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文檔簡介
§1.3電場和電場強度§1.3電場和電場強度1一、復習1、如圖所示,三個點電荷q1、q2、q3固定在一直線上,q2與q3的距離為q1與q2距離的2倍,每個電荷所受靜電力的合力均為零,由此可以判定,三個電荷的電量之比q1∶q2∶q3為:A.-9∶4∶-36B.9∶4∶36C.-3∶2∶-6D.3∶2∶6
解析:每個電荷所受靜電力的合力為零,其電性不可能相同,只能是如右圖所示兩種情況.對q2:對q1:綜合考慮一、復習1、如圖所示,三個點電荷q1、q2、q2二、電場1、庫倫定律如何表示?靜止的電場產生的電場叫靜電場.運動的電荷產生的場電磁場!2、電荷之間的作用力是通過場來進行的.電場的提出者:英國物理學家于19世紀30年代法拉第提出的。二、電場1、庫倫定律如何表示?靜止的電場產生的3二、電場3、電場的特點:(1)電場是電荷周圍存在的一種特殊物質.它和分子、原子組成的實物一樣具有能量、質量和動量,因而場與實物是物質存在的兩種不同形式。(2)電場的最基本性質是對放入其中的電荷有力的作用。(3)電荷之間的相互作用是通過電場發生的。(4)電場可以疊加。二、電場3、電場的特點:(1)電場是電荷周圍存4三、電場強度1、如何描述電場的強弱?試探電荷的電荷量和尺寸必須充分小,對金屬球上的電荷分布不產生明顯的影響,從而原來的電場不因為試探電荷的出現而有明顯的變化!
被檢驗的電場是電荷Q所激發的。所以Q稱為場源電荷,或源電荷!2、試探電荷或檢驗電荷3、場源電荷或源電荷三、電場強度1、如何描述電場的強弱?5論證1:同一電荷,在電場中的不同位置時受力分析:結論一:同一電荷在不同位置,所受電場力不同。F/q也不同。:場源電荷:試探電荷三、電場強度2、驗證方案論證1:同一電荷,在電場中的不同位置時受力分6結論二:不同電荷在同一點受力不同,但F/q相同。 論證1:不同電荷,在電場中的同一位置時受力分析::場源電荷:試探電荷三、電場強度2、驗證方案結論二:不同電荷在同一點受力不同,但F/q相同7結論二:不同電荷在同一點受力不同,但F/q相同。 結論一:同一電荷在不同位置,所受電場力不同。F/q也不同。三、電場強度3、結論場源電荷位置結論二:不同電荷在同一點受力不同,但F/q相同8三、電場強度5、電場強度(E)(1)定義:放入電場中某一點的電荷所受的電場力F跟它的電荷量q的比值,叫做這一點的電場強度。(2)定義式:(3)國際單位:1牛/庫(N/C)=1伏/米(V/m)(4)物理意義:描述電場力的性質的物理量,與是否放入電荷無關,只與場源電荷和位置有關,與試探電荷受到的電場力大小無關!問1:能否說E與F成正比,與q成反比?三、電場強度5、電場強度(E)(1)定義:放入9三、電場強度6、點電荷的電場強度(E)(1)公式:與放入的電荷無關!(3)適用條件:真空中的點電荷!空氣中近似!三、電場強度6、點電荷的電場強度(E)(1)公10三、電場強度7、電場的特點(1)矢量性方向:規定正電荷受力方向為該點場強方向。負電荷受力的反方向。(2)疊加性:在同一空間,如果有幾個靜止電荷在空間同時產生電場,那么空間某點的場強是各場源電荷單獨存在時在該點所產生的場強的矢量和。(2)惟一性:電場中某一點處的場強E是惟一的,它的大小和方向與放入該點電荷的電量q無關,它決定于形成電場的電荷(源電荷)及空間位置,電場中每一點對應著電場強度與放入電荷無關。三、電場強度7、電場的特點(1)矢量性11三、電場強度7、電場的特點方向向右方向向左方向向右(2)關于疊加的幾種情況:一條直線上的疊加情況。三、電場強度7、電場的特點方向向右方向向左方向12三、電場強度7、電場的特點(2)關于疊加的幾種情況:不在一條直線上的疊加。三、電場強度7、電場的特點(2)關于疊加的幾種13四、基本題型1、把一個電量q=10-6C的試驗電荷,依次放在帶正電的點電荷Q周圍的A、B兩處圖,受到的電場力大小分別是FA=5×10-3N,FB=3×10-3N.(1)畫出試驗電荷在A、B兩處的受力方向.(2)求出A、B兩處的電場強度.(3)如在A、B兩處分別放上另一個電量為q‘=10-5C的電荷,受到的電場力多大?電場強度變嗎?四、基本題型1、把一個電量q=10-6C的試驗14四、基本題型2、在真空中,兩個等量異種電荷,電量數值俊為q,相距為r,則兩點電荷連線中點O和到兩點電荷距離俊為r的點的場強大小分別為多少?方向水平向右方向水平向右方向水平向右四、基本題型2、在真空中,兩個等量異種電荷,電15四、基本題型3、在真空中,兩個等量異種電荷,電量數值俊為q,相距為r,則兩點電荷連線中點O和到兩點電荷距離俊為r的點的場強大小分別為多少?方向水平向右四、基本題型3、在真空中,兩個等量異種電荷,電16四、基本題型4、真空中有兩個點電荷Q1=4.0×10-8C和Q2=-1.0×10-8C分別固定在x坐標軸的x=0和x=6cm的位置上。(1)x坐標軸上哪個位置的電場強度為零;(2)x坐標軸上哪些地方的電場強度方向是沿x軸正方向的。+-解析(1):在Ⅰ區域不管在什么地方都不能使電場強度為零。在Ⅱ區域兩個電荷產生的電場方向都向右,所以合場強不可能為零,因此只有在Ⅲ區域才可以。解析(2):在Ⅰ區域不管在什么地方都不能使電場強度向x正方向。在Ⅱ區域兩個電荷產生的電場方向都向右,所以合場強向x正方向,在Ⅲ區域>12cm時,合場強向x正方向!+-四、基本題型4、真空中有兩個點電荷Q1=4.017四、基本題型5、如圖示,A、B、C三點為一直角三角形的三個頂點,角B為30o,現在A、B兩點放置兩個點電荷,qA、qB測得C點的場強方向與BA平行,則qA的電性_____,qB的電性______。且qA:qB=__________。四、基本題型5、如圖示,A、B、C三點為一直角18五、電場線1、電場的描述?—電場線在電場中畫出一系列從正電荷出發到負電荷終止的曲線,使曲線上每一點的切線方向都跟該點的電場方向相同,這些曲線就叫電場線。a、模擬電場線的演示b、模擬電場線的演示2、模擬電場線的演示五、電場線1、電場的描述?—電場線19五、電場線3、典型電荷的電場線:+-正電荷的電場線,從正電荷出發到無窮遠處,——萬箭齊發負電荷的電場線,從無窮遠出出發,終止于負電荷——萬箭穿心特點:1、離點電荷越近,電場線越密,電場強度越大。2、在點電荷的電場中,不存在場強相等的點。3、以點電荷為球心的球面上各點的場強大小相等,方向不同,電場線總是和球面垂直。五、電場線3、典型電荷的電場線:+-正電荷的20五、電場線3、典型電荷的電場線:
等量同種電荷的電場線,從正電荷出發到無窮遠初,——貓頭鷹中垂線上的場強有什么特點?特點:1、兩電荷連線重點O處的場強大小為零。2、電荷連線中點O附近的電場線非常稀疏,但場強并不為零。3、電荷連線上從一電荷到另一電荷,場強先變小后變大。4、電荷連線的中垂面上各點場強方向都和連線垂直。5、電荷連線的中垂面上距中點O等距的點場強大小相等,方向不同。5、從電荷連線的中點O沿中垂面到無窮遠,場強先變大后變小。五、電場線3、典型電荷的電場線:21五、電場線3、典型電荷的電場線:
等量異種電荷的電場線,正電荷出發,終止于負電荷——螃蟹中垂線上的場強有什么特點?特點:1、電荷連線上從一電荷到另一電荷,場強先變小后變大。2、電荷連線的中垂面上各點電場線都和此面垂直。3、電荷連線的中垂面上距中點O等距的點場強相同。4、沿中垂面離中點O越遠,場強越小。五、電場線3、典型電荷的電場線:22五、電場線3、典型電荷的電場線:如果電場中各點電場強度的大小相等、方向相同,這個電場叫做勻強電場。由于方向相同,勻強電場的中的電場線應該是平行的,又由于電場強度的大小相同,電場線的密度應該是均勻的。內部的,間隔相等的平行線。重點!五、電場線3、典型電荷的電場線:23五、電場線4、電場線的特點
(1)電場線從正電荷或無限遠出發,終止于無限遠或負電荷;(2)電場線在電場中不相交,這是因為在電場中任意一點的電場強度不可能有兩個方向;(3)在同一幅圖中,電場強度較大的地方電場線較密,電場強度較小的地方電場強線較疏,因此可以用電場線的疏密來表示電場強度的相對大小。(4)實際中并不存在電場線,電場線是人為畫出的,它不是電荷運動的軌跡。(5)電場線上某點的切線方向表示該點場強的方向。(6)電場線是整個空間立體分布的,而不只是個平面內!五、電場線4、電場線的特點(124六、電場練習1、電場線的特點(1)如圖所示,是某電場區域的電場線分布,A、B是電場中的兩個點,問:①A、B兩個點,哪點的場強大.②畫出A點的場強方向.③畫出負電荷在B點的受力方向.場強大小看疏密(2)圖中實線是勻強電場的電場線,虛線是某一帶電粒子通過該電場區域時的運動軌跡,a、b是軌跡上的兩點,若帶電粒子在運動中只受電場力作用,則由此圖可作出正確的判斷是()
A、帶電粒子帶負電荷B、帶電粒子帶正電荷C、帶電粒子所受電場力的方向D、帶電粒子做勻變速運動六、電場練習1、電場線的特點(1)如圖所示,25六、電場練習2、電場力的平衡問題(1)用一條絕緣輕繩懸掛一個帶電小球,小球的質量為0.01kg,所帶電量為+2×10-8C。現加一個水平方向的勻強電場,平衡時絕緣繩與鉛垂線成45o角,求這個勻強電場的電場強度。六、電場練習2、電場力的平衡問題(1)用一條26(2)已知豎直向下的勻強電場為E,一個帶電量為q的正電荷從A靜止沿半徑為E的半圓軌道下滑,問滑到最下端B時,對B的壓力為多少?六、電場練習2、電場力的平衡問題(2)已知
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