資源簡(jiǎn)介

(共30張PPT)
第一章 靜電力與電場(chǎng)強(qiáng)度
第3節(jié) 電場(chǎng)與電場(chǎng)強(qiáng)度
相隔一定距離的電荷間可以發(fā)生力的作用。電荷間的相互作用是通過什么發(fā)生的？
通過起電機(jī)使人體帶電，人的頭發(fā)會(huì)豎起并散開。為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象？
1.知道電荷間的相互作用是通過電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的。知道場(chǎng)是物質(zhì)存在的形式之一。
2.理解電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式、單位和方向。
3.會(huì)用電場(chǎng)線描述電場(chǎng)。了解幾種典型場(chǎng)的電場(chǎng)線。
01 電場(chǎng)及電場(chǎng)力
19世紀(jì)30年代，英國(guó)科學(xué)家法拉第提出：在電荷的周圍存在著由它產(chǎn)生的電場(chǎng)（electric field)。
法拉第
B
A
F
處在電場(chǎng)中的其他電荷受到的作用力就是這個(gè)電場(chǎng)給予的。
B
A
F
F
產(chǎn)生
施力于
電場(chǎng)B
施力于
產(chǎn)生
電場(chǎng)A
電荷A
電荷B
電場(chǎng)對(duì)場(chǎng)中的其它電荷產(chǎn)生力的作用
兩正電荷相互作用的示意圖
1.電場(chǎng)的定義：
電荷周圍客觀存在的一種特殊物質(zhì)。
物質(zhì)存在的兩種形式
實(shí)體 :由分子組成，看得見，摸得著
場(chǎng):看不見，摸不著，不以人的感官意識(shí)為轉(zhuǎn)移的客觀存在。
由靜止的電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)叫靜電場(chǎng)。
2.靜電場(chǎng)：
3.基本性質(zhì)：
對(duì)放入其中的電荷有力的作用，即電場(chǎng)力。
電荷A
電荷B
電場(chǎng)
A對(duì)B的作用力，就是A的電場(chǎng)對(duì)B的作用力
B對(duì)A的作用力，就是B的電場(chǎng)對(duì)A的作用力
產(chǎn)生
作用于
產(chǎn)生
作用于
只要是帶電體，周圍都可以產(chǎn)生電場(chǎng)。電場(chǎng)對(duì)于電荷的作用實(shí)際是電場(chǎng)與電場(chǎng)的相互作用。
02 電場(chǎng)強(qiáng)度
1.場(chǎng)源電荷與試探電荷
（1）場(chǎng)源電荷：激發(fā)電場(chǎng)的帶電體所帶的電荷叫作場(chǎng)源電荷或源電荷
試探電荷的特點(diǎn)：
②體積很小：
③電性任意：
①電荷量小：
為了使它放入后不影響原來要研究的電場(chǎng)
為了便于用它來研究電場(chǎng)各點(diǎn)的性質(zhì)。可以看作點(diǎn)電荷
可以是正電荷也可以是負(fù)電荷
（2）試探電荷：放入電場(chǎng)中用來檢驗(yàn)電場(chǎng)是否存在及其強(qiáng)弱分布情況的電荷
思考1：用絕緣細(xì)線將帶同種電荷的試探電荷q分別懸掛于圖中 P1、P2、P3位置，細(xì)線偏離豎直方向的角度相同嗎？
細(xì)線偏離豎直方向的角度不同，這說明q所受的電場(chǎng)力不同，電場(chǎng)力與試探電荷所處的位置有關(guān)。
思考2：若將試探電荷置于電場(chǎng)中某點(diǎn)，增加其電荷量，細(xì)線偏離豎直方向的角度相同嗎？
增加電荷量，細(xì)線偏離豎直方向的角度不同，q所受的電場(chǎng)力增大，電場(chǎng)力與試探電荷所帶電荷量有關(guān)。
不同的試探電荷在同一點(diǎn)所受靜電力不同，而在某一位置電場(chǎng)的強(qiáng)弱應(yīng)該是確定的。所以不合適直接用靜電力來描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱。
思考3：不同試探電荷在同一位置所受靜電力是不同的，能否找一個(gè)確定的量，一個(gè)與試探電荷無關(guān)的量呢？
r
場(chǎng)源電荷Q
試探電荷q
將電荷量不同的試探電荷，放在同一電場(chǎng)的同一點(diǎn)，所受的靜電力情況如下：
是個(gè)常量
試探電荷 q1 2q1 3q1 …… nq1
靜電力 F1 2F1 3F1 …… nF1
電場(chǎng)強(qiáng)度也是通過物理量之比定義的新物理量。
2.電場(chǎng)強(qiáng)度
E
注意：該式適用于一切電場(chǎng)。
（1）定義：放入電場(chǎng)中某一點(diǎn)的試探電荷所受的靜電力 F 跟它的電荷量 q 之比，叫作該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng)，用 E 表示。
（2）定義式：
（3）單位：牛每庫(kù)，符號(hào)為 N/C
試探電荷的電荷量
（4）電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，遵循平行四邊形法則。
（5）物理意義：反映電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)值上等于單位正電荷在那里所受的電場(chǎng)力。
（6）電場(chǎng)強(qiáng)度的方向
①與正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同
②與負(fù)電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向相反
+Q
+q
F
E
+Q
-q
E
F
例題：地球周圍存在電場(chǎng)。電荷量為1.0×10-7C的試探電荷在地球表面某處受到的電場(chǎng)力的大小為1.5×10-5N，方向豎直向下。求該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。
解：已知電荷量q= 1.0×10-7C，電場(chǎng)力大小F=1.5×10-5N。
設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，由電場(chǎng)強(qiáng)度定義式得
該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向豎直向下。
電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量。求解電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，如果沒有明確要求，不僅要求出其大小，還要確定其方向。可將電場(chǎng)力和電荷量的絕對(duì)值代入公式E=計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，再根據(jù)電荷受力的方向判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。
策略提煉
03 電場(chǎng)線
1.電場(chǎng)線：畫在電場(chǎng)中的一條條有方向的曲線。
（1）曲線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向；
（2）在同一幅圖中，電場(chǎng)線的疏密反應(yīng)電場(chǎng)強(qiáng)度的小大。
EA
EB
A
b
a
B
Ea
Eb
>
電場(chǎng)線是為形象描述電場(chǎng)而引入的假想線
2.描述方法：
（1）電場(chǎng)線總是從正電荷或無限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于無限遠(yuǎn)或負(fù)電荷，因此電場(chǎng)線不是閉合曲線；
（2）電場(chǎng)線在電場(chǎng)中不相交（同一點(diǎn)的電場(chǎng)不能有兩個(gè)方向）；
（3）在同一電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度較大的地方電場(chǎng)線較密，電場(chǎng)強(qiáng)度較小的地方電場(chǎng)線較疏。
（4）電場(chǎng)線并不是真實(shí)存在的，只是為了描述電場(chǎng)方便而假想的線。
（5）不能用帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡來描繪電場(chǎng)線。
3.電場(chǎng)線的特點(diǎn)
4.常見電場(chǎng)線
（1）孤立的正、負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線
-
正電荷的電場(chǎng)線
負(fù)電荷的電場(chǎng)線
特點(diǎn)：（1）離點(diǎn)電荷越近，電場(chǎng)線越密，場(chǎng)強(qiáng)越大。
（2）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。
+
（2）等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線
①兩電荷的連線上:
a.各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向由正電荷沿兩電荷的連線指向負(fù)電荷，O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最小，從O點(diǎn)沿兩電荷的連線向兩邊逐漸增大；
b.兩電荷的連線上，任一點(diǎn)c與它關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的點(diǎn)d的電場(chǎng)強(qiáng)度相同。
（2）等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線
②兩電荷連線的中垂線上:
a.各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向?yàn)橛烧姾傻囊贿呏赶蜇?fù)電荷的一邊，且與中垂線垂直，O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大，從O點(diǎn)沿中垂線向兩邊逐漸減小，直至無窮遠(yuǎn)時(shí)為零；
b.中垂線上任意一點(diǎn)a與該點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)b的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等方向相同。
（3）等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線
①兩電荷的連線上：
a.每點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向由該點(diǎn)指向O點(diǎn)，大小由電場(chǎng)強(qiáng)度為零的O點(diǎn)開始向兩端逐漸變大；
b.任意一點(diǎn)c與該點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)d的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反。
（3）等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線
②兩電荷連線的中垂線上:
a.O點(diǎn)和無窮遠(yuǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度均為零，所以在中垂線上，由O點(diǎn)開始，沿中垂線向兩邊電場(chǎng)強(qiáng)度先變大，后逐漸減小，到無窮遠(yuǎn)時(shí)減小為零；
b.中垂線上任一點(diǎn)a與該點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)b的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反。
1.下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的說法中正確的是( )
A. 負(fù)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受靜電力的方向就是這點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向
B. 在電場(chǎng)中某點(diǎn)不放電荷，則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定為零
C. 電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于試探電荷在該點(diǎn)受到的靜電力與電荷量的比值
D. 正電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受靜電力的方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反
C
2.關(guān)于電場(chǎng)力和電場(chǎng)強(qiáng)度，以下說法正確的是( )
A. 一點(diǎn)電荷分別處于電場(chǎng)中的、兩點(diǎn)，電荷受到的電場(chǎng)力大則場(chǎng)強(qiáng)大
B. 在電場(chǎng)某點(diǎn)如果沒有檢驗(yàn)電荷，則電場(chǎng)力為零，電場(chǎng)強(qiáng)度也為零
C. 電場(chǎng)中某點(diǎn)沒有電場(chǎng)線，則該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零
D. 一檢驗(yàn)電荷在以一個(gè)點(diǎn)電荷為球心，半徑為的球面上各點(diǎn)所受電場(chǎng)力相同
A
3.法拉第首先提出用電場(chǎng)線形象生動(dòng)地描繪電場(chǎng)，下圖為點(diǎn)電荷a、b所形成電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布圖，以下幾種說法正確的是(　　)
A. a、b為異種電荷，a的電荷量小于b的電荷量
B. a、b為異種電荷，a的電荷量大于b的電荷量
C. a、b為同種電荷，a的電荷量大于b的電荷量
D. a、b為同種電荷，a的電荷量小于b的電荷量
A
4.如圖所示,一個(gè)質(zhì)量m=4×10-3 kg的帶電小球,用絕緣細(xì)線懸掛于電場(chǎng)中,小球靜止時(shí),發(fā)現(xiàn)細(xì)線與豎直方向的夾角θ=30°,已知小球所帶電荷量q=-1×10-5 C,重力加速度g取10 m/s2,則小球所在位置的電場(chǎng)強(qiáng)度E的最小值為多少 方向如何
答案： 2×103 N/C 垂直于細(xì)線斜向下
一、電場(chǎng)及電場(chǎng)力
②基本特性：
對(duì)放入其中的電荷有力的作用，即電場(chǎng)力
①電場(chǎng)：電荷周圍客觀存在一種特殊物質(zhì)
二、電場(chǎng)強(qiáng)度
①單位：牛/庫(kù)(N/C)
②矢量：
規(guī)定：沿正試探電荷的F方向
③定義式，適用于所有電場(chǎng)。
電場(chǎng)各點(diǎn)本身的性質(zhì)
三、電場(chǎng)線
1.定義：如果在電場(chǎng)中畫一些曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向一致，這樣的曲線叫做電場(chǎng)線。
2.電場(chǎng)線的特點(diǎn)
3.常見電場(chǎng)中的電場(chǎng)線分布

展開更多......

收起↑