高二物理選修3-1第一章第三節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度ppt課件

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第三節(jié) 電場(chǎng)強(qiáng)度,1,Ｂ,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(wèn)題1,兩電荷間相互作用時(shí)不直接接觸，它們之間的相互作用也是通過(guò)別的物質(zhì)作用的，這就是電場(chǎng)。,2,,Ｂ,+,3,,Ａ,Ｂ,B電荷,,,,,+,+,+,+,4,一.電場(chǎng)：,2.基本性質(zhì)——電場(chǎng)的物質(zhì)性,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.,5,,思考：電場(chǎng)對(duì)電荷有力的作用，怎樣描述這種作用呢？,,＋q,,FA,＋q,,FB,,場(chǎng)源電荷：產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷,試探電荷（或稱為檢驗(yàn)電荷）：用來(lái)檢驗(yàn)電場(chǎng)是否存在及其強(qiáng)弱分布情況的電荷,＋Q,注意：試探電荷的電荷量和尺寸必須充分小，對(duì)場(chǎng)源電荷的電荷分布及其產(chǎn)生的電場(chǎng)沒(méi)有明顯的影響．,6,如圖所示，在場(chǎng)電荷Q 形成的電場(chǎng)中A 點(diǎn)，分別放一檢驗(yàn)電荷+q , +2q , +3q ，分別計(jì)算檢驗(yàn)電荷所受的電場(chǎng)力大小和F / q 的比值。,,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：電場(chǎng)中的同一點(diǎn)，不同電荷所受力不同，但比值F/q是一定的。 結(jié)論: F/q能反映電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)力的性質(zhì)——電場(chǎng)的強(qiáng)弱。,7,二.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.物理意義：場(chǎng)強(qiáng)反映電場(chǎng)的力的性質(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),4.方向：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，規(guī)定其方向與正電荷在該點(diǎn)的受力方向相同。,2.定義式：,8,+Q,,+q,,F,,E,+Q,,-q,,F,,E,根據(jù)規(guī)定：負(fù)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的方向跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相反。,6.場(chǎng)強(qiáng)的矢量性：,-Q,,,+q,F,,E,-Q,,,-q,,E,F,物理學(xué)中規(guī)定，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向跟正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同．,9,例1.設(shè)：試探電荷的電荷量q=+5.0×10-9C，測(cè)得它在電場(chǎng)中的A點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為F=3.0×10-4N， 求：A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是多大？,如果改用電荷量為q=-6.0×10-9C的試探電荷，來(lái)確定該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，場(chǎng)強(qiáng)會(huì)不會(huì)改變？,如果A點(diǎn)未放試探電荷，則A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為多少？方向呢？,10,,,+Q,,A,r,一點(diǎn)正點(diǎn)電荷的電荷量為Q，在距此點(diǎn)電荷r處的A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是多少？方向如何？,設(shè)想在A點(diǎn)放一個(gè)電荷量為+q的試探電荷，則它所受到的電場(chǎng)力為,則該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為,Q是場(chǎng)源電荷的電量， r是場(chǎng)中某點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離,真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度,真空中點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)是由產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)源電荷和該點(diǎn)距場(chǎng)源電荷的距離決定的，與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)．,,11,三.真空中點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng),,,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,12,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,13,僅指電荷在電場(chǎng)中的受力,是反映電場(chǎng)本身的力的性質(zhì)的物 理量，其大小表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱,定義式：,計(jì)算式：,E的大小只決定于電場(chǎng)本身，與電荷q無(wú)關(guān),F的大小由放在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷q和該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E共同決定,E是矢量，其方向與正電荷 (+q)在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的方向相同,F是矢量，其方向?qū)τ谡姾?+q),F與E同向；對(duì)于負(fù)電荷(-q),F與E反向,E的單位：,F的單位：,E=F/q,F=qE,牛/庫(kù) (N/C),牛 (N),14,例2.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(méi)有試探電荷，則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零。 C.P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。 D.P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,15,練習(xí)1.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,B,16,練習(xí)2.對(duì)于點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是（ ） A.電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式仍成立，即E=F/Q，式中的Q就是產(chǎn)生電場(chǎng)的點(diǎn)電荷 B.在真空中，電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式為E=KQ/r2，式中的Q就是產(chǎn)生電場(chǎng)的點(diǎn)電荷 C.在真空中E=kq/r2，式中q是檢驗(yàn)電荷 D.上述說(shuō)法都不對(duì),B,17,思考題：真空中兩個(gè)正點(diǎn)電荷A、B所帶電量皆為Q，且相距為r,則距離A為r/3處的P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為多少？,,,,A,B,,+Q,+Q,,,P,EA,EB,解：A、B都在P點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)，且兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)方向相反。,,四.電場(chǎng)的疊加,18,電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，合成應(yīng)遵循平行四邊形法則,,,電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加,,,19,練習(xí)3.如圖所示，三個(gè)完全相同的的金屬小球 a、b、c位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，a和c帶正電，a所帶電量的大小比b小。已知c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段的一條來(lái)表示，它應(yīng)是（ ） A. F1 B. F2 C. F3 D. F4,D,20,,五.電場(chǎng)線,1.定義：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。,21,2.電場(chǎng)線的特征,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) 電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱，電場(chǎng)線密的地方場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)，電場(chǎng)線疏的地方場(chǎng)強(qiáng)弱 電場(chǎng)線是假想的，實(shí)際電場(chǎng)中并不存在 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(méi)有必然聯(lián)系 電場(chǎng)線不會(huì)相交，也不會(huì)相切,22,如果相交，交點(diǎn)就會(huì)有兩個(gè)切線方向，而同一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和方向是唯一的。,23,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.,3.幾種常見(jiàn)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,24,特點(diǎn)：,②等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的電場(chǎng)線分布,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. 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.,25,③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0. b.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0. c.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.,26,④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.,27,例3.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FBFA C.點(diǎn)電荷q在A、B兩處的加速度大小，aAa（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,28,練習(xí)4.如圖為一條電場(chǎng)線，下列說(shuō)法正確的是（ ） A.EA一定大于EB B.因電場(chǎng)線是直線，所以是勻強(qiáng)電場(chǎng)，故EA=EB C.A點(diǎn)電場(chǎng)方向一定由A指向B D.AB兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向不能確定,,,,A,B,C,29,練習(xí)5.正檢驗(yàn)電荷q在電場(chǎng)中P點(diǎn)處開(kāi)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?。ㄖ亓Σ挥?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,30,,1.兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)電場(chǎng)線方向從正電荷指向負(fù)電荷,2.兩點(diǎn)電荷連線的中垂面（中垂線）上，電場(chǎng)線方向均相同，場(chǎng)強(qiáng)方向均相同，且總與中垂面（線）垂直，在中垂線上到兩點(diǎn)電荷中點(diǎn)O點(diǎn)等距離處各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等。,等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度,31,,3.在中垂面（線）上的電荷受到的電場(chǎng)力的方向總與中垂面（線）垂直，因此，在中垂面（線）上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功。,等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度,32,,,等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度,1.兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處場(chǎng)強(qiáng)為零,2.兩點(diǎn)電荷連線中垂面（線）上，場(chǎng)強(qiáng)方向總沿面（線）遠(yuǎn)離 O（等量正電荷）,3.在中垂面（線）上從O點(diǎn)到無(wú)窮遠(yuǎn)，電場(chǎng)線先變密后變疏，即場(chǎng)強(qiáng)先變強(qiáng)后變?nèi)酢?33,,,,a,b,A,B,a,B,圖a,圖b,34,思考：有同學(xué)說(shuō),電場(chǎng)線就是帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡.這一說(shuō)法對(duì)嗎?為什么?,結(jié)論:電場(chǎng)線與帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡之間沒(méi)有必然聯(lián)系.,不對(duì).因?yàn)殡妶?chǎng)線是為了形象描述電場(chǎng)而引入的一組曲線.只有下述條件同時(shí)成立—— ①電場(chǎng)線是直線; ②帶電粒子初速為零或速度與電場(chǎng)線共線; ③帶電粒子僅受電場(chǎng)力作用,帶電粒子才沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng).,35,課堂小結(jié),36,謝謝大家,37,