高二物理課件 1.3 《電場(chǎng)強(qiáng)度》 7（人教選修3-1）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 1 3電場(chǎng)強(qiáng)度 兩電荷不直接接觸 它們之間的相互作用是怎樣產(chǎn)生的 問題1 猜一猜 法拉第提出電荷周圍存在電場(chǎng) 電場(chǎng)的基本性質(zhì)是 它對(duì)放入的電荷產(chǎn)生力的作用 這種力叫電場(chǎng)力 磁體與磁體間的相互作用是通過(guò)發(fā)生的 磁場(chǎng) 問題1兩電荷間的相互作用怎樣產(chǎn)生的 一 電場(chǎng) 2 基本性質(zhì) 對(duì)放入其中的電荷有力的作用 這種力叫電場(chǎng)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(guò)電場(chǎng)發(fā)生 用什么可以檢驗(yàn)空間存在看不見又摸不著的電場(chǎng) 檢驗(yàn)電荷 試探電荷 用來(lái)檢驗(yàn)電場(chǎng)的電量很小 不影響原電場(chǎng) 體積很小 可以當(dāng)作質(zhì)點(diǎn) 的電荷 場(chǎng)源電荷 產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷 結(jié)論 F q能反映電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)的力的性質(zhì) 電場(chǎng)的強(qiáng)弱 2 電場(chǎng)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(chǎng)中的同一點(diǎn) 不同電荷所受力不同 比值F q是一定的 問題2 二 電場(chǎng)強(qiáng)度 1 定義 放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的電場(chǎng)力F跟它的電荷量q的比值 叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng) 5 理解 場(chǎng)強(qiáng)反映電場(chǎng)力的性質(zhì) 由電場(chǎng)本身決定 與放入的試探電荷無(wú)關(guān) 3 單位 牛 庫(kù) N C 伏 米 V m 1伏 米 1牛 庫(kù) 4 方向 規(guī)定與正電荷在該點(diǎn)的受力方向相同 2 定義式 練習(xí) 在電場(chǎng)中A處放點(diǎn)電荷 q 其受電場(chǎng)力為F 方向向左 則A處場(chǎng)強(qiáng)大小 方向?yàn)?若將A處放點(diǎn)電荷為 2q 則該處電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 方向?yàn)?向左 向左 三 真空中點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng) 由庫(kù)侖定律和場(chǎng)強(qiáng)的定義式推導(dǎo) 1 大小 2 場(chǎng)強(qiáng)方向 正點(diǎn)電荷電場(chǎng)方向背離電荷負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)方向指向電荷 定義式 適用于一切電場(chǎng) 僅對(duì)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)適用 q是檢驗(yàn)電荷 E與q無(wú)關(guān) Q是場(chǎng)源電荷 E與Q成正比 1 電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量 合成應(yīng)遵循平行四邊形法則 四 電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加 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(chǎng) 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(chǎng)相同 五 電場(chǎng)力 正電荷的電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同 F qE 負(fù)電荷的電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反 1 電場(chǎng) 1 產(chǎn)生 帶電體在其周圍空間存在電場(chǎng) 2 性質(zhì) 對(duì)處在場(chǎng)中的電荷有電場(chǎng)力的作用 2 電場(chǎng)強(qiáng)度 描述電場(chǎng)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(chǎng)力方向相同 4 電場(chǎng)中某一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān) 5 真空中點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式 3 場(chǎng)強(qiáng)的疊加 矢量求和 小結(jié) 1 電場(chǎng)中有一點(diǎn)P 下列哪些說(shuō)法正確的是 A若放在P點(diǎn)的試探電荷的電量減半 則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)減半 B若P點(diǎn)沒有試探電荷 則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零 CP點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)越大 則同一電荷在P點(diǎn)受到的電場(chǎng)力越大 DP點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)樵囂诫姾稍谠擖c(diǎn)的受力方向 C 課堂訓(xùn)練 2 真空中有一電場(chǎng) 在電場(chǎng)中的P點(diǎn)放一電量為4 10 9C的試探電荷 它受到的電場(chǎng)力2 10 5N 則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)度N C 把試探電荷的電量減少為2 10 9C 則檢驗(yàn)電荷所受的電場(chǎng)力為N 如果把這個(gè)試探電荷取走 則P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為N C 5 103 1 10 5 5 103 課堂訓(xùn)練 3 關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度 下列說(shuō)法正確的是 A E F q 若q減半 則該處的場(chǎng)強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的2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(chǎng)強(qiáng)均相同D 電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向就是該點(diǎn)所放電荷受到的電場(chǎng)力的方向 課堂訓(xùn)練 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(chǎng)強(qiáng)大小 方向如何 4 5 103N C 方向由D指向A 課堂訓(xùn)練 4 思考題 場(chǎng)是物理學(xué)中的重要概念 除了電場(chǎng)和磁場(chǎng) 還有引力場(chǎng) 物體之間的萬(wàn)有引力就是通過(guò)引力場(chǎng)發(fā)生作用的 地球附近的引力場(chǎng)叫做重力場(chǎng) 仿照電場(chǎng)強(qiáng)度的定義 你認(rèn)為應(yīng)該怎樣定義重力場(chǎng)的大小和方向 重力場(chǎng)的方向跟正電荷的電場(chǎng)相似 還是跟負(fù)電荷的電場(chǎng)相似 在重力場(chǎng)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(chǎng)的強(qiáng)弱 g F m GM地 r2重力場(chǎng)方向總是指向地心 所以重力場(chǎng)方向跟負(fù)電荷的電場(chǎng)相似 書14頁(yè)說(shuō)一說(shuō) 靜電平衡 電場(chǎng)線 一 電場(chǎng)線 電場(chǎng)線是用來(lái)形象地描述電場(chǎng)強(qiáng)弱與方向特性的一簇曲線 電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向 都和該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致 二 電場(chǎng)線的特征1 電場(chǎng)線密的地方場(chǎng)強(qiáng)大 電場(chǎng)線疏的地方場(chǎng)強(qiáng)小2 靜電場(chǎng)的電場(chǎng)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(chǎng)線止于 或起于 無(wú)窮遠(yuǎn)處點(diǎn) 3 電場(chǎng)線不會(huì)相交 也不會(huì)相切4 電場(chǎng)線是假想的 實(shí)際電場(chǎng)中并不存在5 電場(chǎng)線不是閉合曲線 且與帶電粒子在電場(chǎng)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(chǎng)線越密 場(chǎng)強(qiáng)越大b 以點(diǎn)電荷為球心作個(gè)球面 電場(chǎng)線處處與球面垂直 在此球面上場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等 方向不同 三 幾種常見電場(chǎng)中電場(chǎng)線的分布及特點(diǎn)1 正 負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中電場(chǎng)線的分布 特點(diǎn) a 沿點(diǎn)電荷的連線 場(chǎng)強(qiáng)先變小后變大 b 兩點(diǎn)電荷連線中垂面 中垂線 上 場(chǎng)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(chǎng)中的電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)相等 3 等量同種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中電場(chǎng)中電場(chǎng)線分布情況 特點(diǎn) a 兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處場(chǎng)強(qiáng)為0b 兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)附近的電場(chǎng)線非常稀疏 但場(chǎng)強(qiáng)并不為0c 兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)到無(wú)限遠(yuǎn)電場(chǎng)線先變密后變疏 4 勻強(qiáng)電場(chǎng) 特點(diǎn) a 勻強(qiáng)電場(chǎng)是大小和方向都相同的電場(chǎng) 故勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是平行等距的直線b 電場(chǎng)線的疏密反映場(chǎng)強(qiáng)大小 電場(chǎng)方向與電場(chǎng)線平行 例1 如圖 是靜電場(chǎng)的一部分電場(chǎng)線的分布 下列說(shuō)法正確的是 A 這個(gè)電場(chǎng)只能是負(fù)電荷的電場(chǎng)B 點(diǎn)電荷q在A B兩處受到的電場(chǎng)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(chǎng)力方向沿B點(diǎn)切線方向 A B B 例2 如圖為一條電場(chǎng)線 下列說(shuō)法正確的是 A EA一定大于EBB 因電場(chǎng)線是直線 所以是勻強(qiáng)電場(chǎng) 故EA EBC A點(diǎn)電場(chǎng)方向一定由A指向BD AB兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向不能確定 A B C 例3 正檢驗(yàn)電荷q在電場(chǎng)中P點(diǎn)處開始向Q點(diǎn)作減速運(yùn)動(dòng) 且運(yùn)動(dòng)的加速度值越來(lái)越小 重力不計(jì) 則可以確定它所處的電場(chǎng)可能是 A B C D P Q P Q P Q P Q C a b A B a B 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全