电场强度课件

变式训练1 如图3－2所示，中子内有一个电荷量为＋e 的上夸克和 两个电荷量为－e 的下夸克，3个夸克都分布在半径为r的同 一圆周上，且间距相等，则3个夸克在其圆心处产生的电场 强度大小为( )
A． α>β; B． α=β; C． α<β; D． 无法确定.
A
α β
B
注意：两电荷之间的静电力为相互作用力：等值反向
4、思考题： 场是物理学中的重要概念，除了电场和磁 场，还有引力场。物体之间的万有引力就是通 过引力场发生作用的，地球附近的引力场叫做 重力场。仿照电场强度的定义，你认为应该怎 样定义重力场的大小和方向？重力场的方向跟 正电荷的电场相似，还是跟负电荷的电场相似？
E是矢量，其方向与正电荷 4 (+q)在该点受到的电场力的方 向相同
5 E的单位： 牛/库 (N/C)
小结
1.电场 (1)产生：带电体在其周围空间存在电场 (2)性质：对处在场中的电荷有电场力的作用。 2．电场强度：描述电场强弱和方向的物理量 （1）定义: E = F / q （2）单位：N/C V/m （3）方向：与正电荷在该点受电场力方向相同 （4）电场中某一点的场强与检验电荷无关。 E=kQ k Q （5）真空中点电荷的场强公式: E2 r r2 3．场强的叠加：矢量求和
练习. 如图，在x轴上的x = -1和x =1两点分 别固定电荷量为- 4Q 和+9Q 的点电荷。求：x 轴上合场强为零的点的坐标。并求在x = -3点 处的合场强方向。
答案：x=-5，向右
- 4Q +9Q
-5 -3 -1
1
方法指导
一、关于场强的计算 例1 如图3－1甲所示，A为带正电Q的金属板，沿金属板 的垂直平分线，在距板r处放一质量为m、带电荷量为q的小 球，小球受水平向右的电场力偏转θ角而静止．小球用绝缘 细线悬挂于O点，试求小球所在处的电场强度．

如图， 点的场强，等于+Q 1） 如图，P点的场强，等于+Q1在该点产生 的场强E 在该点产生的场强E 的矢量和。 的场强E1和-Q2在该点产生的场强E2的矢量和。
P
E1 E
.
E2 +Q1 -Q2
2）、一个半径为R的均匀带电球体（或球 ）、一个半径为 的均匀带电球体 带电球体（ ）、一个半径为 壳）在外部产生的电场 与一个位于 球心的、电 球心的、 荷量相等的 点电荷产生 的电场相同 Q
1、重力； 2、万有引力； 3、静电力；
超距作用？
人教版 选修 3-1-1《静电场》
3、电场强度
没有其他东西做媒介，一个物体可以超越距离通 过真空对另一个物体作用……在我看来，这种思想荒 唐之极。 ——牛顿
一、电场（electric field）
19世纪30年代，法拉第提出一种观念，认为在电荷的周 围存在着由它产生的电场（electric field），处在电场中的其 他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。 电荷 电场 电荷
Q 大小： = k 2 大小： E r
1、点电荷的电场 、
点电荷Q在真空中形成的电场中， 点电荷Q在真空中形成的电场中，不同点的场强是 不同的，那么场强的大小由什么因素决定？ 不同的，那么场强的大小由什么因素决定？
F E = 2、 q
和
Q E = k 2 r
的区别：
电荷的意义 q是检验电 是检验电 荷，E与q 与 无关 Q是场源电 是场源电 荷，E与Q 与 成正比
在电场中A处放点电荷 例.在电场中 处放点电荷 在电场中 处放点电荷+q，其受电场 ， 力为F，方向向左， 力为 ，方向向左，则A处场强大小 处场强大小 F 为 ，方向为 向左 ；若将A处放点 若将 处放点 q 电荷为－2q，则该处电场强度大小 电荷为－ ， 为

F1
F2 F4
c
F3
• 如图所示，半经为r的硬橡胶圆环上带有均匀 分布的正电荷，其单位长度上的带电量为q， 现截去环上一小段AB，AB长为l(l<<r),则剩余 部分在圆心O处产生的场强多大？方向如何？
四、电场线
1、定义：电场线是用来形象地描 述电场强弱与方向特性的一簇曲线。 电场线上每一点的切线方向，都和该 点的场强方向一致。
E是矢量，其方向与正电荷 4 (+q)在该点受到的电场力的方 向相同
5 E的单位： 牛/库 (N/C)
三、点电荷的电场 电场强度的叠加
1、点电荷的电场
Q 大小： k 2 E r
点电荷Q在真空中形成的电场中，不同点的场强是 不同的，那么场强的大小由什么因素决定？ [解析]在点电荷Q形成的电场中，在距离Q为r的P 点放一试探电荷q
仅对点电荷 的电场适用
F Q 例、关于 E ……①和 E k 2 ……②，下列说 q r
法中正确的是（ C ） （1）①式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是 放入电场中电荷的电量 （2）①式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是 产生电场电荷的电量 （3）②式中，q是放入电场中的电荷的电量 （4）②式中，Q是产生电场的电荷的电量 A、（1）（3） C、（1）（4） B、（2）（3） D、（2）（4）
B
关于电场强度，下列说法正确的是（ ） A． E=F/q，若q减半，则该处的场强变为原来的 2倍 B．E=kQ/r2中，E与Q成正比，而与r平方成反比 C．在以一个点电荷为球心，r为半径的球面上， 各点的场强均相同 D．电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受 到的电场力的方向
例：如图a所示，A、B是一个点电荷产生的电场 的电场线，如图b则是方向在电场线上，a、b两 处的检验电荷的电荷量大小与所受电场力大小之 间的函数图线，则：（ B ） A、点电荷是正电荷，位置在B侧 B、点电荷是正电荷，位置在A侧 C、点电荷是负电荷，位置在A侧 D、点电荷是负电荷，位置在B侧

比较FA与FB，关于A、B两处的电场有何看法？
电场有强弱、有方向
FA
电场的强弱和方向与空间位置有关
A
+q
+Q
B
FB
+q
【探究2】电场是一种客观存在，某一位置的电场应该是确定的。
Q
q1
F1
寻找一个不变的量
Q
2q1
2F1
Q
3q1
3F1
三、点电荷的电场 电场强度的叠加
（一）点电荷的电场
1.点电荷场强大小：
试探电荷：用来检验电场是否存在和电场各点的性质的电荷 场源电荷：激发电场的带电体所带的电荷
试探电荷的电荷量和体积都很小，使它放入后不影响原来要研究的 电场 试探电荷是为了研究源电荷电场的性质而引入的，它的引入不改 变源电荷的电场
【探究1】如图，电荷+Q周围存在电场，把试探电荷+q分别放入电场中A、B 两点，试大致画出电荷+q受到电场力FA、FB？
q
B.公式
E
kQ 中的Q是放入电场中的试探电荷的电量
r2
C.在一个以点电荷Q为中心，r为半径的球面上，各处的场强都相同
D.空间某点的电场强度E与放在该处的试探电荷所受的电场力F成正
比，与试探电荷的电荷量q成反比
要点总结
电场
基 本
电场强度
知 识
电场的叠加
点
电场线
客观存在、特殊物质
E F q
特例
Q E k r2
四、电场线 我们可以用什么方法来形象地描述电场呢？
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。
1.地位：形象地、直观地描述电场的一种工具、模型。

3、等量同种点电荷形成的电场中电场中电 场线分布情况
特点： a、两点电荷连线中点O处场强为0 b、两点电荷连线中点附近的电场线非常 稀 疏，但场强并不为0 c、两点电荷连线的中点到无限远电场线 先变密后变疏
4、匀强电场
特点： a、匀强电场是大小和方向都相同的电场， 故匀强电场的电场线是平行等距的直线 b、电场线的疏密反映场强大小，电场方 向与电场线平行
词类转换
按要求写出下列单词的适当形式。
1.arrive (vi.) _a_r_r_i_v_a_l__ (n..) 到达
类似：
approve (n.)_a_p_p__r_o_v_a_l_ (adj.) 赞成
2. wait (vj.) __w__a_it_e_r__ (n.) 服务员
类似：
edit (v.)___e_d_i_t_o_r______ (n.)多雾的
二、电场线的特征
1、电场线密的地方场强大，电场线疏的地方 场强小 2、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷， 孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止于（或 起于）无穷远处点 3、电场线不会相交，也不会相切
4、电场线是假想的，实际电场中并不存在
5、电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电 场中的运动轨迹之间没有必然联系
三、几种常见电场中电场线的分布及特点
1、正、负点电荷的电场中电场线的分布
特点： a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大 b、以点电荷为球心作个球面，电场线处处 与球面垂直，在此球面上场强大小处处相 等，方向不同。
2、等量异种点电荷形成的电场中的电 场线分布
特点： a、沿点电荷的 连线，场强先 变小后变大 b、两点电荷连线中垂面（中垂线）上， 场强方向均相同，且总与中垂面（中垂线） 垂直 c、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连 线的中点0等距离各点场强相等。

二、等量同种电荷 1、在电荷连线上
从O点向两侧逐渐增大，数值关于O点对称，方 向相反。
N点电场强度大小：EN = ∴当x= 时，EN =0，即在两电荷连线中点O处
场强最小
2、中垂线上
合电场强度的大小随着距O点 的距离增大，先从零增大到 最大，然后逐渐减小。
由极限分析法易得：在O点处，E =0；在距O点 无限远处，E =0。说明中间某位置有极大值
等量同种（异种）点电荷在空间的场强分布比较复 杂，但在两条线（点电荷连线及其中垂线）上仍有其 规律性。
设它们带电量为Q，两电荷连线AB长度为L,中点为O.
一、等量异种电荷
x
A
G
O
B
1、 两电荷连线上
图1
在两电荷连线中点O处场强最小，从O点向两侧逐
渐增大，数值关于O点对称。
证明：
EG= EA+ EB=
∵x+(L-x)等于定值L， ∴当x=(L-x)，即x=
时，x与 (L-x)乘积最大， EG有最小值
2、 中垂线上 距O点越远EH越小，两侧电 场强度数值关于O点对称。
A
EA Hθ x EB
O
k Q c L2x2
os 2kQ
L2x2
2
2
2 kQL
L2x2 2
3
L2x22 2