高中物理人教版 (2019)必修 第三册3 电场 电场强度课文内容课件ppt

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思考:电场看不见,摸不着,怎样才能形象的描述电场呢?
用形象简明的电场线表示电场的强弱和方向
除了用数学公式描述电场外，形象地了解和描述电场中各点电场强度的大小和方向也很重要。法拉第采用了一个简洁的方法来描述电场，那就是画电场线（electric fieldline）。
1、定义：电场线是用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇曲线。电场线上每一点的切线方向，都和该点的场强方向一致。
（1）电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致
（2）电场线的疏密程度反映了电场的强弱。
3.几种典型的电场线
等量异种电荷形成的电场线
等量同种电荷形成的电场线
①从正电荷出发终止于负电荷（包括从正电荷出发终止于无穷远或来自无穷远终止于负电荷）。②电场线某点的受力方向表示该点的场强方向。③电场线在某处的疏密表示该处场强的强弱。④电场线不相交也不闭合。
电场线不是电荷的运动轨迹，也不是客观存在的线。
思考：任意两条电场线为什么不相交？
如果相交，交点就会有两个切线方向，而同一点的场强和方向是唯一的。
例1：关于电场线，下述说法中正确的是：A、电场线是客观存在的B、电场线与电荷运动的轨迹是一致的C、电场线上某点的切线方向与与电荷在该点受力方向可以不同D、沿电场线方向，场强一定越来越大
例2：如图所示为电场中的一根电场线，在该电场线上有a、b两点，用Ea、Eb分别表示两处场强的大小，则：
A、a、b两点的场强方向相同B、因为电场线由a指向b，所以Ea>EbC、因为电场线是直线，所以Ea=EbD、因为不知道a、b附近的电场线分布情况，所以不能确定Ea、Eb的大小关系
六.几种常见电场中电场线的分布及特点
1、正点电荷的电场中电场线的分布
特点：a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大b、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。球面半径越大,球面上电场线分布越疏.
2、负点电荷的电场中电场线的分布
像黑洞把周围物体全吸进来.
特点：a.起始无穷远处，终止于负电荷. b.在以负点电荷为球心的球面上,电场线疏密相同,但切向各不相同.球面半径越大,球面上电场线分布越疏.
沿点电荷的连线,场强先变小后变大，中点场强最小
两点电荷连线中垂面上，场强方向沿水平方向，即总与中垂面垂直，由中间向两边场强逐渐减小。
①两点电荷连线上各点的场强方向从正电荷指向负电荷，沿电场线方向场强先变小再变大.
3.等量异种电荷的电场分布
②两点电荷连线的中垂面（线）上，电场线的方向均相同，即场强方向相同，且与中垂面（线）垂直.
③关于O点对称的两点A与A′、B与B′的场强等大同向.
关于两电荷连线和中垂线的轴对称图形.
两点电荷连线电场强度逐渐减小，中点O处场强最小为0
两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为0两点电荷连线的中垂线上电场强度先增大后减小
4.等量同种电荷的电场分布
①两点电荷连线中点O处的场强为零，此处无电场线.
②两点电荷连线中点O附近电场线非常稀疏，但场强不为零.
③从两点电荷连线中点O沿中垂面（线）到无限远，电场线先变密后变疏，即场强先变大后变小。
④两点电荷连线中垂线上各点的场强方向和中垂线平行.
⑤关于O点对称的两点A与A′、B与B′的场强等大、反向.
电场线的形状可以用实验来模拟。把头发碎屑悬浮在蓖麻油里，加上电场，碎屑就按电场强度的方向排列起来，显示出电场线的分布情况。 电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线。这个实验只是用来模拟电场线的分布。
例3.如图，一电子沿等量异号电荷的中垂线由A→O→B匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是（ ）。
A.先变大后变小，方向水平向左；B.先变大后变小，方向水平向右；C.先变小后边大，方向水平向左；D.先变小后变大，方向水平向右。
1.匀强电场：如果电场中各点的电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫作匀强电场。2.特点：由于方向相同，匀强电场中的电场线应该是平行的；又由于电场强度大小相等，电场线的疏密程度应该是相同的。
③匀强电场的电场线：是一组等间隔的平行线。
通常情况下怎样得到匀强电场？
相距很近的一对带等量异种电荷的两平行金属板之间的电场，除边缘外，可看成匀强电场。
拓展1:电场线与带电质点在电场中的运动轨迹的关系
根据电场线的定义，一般情况下，带电质点在电场中的运动轨迹不会与电场线重合，只有同时满足以下三个条件时， 两者才会重合:①电场线为直线;②电荷初速度为零，或速度方向与电场线平行;③电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行。
拓展2：点电荷与带电平板的电场中电场线的分布
1.以点电荷向平板作垂线为轴电场线左右对称2.电场线的分布情况类似于等量异种电荷的电场线分布，而带电平板恰为两电荷连线的垂直平分线3.在带电平板表面场强与平板垂直
例4.（多选）一带电粒子从电场中的A点运动到B点，径迹如图中虚线所示，不计粒子所受重力，则（ ）A、粒子带正电B、粒子加速度逐渐减小C、A点的场强大于B点的场强D、粒子的速度不断减小
例5：用细线将一质量为m，电荷量为q的小球悬挂在天花板下，设空间存在沿水平方向的匀强电场，小球静止时位置如图所示。现将细线烧断，则小球将做： A．自由落体运动B．曲线运动 C．沿悬线的延长线作匀加速直线运动 D．变加速直线运动
例6：(多选)如图所示，两质量均为m的小球A和B分别带有+q和-q的电量，被绝缘细线悬挂，两球间的库仑引力小于球的重力mg．现加上一个水平向右的匀强电场，待两小球再次保持静止状态时下列结论正确的是：A.悬线OA向右偏，OA中的张力大于2mgB.悬线OA向左偏，OA中的张力大于2mgC.悬线OA不发生偏离，OA中的张力等于2mgD.悬线AB向左偏，AB线的张力比不加电场时要大