(chǎng)強(qiáng)度1.場(chǎng)源電荷：激發(fā)電場(chǎng)的電荷2.試探電荷：為研究場(chǎng)源電荷激發(fā)電場(chǎng)的性質(zhì),而在電場(chǎng)中引入的另一個(gè)點(diǎn)電荷稱為試探電荷。（該點(diǎn)電荷的電荷量必須足夠小,以致可以忽略其對(duì)電場(chǎng)的影響）問(wèn)題一：什么是電場(chǎng)？電場(chǎng)的性質(zhì)是什么？如何研究電場(chǎng)？一、電場(chǎng)強(qiáng)度問(wèn)題二：如何描述場(chǎng)源電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的強(qiáng)弱?同一試探電荷在不同位置受到的電場(chǎng)力大小不同電場(chǎng)中不同位置的電場(chǎng)強(qiáng)弱不同一、電場(chǎng)強(qiáng)度問(wèn)題三：是否可以直接用電場(chǎng)力來(lái)表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱？不同試探電荷在相同位置受到的電場(chǎng)力大小不同不可以直接用電場(chǎng)力表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱！一、電場(chǎng)強(qiáng)度尋找不變量+QqF+Q2q2F+Q3F3q實(shí)驗(yàn)表明:在電場(chǎng)中的同一位置,比值F/q是恒定的。一、電場(chǎng)強(qiáng)度1.定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷所受的電場(chǎng)力F與它的電荷量q的比值叫電場(chǎng)強(qiáng)度。

3.單位：牛每庫(kù)，符號(hào)N/C4.物理意義：反映電場(chǎng)強(qiáng)度的物理量，某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)值上等于單位正電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力。5.方向：物理學(xué)中規(guī)定，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向跟正電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向相同。比值定義法

一、電場(chǎng)強(qiáng)度例題：一個(gè)電荷量為2.0×10-8C的正電荷,在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受的電場(chǎng)力為3.0×10-4N,求該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。若將一電荷量為1.0×10-8C的負(fù)電荷置于該點(diǎn),該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是否變化?求它所受電場(chǎng)力的大小和方向。分析：已知電荷量和電場(chǎng)力,根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式,可以計(jì)算出電場(chǎng)強(qiáng)度的同一位置放入負(fù)電荷,電場(chǎng)強(qiáng)度不變。其電場(chǎng)力大小可由F=qE得出,方向可由負(fù)電荷的受力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相反判斷。一、電場(chǎng)強(qiáng)度解：根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式,有

E=F/q=3.0×10-4/2.0×10-8N/C=1.5×104N/C

該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小、方向與該處是否放電荷以及電荷的大小、正負(fù)均無(wú)關(guān),所以該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變。

負(fù)電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的大小為

F'=Eq'=1.5×104×1.0×10-8N=1.5×10-4N

方向與該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相反。二、點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)問(wèn)題一：最簡(jiǎn)單的場(chǎng)源電荷-點(diǎn)電荷周?chē)碾妶?chǎng)強(qiáng)度是怎樣的？研究思路：將試探電荷放入點(diǎn)電荷電場(chǎng)，研究點(diǎn)電荷電場(chǎng)的情況+QqF

1.大?。?.方向：如果點(diǎn)電荷是正電荷,P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向沿點(diǎn)電荷與P點(diǎn)的連線并背離點(diǎn)電荷；如果點(diǎn)電荷是負(fù)電荷,P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向沿點(diǎn)電荷與P點(diǎn)的連線并指向點(diǎn)電荷。二、點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)問(wèn)題二：兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)公式的異同點(diǎn)？適用范圍一切電場(chǎng)點(diǎn)電荷電場(chǎng)物理意義給出了一種量度電場(chǎng)強(qiáng)弱的方法指明了點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)大小的決定因素物理量關(guān)系E與F、q無(wú)關(guān)E與Q、r有關(guān)二、點(diǎn)電荷d的場(chǎng)強(qiáng)例題：在點(diǎn)電荷A的電場(chǎng)中,距A為30cm的P點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)E=2.0×104N/C,E的方向指向A。(1)求點(diǎn)電荷A的電荷量大小Q及電荷種類(lèi);(2)在P點(diǎn)處放一電荷量為q=-2.0×10-8C的點(diǎn)電荷B,求其所受電場(chǎng)力的大小和方向。分析：根據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式,可以計(jì)算出點(diǎn)電荷A的電荷量,根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)方向,可以判斷點(diǎn)電荷A的種類(lèi)。在同一位置放入不同電荷,電場(chǎng)強(qiáng)度不變,根據(jù)F=qE,可求出電場(chǎng)力的大小;根據(jù)負(fù)電荷的受力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反,可判斷電場(chǎng)力的方向。二、點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)解：(1)由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式,有

E的方向指向A,說(shuō)明A是負(fù)電荷。(2)B所受電場(chǎng)力的大小為

F'的方向與E的方向相反。三、電場(chǎng)線問(wèn)題一：電場(chǎng)看不見(jiàn)、摸不著,除了用公式表示外，能不能更形象地描述呢?法拉第采用了一個(gè)簡(jiǎn)潔的方法來(lái)描述電場(chǎng)，那就是電場(chǎng)線。電場(chǎng)線：為了形象地描繪電場(chǎng),在電場(chǎng)中畫(huà)出一系列假想的曲線,使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都與該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致,這樣的曲線就稱為電場(chǎng)線。三、電場(chǎng)線問(wèn)題二：特殊電場(chǎng)的電場(chǎng)線是樣的呢？三、電場(chǎng)線點(diǎn)電荷電場(chǎng)線點(diǎn)兩個(gè)等量點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線三、電場(chǎng)線靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線特點(diǎn)：（1）電場(chǎng)線總是從正電荷或無(wú)限遠(yuǎn)處出發(fā),終止于無(wú)限遠(yuǎn)處或負(fù)電荷,電場(chǎng)線不閉合、不相交；（2）電場(chǎng)強(qiáng)的地方電場(chǎng)線密集,電場(chǎng)弱的地方電場(chǎng)線稀疏。四、勻強(qiáng)電場(chǎng)1.定義：如果各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向都相同,這個(gè)區(qū)域的電場(chǎng)就稱為勻強(qiáng)電場(chǎng)。2.特點(diǎn)：勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是間距相等的平行直線五、學(xué)以致用1.（多選題）電場(chǎng)很抽象，如果能用圖形把電場(chǎng)中各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向形象地表示出來(lái)，將有助于對(duì)電場(chǎng)的認(rèn)識(shí)。英國(guó)物理學(xué)家法拉第提出了用電場(chǎng)線來(lái)表示電場(chǎng)的方法。如圖是某靜電場(chǎng)的一部分電場(chǎng)線的分布情況，下列說(shuō)法中正確的是（）Ａ．這個(gè)電場(chǎng)可能是負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)Ｂ．Ａ點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于Ｂ點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)Ｃ．Ａ、Ｂ兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向不相同Ｄ．負(fù)電荷在Ｂ點(diǎn)處受到的電場(chǎng)力的方向是沿Ｂ點(diǎn)的切線方向五、學(xué)以致用2.在電場(chǎng)中某點(diǎn)放入電荷量為2.０×１０－８Ｃ的試探電荷，受到的電場(chǎng)力為３.０×１０－３Ｎ，這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是多少？如果將電荷量為－４.０×１０－８Ｃ的試探電荷放在該點(diǎn)，受到的電場(chǎng)力是多少？五、學(xué)以致用3.如圖所示，在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電