1、第一章 靜電場(chǎng),第三節(jié) 電場(chǎng)強(qiáng)度,新課標(biāo)高中物理選修31,1.知道電荷相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的，知道電場(chǎng)是客觀存在的一種特殊的物質(zhì)形態(tài)。 2.理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念和定義，并能用電場(chǎng)強(qiáng)度的定義進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算，知道電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，知道電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是怎樣規(guī)定的。 3.能根據(jù)庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義推導(dǎo)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算公式，并能用此公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。 4.知道電場(chǎng)疊加求合場(chǎng)強(qiáng)時(shí)用平行四邊形定則。,一、電場(chǎng),萬(wàn)有引力,超距作用,既不需要媒介，也不需經(jīng)歷時(shí)間，而是超越空間直接發(fā)生的作用力。,靜電力像萬(wàn)有引力一樣，也是一種超距力。 超距作用觀點(diǎn)不可避免地具有一種神秘色彩，與人類的理智和科學(xué)追求不符。,19

2、世紀(jì)30年代，法拉第提出：在電荷的周圍存在著由它產(chǎn)生的電場(chǎng)，處在電場(chǎng)中的其他電荷受到的作用力就是這個(gè)電場(chǎng)給予的。,電荷,電荷,電場(chǎng)以及磁場(chǎng)已被證明是客觀存在的，并且是互相聯(lián)系的，統(tǒng)稱為電磁場(chǎng)。,變化的電磁場(chǎng)以有限的速度光速，在空間傳播。,它和由分子、原子組成的實(shí)物一樣具有能量、質(zhì)量和動(dòng)量，因而場(chǎng)與實(shí)物是物質(zhì)存在的兩種不同形式。,本章只討論靜止電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，稱為靜電場(chǎng)。,二、電場(chǎng)強(qiáng)度,電場(chǎng)的基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的電荷有力的作用。,電場(chǎng)的強(qiáng)弱是與位置有關(guān)的。,實(shí)驗(yàn)中的帶電小球是用來(lái)檢驗(yàn)電場(chǎng)是否存在及其強(qiáng)弱分布情況的，稱為試探電荷或檢驗(yàn)電荷 被檢驗(yàn)的電場(chǎng)是電荷Q所激發(fā)的，所以電荷Q稱為場(chǎng)源電荷或源

3、電荷。,怎樣來(lái)描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱呢？ 能否用試探電荷所受的靜電力來(lái)表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱？,不同電荷量的試探電荷，即使在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)，受到的靜電力也不相同。,試探電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的力F很可能與試探電荷的電荷量q成正比：,E是比例常數(shù)，與q無(wú)關(guān),F=Eq,實(shí)驗(yàn)表明： 試探電荷在電場(chǎng)中某個(gè)位置所受的力，的確與試探電荷的電荷量成正比； 在電場(chǎng)的不同位置，比例常數(shù)E一般說(shuō)來(lái)是不一樣的。,4.方向：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量 其方向跟正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同；跟負(fù)電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相反。,比值定義法,1.電場(chǎng)強(qiáng)度：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的力F與它的電荷量q的比值，叫做這點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。,2.公式：E=

4、F/q,3.單位：牛每庫(kù)（N/C）；伏每米（V/m）；1V/m=1N/C,三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng),點(diǎn)電荷是最簡(jiǎn)單的場(chǎng)源電荷，它激發(fā)的電場(chǎng)有什么特點(diǎn)呢？,如果以Q為中心作一個(gè)球面，則球面上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等。,式中Q是場(chǎng)源電荷大小,正點(diǎn)電荷的電場(chǎng),負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng),四、電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加,電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。,P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，等于+Q1在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E1與-Q2在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E2的矢量和。,如果場(chǎng)源電荷不只是一個(gè)點(diǎn)電荷，那么電場(chǎng)強(qiáng)度又是多少呢？,場(chǎng)強(qiáng)的疊加,一個(gè)半徑為R的均勻帶電球體（或球殼）在外部產(chǎn)生的電場(chǎng)，與一個(gè)位于球心的、電

5、荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)相同，球外各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度：,rR，Q是整個(gè)球體所帶的電荷量,五、電場(chǎng)線,電場(chǎng)線： 電場(chǎng)線是畫在電場(chǎng)中的一條條有方向的曲線，曲線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向。,我們可以用什么方法來(lái)形象地描述電場(chǎng)呢？,等量異種電荷的電場(chǎng)線,等量同種電荷的電場(chǎng)線,演示實(shí)驗(yàn),模擬電場(chǎng)線,1.電場(chǎng)線總是從正電荷或無(wú)限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于無(wú)限遠(yuǎn)或負(fù)電荷； 2.電場(chǎng)線在電場(chǎng)中不相交； 3.在同一幅圖中，電場(chǎng)強(qiáng)度較大的地方電場(chǎng)線較密，電場(chǎng)強(qiáng)度較小的地方電場(chǎng)線較疏，可以用電場(chǎng)線的疏密程度來(lái)表示電場(chǎng)強(qiáng)度的相對(duì)大小。,電場(chǎng)線是電場(chǎng)中實(shí)際存在的線嗎？,電場(chǎng)線的特點(diǎn)：,六、勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大

6、小相等、方向相同，這種電場(chǎng)叫做勻強(qiáng)電場(chǎng)。,由E=KQ2/r2知球面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等方向不同,由E=KQ2/r2知與距離有關(guān),例1、關(guān)于電場(chǎng)，下列敘述正確的是() A以點(diǎn)電荷為圓心，r為半徑的球面上，各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都相同 B正電荷周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度一定比負(fù)電荷周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度大 C電場(chǎng)中某點(diǎn)放入試探電荷q，該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)EF/q，取走q后，該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不變 D電荷所受電場(chǎng)力很大，該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定很大,場(chǎng)強(qiáng)的分布由場(chǎng)源電荷自身決定,在電場(chǎng)中某一點(diǎn)放入一試探電荷q，那么q越大，F(xiàn)越大，而F/q這一比值將不變故D錯(cuò)誤,例1、關(guān)于電場(chǎng)，下列敘述正確的是() A以點(diǎn)電荷為圓心，r為半徑的球面上，各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都相同 B正電

7、荷周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度一定比負(fù)電荷周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度大 C電場(chǎng)中某點(diǎn)放入試探電荷q，該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)EF/q，取走q后，該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不變 D電荷所受電場(chǎng)力很大，該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定很大,例2、一負(fù)電荷從電場(chǎng)中A點(diǎn)由靜止釋放，只受電場(chǎng)力作用，沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，它運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象如圖所示則A、B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場(chǎng)線分布情況可能是下圖中的(),電荷的速度、加速度越來(lái)越大，故電荷一定向電場(chǎng)線密集的地方移動(dòng)，所以A、B錯(cuò)誤,電荷為負(fù)電荷，受力應(yīng)該逆著電場(chǎng)線，故C正確，D錯(cuò)誤,例3.AB和CD為圓上兩條相互垂直的直徑，圓心為O.將電量分別為q和q的兩點(diǎn)電荷放在圓周上，其位置關(guān)于AB對(duì)稱且距離等于圓的半徑，如圖所示要使圓心處的

8、電場(chǎng)強(qiáng)度為零，可在圓周上再放一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)電荷Q，則該點(diǎn)電荷() A應(yīng)放在A點(diǎn)，Q2q B應(yīng)放在B點(diǎn)，Q2q C應(yīng)放在C點(diǎn)，Qq D應(yīng)放在D點(diǎn)，Qq,E1,E2,E0,+Q,先將q、q在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)合成,因?yàn)閝、q與O點(diǎn)構(gòu)成等邊三角形，可求出合場(chǎng)強(qiáng)E0方向水平向右，大小E0E1E2，如圖所示,要使O點(diǎn)合場(chǎng)強(qiáng)為零，放入的電荷Q在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)必與E0等大反向,+Q,例4.豎直放置的兩塊足夠長(zhǎng)的平行金屬板間有勻強(qiáng)電場(chǎng)其電場(chǎng)強(qiáng)度為E，在該勻強(qiáng)電場(chǎng)中，用絲線懸掛質(zhì)量為m的帶電小球，絲線跟豎直方向成角時(shí)小球恰好平衡，小球與負(fù)極板距離為b,如圖所示，請(qǐng)問(wèn)： (1)小球帶電荷量是多少？ (2)若剪斷絲線，小

9、球碰到金屬板需多長(zhǎng)時(shí)間？,mg,qE,T,對(duì)小球受力分析,例4.豎直放置的兩塊足夠長(zhǎng)的平行金屬板間有勻強(qiáng)電場(chǎng)其電場(chǎng)強(qiáng)度為E，在該勻強(qiáng)電場(chǎng)中，用絲線懸掛質(zhì)量為m的帶電小球，絲線跟豎直方向成角時(shí)小球恰好平衡，小球與負(fù)極板距離為b,如圖所示，請(qǐng)問(wèn)： (1)小球帶電荷量是多少？ (2)若剪斷絲線，小球碰到金屬板需多長(zhǎng)時(shí)間？,B,適合任何形式的電場(chǎng),與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)，由場(chǎng)源電荷決定,訓(xùn)練鞏固,1.電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式為E=F/q，則（ ） A.它只適用于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng) B.無(wú)論檢驗(yàn)電荷的q值如何變化，F(xiàn)與q的比值對(duì)電場(chǎng)中同一點(diǎn)來(lái)講是不變的 C.電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與放在該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷所受的電場(chǎng)力成正比 D.場(chǎng)強(qiáng)

10、方向與檢驗(yàn)電荷的極性有關(guān),2.下列關(guān)于場(chǎng)強(qiáng)的說(shuō)法中正確的是 ( ) A.公式E=F/q不只適用于真空中的電場(chǎng) B.公式E=kQ/r2中的Q是放入電場(chǎng)中的試探電荷的電量 C.在一個(gè)以點(diǎn)電荷Q為中心，r為半徑的球面上，各處的場(chǎng)強(qiáng)都相同 D.空間某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E與放在該處的試探電荷所受的電 場(chǎng)力F成正比，與試探電荷的電荷量q成反比,A,3.兩個(gè)固定的異號(hào)點(diǎn)電荷，電量給定但大小不等，用E1和E2分別表示兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，則在通過(guò)兩點(diǎn)電荷的直線上，E1=E2的點(diǎn) ( ) A.有三個(gè)，其中兩處合場(chǎng)強(qiáng)為零 B.有三個(gè)，其中一處合場(chǎng)強(qiáng)為零 C.只有兩個(gè)，其中一處合場(chǎng)強(qiáng)為零 D.只有一個(gè)，該處合場(chǎng)強(qiáng)不為零,C,4.下列關(guān)于電場(chǎng)線的幾種說(shuō)法中，正確的是 ( ) A.沿電場(chǎng)線方向，場(chǎng)強(qiáng)必定越來(lái)越小 B.在復(fù)雜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線是可能相交的 C.點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡一定跟電場(chǎng)線相重合 D.電場(chǎng)線越密的地方，同一檢驗(yàn)電荷所受的電場(chǎng)力就越大,D,5.如圖所示，帶箭頭的直線是某一電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，在這條直線上有a、b兩點(diǎn)，用Ea、Eb表示a、b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，則( ) A.a、b