第3節電場強度 兩電荷不直接接觸 它們之間的相互作用是怎樣產生的 b a 一 電場 2 基本性質 對放入其中的電荷有力的作用 這種力叫電場力 1 定義 存在于帶電體周圍的特殊物質 3 電荷間的相互作用力通過電場發生 怎樣檢驗空間中存在不存在看不見又摸不著的電場呢 電場的基本性質 對放入其中的電荷有力的作用 1 檢驗電荷 場源電荷 場源電荷 產生電場的電荷 對檢驗電荷的要求 1 電荷量應當充分小 放入電場之后 不致影響原來要研究的電場 即源電場 2 體積要充分小 以便它在電場中有確定的位置 便于用來研究電場 源電場 中各點的情況 檢驗電荷 用來檢驗電場是否存在及其強弱分布情況的電荷 結論 f q能反映電場中某點的性質 電場的強弱 1 電場中不同的點 同一電荷所受力不同 說明電場大小是不同的 2 電場中的同一點 不同電荷所受力不同 比值f q是一定的 問題2 實驗表明 2 電場強度 1 定義 放入電場中某點的電荷所受的電場力f跟它的電荷量q的比值 叫做該點的電場強度 簡稱場強 用e表示 4 物理意義 場強反映電場力的性質 由電場本身決定 與放入的試探電荷無關 3 單位 牛 庫 n c 伏 米 v m 1v m 1n c 2 定義式 q不帶符號 q q f e q q f e 根據規定 負電荷在電場中某點受到的電場力的方向跟該點的場強方向相反 5 場強的矢量性 q q f e q q e f 物理學中規定 電場中某點的電場強度的方向跟正電荷在該點所受的靜電力的方向相同 三 點電荷的電場強度 在點電荷q形成的電場中 距q為r的p點 檢驗電荷受到的電場力為 根據電場強度的定義 可知p點的電場強度大小為 真空中點電荷的場強 真空點電荷 1 大小 2 場強方向 正點電荷電場方向背離電荷負點電荷電場方向指向電荷 q表示場源電荷的電量 一個半徑為r的均勻帶電球體 或球殼 在外部產生的電場與一個位于球心的 電荷量相等的點電荷產生的電場相同 定義式 適用于一切電場 僅對點電荷的電場適用 q是檢驗電荷 但e與q無關 q是場源電荷 e與q成正比 1 電場強度是矢量 合成應遵循平行四邊形法則 四 電場強度的疊加 例 電場中有一點p 下列哪些說法正確的是 a若放在p點的試探電荷的電量減半 則p點的場強減半 b若p點沒有試探電荷 則p點的場強為零 cp點的場強越大 則同一電荷在p點受到的電場力越大 dp點的場強方向為試探電荷在該點的受力方向 c 例 真空中有一電場 在電場中的p點放一電量為4 10 9c的檢驗電荷 它受到的電場力2 10 5n 則p點的場強為n c 把檢驗電荷的電量減少為2 10 9c 則檢驗電荷所受的電場力為n 該點的場強如果把這個檢驗電荷取走 則p點的電場強度為n c 5 103 1 10 5 5 103 不變 一 電場線 電場線是用來形象地描述電場強弱與方向特性的一簇曲線 電場線上每一點的切線方向 都和該點的場強方向一致 疏密表示電場的強弱 二 電場線的特征1 電場線密的地方場強大 電場線疏的地方場強小2 電場線是假想的 實際電場中并不存在3 電場線不會相交 也不會相切4 靜電場的電場線起于正電荷止于負電荷 孤立的正電荷 或負電荷 的電場線止于 或起于 無窮遠處點5 電場線不是閉合曲線 且與帶電粒子在電場中的運動軌跡之間沒有必然聯系 特點 a 離點電荷越近 電場線越密 場強越大b 以點電荷為球心作個球面 電場線處處與球面垂直 在此球面上場強大小處處相等 方向不同 三 幾種常見電場中電場線的分布及特點1 正 負點電荷的電場中電場線的分布 特點 a 沿點電荷的連線 場強先變小后變大 b 兩點電荷連線中垂面 中垂線 上 場強方向均相同 且總與中垂面 中垂線 垂直 2 等量異種點電荷形成的電場中的電場線分布 c 在中垂面 中垂線 上 與兩點電荷連線的中點0等距離各點場強相等 3 等量同種點電荷形成的電場中電場中電場線分布情況 特點 a 兩點電荷連線中點o處場強為0b 兩點電荷連線中點附近的電場線非常稀疏 但場強并不為0c 兩點電荷連線的中點到無限遠電場線先變密后變疏 特點 a 以點電荷向平板作垂線為軸電場線左右對稱 c 在帶電平板表面場強與平板垂直 4 點電荷與帶電平板的電場中電場線的分布 5 勻強電場 特點 a 勻強電場是大小和方向都相同的電場 故勻強電場的電場線是平行等距的直線b 電場線的疏密反映場強大小 電場方向與電場線平行 例1 如圖 是靜電場的一部分電場線的分布 下列說法正確的是 a 這個電場只能是負電荷的電場b 點電荷q在a b兩處受到的電場力fb fac 點電荷q在a b兩處的加速度大小 aa ab 不計重力 d 負電荷在b點處受到的電場力方向沿