高中人教版 (2019)3 电场 电场强度精品ppt课件
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仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
19 世纪 30 年代,英国科学家法拉第提出一种观点,认为在电荷的周围存在着由它产生的电场。电荷之间通过电场相互作用。
1.电场在电荷的周围存在着一种特殊物质,这种物质看不见、摸不着,我们把这种物质叫作电场。注意:电场以及磁场已被证明是一种客观存在的物质,场像分子、原子等实物粒子一样具有能量,因而场也是物质存在的一种形式。不过只有在研究运动的电荷,特别是运动状态迅速变化的电荷时,上述场的物质性才突显出来。本章只讨论静止电荷产生的电场。
电荷之间通过电场相互作用
2.电场的基本性质电场对放入其中的电荷有力的作用,电荷之间的相互作用就是通过电场来实现的。
3.电场力电场对电荷有力的作用叫电场力。
思考1:在空间中放一个点电荷+Q,它周围有电场吗?
q是用来检验电场的电荷——检验电荷或试探电荷
对检验电荷的要求:电量足够小:对场源电荷的分布不产生明显影响,不改变原电场体积足够小:可以精确检测电场各位置
Q是被检验的电荷——场源电荷或源电荷
电场看不见摸不着,你怎样检验电场是否存在?
思考2:把同一试探电荷放在不同的位置,悬线的倾角不同,说明什么?
说明:试探电荷受到的静电力的大小、方向跟位置有关。
同一试探电荷,受力大的位置电场强,受力小的位置电场弱。故电场的强弱跟位置有关。
思考3:电场有强弱,电场的强弱能否用静电力来表示?
不能,原因:同一位置,电场的强弱应该是不变的,而F随试探电荷的改变而改变,所以静电力不能表示电场的强弱。
观察一下,下图中什么量不随试探电荷的改变而改变?
不随试探电荷的改变而改变。 数值上等于单位电荷量受到的库仑力
(适用于任何电场,运算时q不带正负号)
放入电场中某点的试探电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值,叫做该点的电场强度,简称场强。
牛/ 库;即 N/C
规定电场强度的方向:跟正电荷在该点所受静电力的方向相同; 与负电荷的受力方向相反。
第三部分 点电荷的电场 电场强度的叠加
一个带正电的点电荷的电荷量为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:
+Q在该点产生的场强为:
三、点电荷的电场 电场强度的叠加
(1)Q是场源电荷的电量,r是到场源电荷的距离
思考4:若以Q为中心作球面,则球面上各点的电场强度的大小方向有什么特点?
(2)适用条件: 真空中静止的点电荷
(3)E的决定因素:跟场源电荷和位置有关,与试探电荷无关
思考5:空间中存在多个场源电荷,如图,如何求电场中某点(如A点)的电场强度?
结论:电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
思考6:若带电体比较大,不能看作点电荷?我们如何求带电体的电场?
可以证明:半径为R的均匀带电球体(或球壳)在球外产生的电场,与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相等。
两个电场强度公式的比较
定义式,适用于一切电场
仅适用于点电荷在真空中的电场
q是试探电荷的电荷量,但E与q无关
Q是场源电荷的电荷量,E与Q成正比
1.定义:为了形象描述电场强度的大小和方向,在电场中画一系列有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向,曲线的疏密表示电场的强弱。这一系列曲线称为电场线。
2.几种常见电场中电场线的分布(1)正负电荷的电场线
(2)等量异种点电荷的电场线
等量异种点电荷的电场线
①两电荷的连线上:各点电场强度的方向由正电荷沿两电荷的连线指向负电荷,O点的电场强度最小,从O点沿两电荷的连线向两边逐渐增大;两电荷的连线上,任一点c与它关于O点对称的点d的电场强度相同。
②两电荷连线的中垂线上:各点的电场强度方向为由正电荷的一边指向负电荷的一边,且与中垂线垂直,O点的电场强度最大,从O点沿中垂线向两边逐渐减小,直至无穷远时为零;中垂线上任意一点a与该点关于O点的对称点b的电场强度大小相等方向相同。
等量同种点电荷的电场线
(2)等量同种点电荷的电场线
①两电荷的连线上:每点电场强度的方向由该点指向O点,大小由电场强度为零的O点开始向两端逐渐变大;任意一点c与该点关于O点的对称点d的电场强度大小相等、方向相反。
②两电荷连线的中垂线上:O点和无穷远处的电场强度均为零,所以在中垂线上,由O点开始,沿中垂线向两边电场强度先变大,后逐渐减小,到无穷远时减小为零;中垂线上任一点a与该点关于O点的对称点b的电场强度大小相等、方向相反。
匀强电场:电场中各点电场强度大小、电场强度的方向都相同的电场。
2.各类典型电场线的分布
(1)电场线总是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;(3)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,可以用电场线的疏密程度来表示电场强度的相对大小。(4)电场线并不是真实存在的,只是为了描述电场方便而假想的线
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