人教版高中物理选修3-1第一章13电场强度(共27张PPT).ppt

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1、电场强度电场强度知识回顾知识回顾:点电荷:理想化的模型,实际带电体的点电荷:理想化的模型,实际带电体的大小相对间距很小,或对所研究的问题大小相对间距很小,或对所研究的问题影响很小可忽略不计时,可视为带电的影响很小可忽略不计时,可视为带电的几何点,即点电荷几何点,即点电荷(1)条件:真空)条件:真空 点电荷点电荷1。什么是点电荷?。什么是点电荷?2。库仑定律条件、内容、公式是什么?。库仑定律条件、内容、公式是什么?(2)内容:真空中两个点电荷之间相互作用)内容:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二们的距离的二 次

2、方成反比,作用力的方向在它次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。们的连线上。221rqkqF (3)公式:)公式:3。在我们学习的力当中,哪些是接触力。在我们学习的力当中,哪些是接触力?哪哪些是非接触力?些是非接触力?接触力:弹力、摩擦力、浮力等等。接触力:弹力、摩擦力、浮力等等。非接触力:重力、磁铁之间的排斥力和吸非接触力:重力、磁铁之间的排斥力和吸引力等等。引力等等。磁场磁场重力场重力场两电荷不直接接触,它们之间的两电荷不直接接触,它们之间的相互作用是怎样产生的相互作用是怎样产生的? ?法拉第提出法拉第提出“场场”概念概念 英国物理学家英国物理学家 法拉第法拉第(1791-1867179

3、1-1867) 电荷之间通过电荷之间通过电场电场发生相互发生相互作用作用只要有电荷存在,只要有电荷存在,周围都存在电场周围都存在电场电电 场场物质存物质存在的两在的两种形式种形式 实体实体 :由分子组成,看得见,摸得着由分子组成,看得见,摸得着 场场:看不见,摸不着,不以人的看不见,摸不着,不以人的感官意识为转移的客观存在。感官意识为转移的客观存在。2 . 电场的基本性质:电场的基本性质:对放入其中的电荷有力对放入其中的电荷有力的的作用。这种力叫做作用。这种力叫做电场力。电场力。(反映了电场的力(反映了电场的力的性质)的性质)场场物质也具有物质也具有质量质量、动量动量和和能量能量F电场电场电场

4、电场电场电场电场电场F电荷电荷A电荷电荷BQ1Q2r请用场的观点分析电荷请用场的观点分析电荷A和和B间的相互作用间的相互作用 说明:同一说明:同一电场中电场中不同位置对不同位置对同一小球同一小球作用力不同作用力不同。可见:电场有强弱之分。可见:电场有强弱之分。怎样描述电场的强弱?怎样描述电场的强弱?1、场电荷、场电荷2、试探电荷、试探电荷必须具备条件:(必须具备条件:(1)体积足够小(点电荷);)体积足够小(点电荷); (2)电量足够小,使得当将试)电量足够小,使得当将试探电荷引入电场中时探电荷引入电场中时不改变场电荷不改变场电荷的分布。的分布。产生电场的电荷。产生电场的电荷。+Q QF与与q

5、的的比值比值不随试探电荷电量变化不随试探电荷电量变化 ,只与,只与场电荷电场电荷电量量Q和场中位置和场中位置r 有关,反映了电场的特性。有关,反映了电场的特性。2332211rkQqFqFqF F1= 21rkQqF2= 22rkQqF3=23rkQqA+Q实验表明:实验表明:在电场中的同一点,在电场中的同一点,比值比值F/q是恒定的是恒定的在电场中不同的点,在电场中不同的点,比值比值F/q一般是不同的。一般是不同的。电场强度电场强度 a.定义:放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它定义:放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫该点的电场强度,简称场强。的电量的比值叫该点的电场强度

6、,简称场强。b.定义式:定义式: E= qFc.物理意义:物理意义:反映电场力的性质,电场中某点的电场反映电场力的性质,电场中某点的电场强度数值上等于单位正电荷在那里所受强度数值上等于单位正电荷在那里所受的电场力。的电场力。 e e电场强度是矢量电场强度是矢量( (可适用于任意电场可适用于任意电场) ) d单位:单位:+Q+qAFAEA+Q-qAFAEA根据规定:负电荷在电场中某点受到的电场力根据规定:负电荷在电场中某点受到的电场力的方向跟该点的场强方向相反。的方向跟该点的场强方向相反。电场强度既有大小又有电场强度既有大小又有方向方向4.真空中点电荷的场强真空中点电荷的场强决定式:决定式:2r

7、QkE Q:场源电荷:场源电荷r:电场中点到:电场中点到Q的距离的距离只适用于真空中点电荷只适用于真空中点电荷方向:方向:正电荷正电荷背离背离负电荷负电荷指向指向区别区别2rQkE E=F/q定义式定义式决定式决定式任何电场任何电场真空中点电荷电场真空中点电荷电场大小与大小与q(为试探电荷为试探电荷) 的正负、大的正负、大 小以及有无均无关小以及有无均无关由由场源电荷场源电荷Q及该点及该点 到到Q的距离的距离r决定决定四四. .电场强度的叠加原理电场强度的叠加原理电场中任何一点的总场强等于各个点电荷在该点各自电场中任何一点的总场强等于各个点电荷在该点各自产生的场强的矢量和。这就是产生的场强的矢

8、量和。这就是场强叠加原理场强叠加原理。Q1Q2AE1E2EA只要有电荷存在,在其周围就一定存在电场只要有电荷存在,在其周围就一定存在电场B电场是一种物质,它与其他物质不一样,是不依赖于电场是一种物质,它与其他物质不一样,是不依赖于 我们的感觉而客观存在的东西我们的感觉而客观存在的东西E电场只能存在于真空和空气中,不可能存在于导体之中电场只能存在于真空和空气中,不可能存在于导体之中1关于电场,下列说法中正确的是(关于电场,下列说法中正确的是( )F电场和由分子、原子组成的物质一样,都有质量、体积、电场和由分子、原子组成的物质一样,都有质量、体积、 能量、动量和温度能量、动量和温度D两电荷间通过电

9、场发生的作用满足牛顿第三定律两电荷间通过电场发生的作用满足牛顿第三定律C电荷间的相互作用是通过电场而发生的,电场最基本的性质电荷间的相互作用是通过电场而发生的,电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用是对处在它里面的电荷有力的作用ABCDE.正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强度大正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强度大2关于电场强度,下列说法中正确的是(关于电场强度,下列说法中正确的是( )A电场强度反映了电场的力的性质,因此电场中某点的场强与电场强度反映了电场的力的性质,因此电场中某点的场强与 试探电荷在该点所受的电场力成正比试探电荷在该点所受的电场力成正比D公式公式E=F/

10、q和和E=kQ/r2对于任何静电场都适用对于任何静电场都适用C电场中某点的场强方向就是试探电荷在该点的受力方向电场中某点的场强方向就是试探电荷在该点的受力方向B电场中某点的场强等于电场中某点的场强等于F/q,但与试探电荷的受力大小及带电,但与试探电荷的受力大小及带电量无关量无关F.电荷在电场中某点所受电场力很大,则该点电场一定很强电荷在电场中某点所受电场力很大,则该点电场一定很强BB在电场某点如果没有检验电荷,则电场力为零,电场强度在电场某点如果没有检验电荷,则电场力为零,电场强度也为零也为零E.若放在若放在P点电荷的电量减半,则点电荷的电量减半,则P点的场强减半点的场强减半3关于电场力和电场

11、强度,以下说法正确的是关于电场力和电场强度,以下说法正确的是( ( )A一点电荷分别处于电场中的一点电荷分别处于电场中的A、B两点,电荷受到的电场力两点,电荷受到的电场力大则场强大大则场强大F.P点的场强越大,则同一电荷在点的场强越大,则同一电荷在P点所受电场力越大点所受电场力越大D一检验电荷在以一个点电荷为球心,半径为一检验电荷在以一个点电荷为球心,半径为r的球面上各点的球面上各点所受电场力相同所受电场力相同 C电场中某点场强为零,则检验电荷在该点受到的电场力为零电场中某点场强为零,则检验电荷在该点受到的电场力为零ACF4在真空中在真空中O点放一个点电荷点放一个点电荷Q=1.010-9C,直

12、,直线线MN过过O点,点,OM=30cm,M点放有一个点电荷点放有一个点电荷q=-1.010-10C,如图所示求:,如图所示求:(1)q在在M点所受的电场力点所受的电场力(2)M点的场强点的场强(3)拿走)拿走q后后M点的场强点的场强(4)比较在)比较在M点和点和N点的场强大小和方向点的场强大小和方向 5在电场中的在电场中的A、B两处分别引入不同的试探电两处分别引入不同的试探电荷荷q,得到试探电荷所受的电场力随电荷量变化的,得到试探电荷所受的电场力随电荷量变化的关系如图所示,则(关系如图所示,则( )AEA EB BEA EB CEA= EB D不能判定不能判定EA、 EB的大小的大小A6.6

13、.真空中有两个等量异号的点电荷,电量均为真空中有两个等量异号的点电荷,电量均为q,相距相距r,在它们连线的中点处,电场强度的大小和,在它们连线的中点处,电场强度的大小和方向是(方向是( )A2kq/r2,指向正电荷,指向正电荷B2kq/r2,指向负电荷,指向负电荷C8kq/r2,指向正电荷,指向正电荷D8kq/r2,指向负电荷,指向负电荷B7在两个点电荷连线之间的某一点场强为零,在两个点电荷连线之间的某一点场强为零,则可判定(则可判定( )A两点电荷一定是同种电荷两点电荷一定是同种电荷B两点电荷一定是异种电荷两点电荷一定是异种电荷C两点电荷一定是带相等的电量两点电荷一定是带相等的电量D将一个点

14、电荷放到该点时所受电场力为零将一个点电荷放到该点时所受电场力为零 AD8.8.如图所示,半径为如图所示,半径为r的硬橡胶圆环,其上带有均的硬橡胶圆环,其上带有均匀分布的正电荷,单位长度上的带电量为匀分布的正电荷,单位长度上的带电量为q,现在,现在其环上截去一小段弧其环上截去一小段弧AB,AB=L,且,且Lr,求在,求在圆环中心圆环中心O处的电场强度处的电场强度9.9.在场强为在场强为E、方向竖直向下的匀强电场中,有、方向竖直向下的匀强电场中,有两个质量均为两个质量均为 m的带电小球,电量分别为的带电小球,电量分别为2q和和q两小球用长为两小球用长为 l的绝缘细线相连,另用绝缘的绝缘细线相连,另

15、用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于细线系住带正电的小球悬挂于O点而处于平衡状态,点而处于平衡状态,如图所示重力加速度为如图所示重力加速度为g细线对悬点细线对悬点O的作用的作用力等于力等于_10质量为质量为m的小球带电量的小球带电量q,用绝缘的细线悬挂,用绝缘的细线悬挂于电场中,平衡时悬线与铅垂线间的夹角为于电场中,平衡时悬线与铅垂线间的夹角为 ,求,求小球所处位置的电场强度至少为多大小球所处位置的电场强度至少为多大? ?11在等量同种点电荷连线的中垂线上有在等量同种点电荷连线的中垂线上有A、B两两点,如图所示,下列结论正确的是()点,如图所示,下列结论正确的是()AEAEB,方向相同,方向相同B

16、EA不可能等于不可能等于EB,且方向相反,且方向相反CEA和和EB大小不可能相等,但方向相同大小不可能相等,但方向相同DEA和和EB有可能大小相等,方向相同有可能大小相等,方向相同 12. 如图,质量均为如图,质量均为m的三个带电小球的三个带电小球A、B、C,放置在光,放置在光滑的绝缘水平面上,彼此相隔的距离为滑的绝缘水平面上,彼此相隔的距离为L,(,(L比球半径比球半径r大大的多),的多),B球带电量为球带电量为QB=-3q,A球带电量为球带电量为QA=6q,若在若在C上加一水平向右的恒力上加一水平向右的恒力F,要使,要使A、B、C三球始终保持三球始终保持L的的间距运动,求(间距运动,求(1)F的大小?(的大小?(2)C球所带电量为多少?球所带电量为多少?带何种电荷?带何种电荷?ACB-6q-3qQC关键词语是什么关键词语是什么?它们能都处于静止它们能都处于静止状态状态? 为什么为什么?它们什么相同它们什么相同?要确定要确定C带什么电带什么电?先研究谁先研究谁?ACB-6q-3qQC+a对整体对整体对整体对整体:maF3 a对对A A对对A:maLQQKLQQKACAB 22)2(a对对B对对B:maLQQKLQQKABCB 22)(QC=+8qF=18Kq2/L2

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