高中物理3 电场强度完整版课件ppt
展开点电荷的电场电场强度的叠加
通过类比与实验模拟的方法建立电场概念,知道电荷间的相互作用是通过电场实现的,知道场是物质存在的形式之一。通过电场强度概念的建立过程,进一步体会用物理量之比定义新物理量的方法。理解电场强度的定义式、单位和方向。知道点电荷形成的电场的电场强度的表达式。会计算多个点电荷形成的电场的电场强度。会用电场线描述电场。了解几种典型场的电场线,体会用虚拟的图线描述抽象物理概念的思想方法。
通过起电机使人体带电,人的头发会竖起散开。为什么会出现这样的现象?你能解释产生这一现象的原因吗?
对放入其中的电荷有力的作用,这种力叫电场力。
3.电荷间的相互作用力通过电场发生.
电场是电荷周围存在的一种特殊物质
静止电荷产生的电场,这种场叫作静电场(electrstatic field)
电场看不见、摸不着,我们如何描述电场的强弱?
将电荷放入电场,比较其受到的电场力。
场源电荷:激发电场的带电体
试探电荷(检验电荷)
1.体积充分小:为了便于用它来研究电场各点的性质2.电量足够小:为了使它放入后不影响原来要研究的电场
同一电荷在电场的不同位置,所受电场力(大小、方向)一般不同。
在电场的不同位置场的强弱一般不同
那么,用什么物理量能够描述电场的强弱呢?
对于电荷量不同的试探电荷,即使在电场的同一点,所受的静电力也不相同。
我们不能直接用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱。
放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值,叫做该点的电场强度(electric field strength)。
牛/库 符号:(N/C)
它反映了电场在各点的性质,由电场本身决定,与放入的试探电荷无关 。
规定:其方向为正电荷在该点的受力方向
一个正点电荷的电荷量为Q,在距此点电荷r处的A点的电场强度是多少?方向如何?
设想在A点放一个电荷量为+q的试探电荷,则它所受到的电场力为:
点电荷是最简单的场源电荷,一个电荷量为Q的点电荷,在与之相距r处的电场强度。
根据上式可知,如果以电荷量为Q的点电荷为中心作一个球面,则球面上各点的电场强度大小相等。
当Q为正电荷时,电场强度E的方向沿半径向外
当Q为负电荷时,电场强度E的方向沿半径向内
我们知道,两个或两个以上的点电荷对某一个点电荷的静电力,等于各点电荷单独对这个点电荷的静电力的矢量和。
如果场源是多个点电荷,则电场中某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
独立性:同一空间内各个场强对电荷的作用互不影响。
等量同种、异种电荷在连线的中垂线上某点的场强方向有何特点?
可以证明,一个半径为R的均匀带电球体(或球壳)在球的外部产生的电场,与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同(图9.3-5),即
r是球心到该点的距离(r > R),Q为整个球体所带的电荷量。
如图所示,四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q,分别固定在正方形的四个顶点上,正方形边长为a,则正方形两条对角线交点处的电场强度( )
电场看不见,摸不着,除了用公式描述电场以外,我们还可以用什么方法形象地了解和描述电场中各点电场强度的大小和方向呢?
法拉第采用了一个简洁的方法来描述电场,那就是电场线。
电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。在同一幅图中,电场强度较大的地方电场线较密,电场强度较小的地方电场线较疏,因此在同一幅图中可以用电场线的疏密来比较各点电场强度的大小。
电场线有以下两个特点:(1)电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷;(2)电场线在电场中不相交,这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。
“手牵手,心连心”,相吸状(1)在两点电荷连线上,从一个电荷到另一个电荷,电场强度先变小后变大(2)从两点电荷连线中点0沿中垂线到无限远,电场强度逐渐减弱(3)连线或中垂线上关于0点对称的两点电场强度等大、同向。
“势不两立”,相斥状(1)两点电荷连线上,从一个电荷到另一个电荷,电场强度先变小后变大。连线中点0电场强度为0(2)从两点电荷连线中点0沿中垂线到无限远,电场强度先变大后变小(3)连线或中垂线上关于0点对称的两点电场强度等大、反向
(多选)电场线能直观、方便地反映电场的分布情况。图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点;O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称。则( )
电荷量不相等电场线的分布情况
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。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。匀强电场的电场线可以用间隔相等的平行线来表示。
例如:相距很近的一对带等量异种电荷的平行金属板(图9.3-10),它们之间的电场除边缘外,可以看作匀强电场。
3. 场是物理学中的重要概念,除了电场和磁场,还有重力场。地球附近的物体就处在地球产生的重力场中。仿照电场强度的定义,你认为应该怎样定义重力场强度的大小和方向?
5. 某一区域的电场线分布如图9.3-11所示。A、B、C是电场中的三个点。(1)哪一点的电场强度最强?哪一点的电场强度最弱?(2)画出各点电场强度的方向。(3)把负的点电荷分别放在这三个点,画出它所受静电力的方向。
6. 用一条绝缘轻绳悬挂一个带正电小球,小球质量为 1.0×10-3kg,所带电荷量为2.0×10-8C。现加水平方向的匀强电场,平衡时绝缘绳与竖直方向夹角为30°(图9.3-12)。求匀强电场的电场强度。
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