高二物理电场、电场强度-PPT课件

电场中的不同点，电场的方向、强弱一般不同。
交流讨论
2. 如何比较不同点电场的强弱呢？
同一电荷放在电场中的不同点，在某点受到的静电力越大， 说明该点电场越强。
3. 什么是试探电荷？
为了研究电场的性质而引入的，不改变原来电场的电荷。 试探电荷是一种理想化模型。
什么是场源电荷？
激发电场的带电体所带的电荷叫作场源电荷。
3. 电场强度的叠加原理：
如果几个点电荷同时存在，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。
E1
E E2
E
E2
E1
巩固提升
例3．真空中两个正点电荷A、B所带电荷量皆为＋Q，且相距为r，
r
则A、B之间连线上距离A为 处的P点的电场强度的大小为多少？
3
解：A、B都在P点产生电场，根据公式 E
点。以下说法正确的是（ AC ）
A．粒子必定带正电荷 B．粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度 C．粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度 D．粒子在M点的加速度等于它在N点的加速度
交流讨论
1. 如果一个电场中，各点的电场强度的方向均相同，那么这个 电场的电场线有什么特点？
电场线是平行的。
2. 如果电场中各点的电场强度的大小也相等，那么这个电场的 电场线有什么特点？
5. 电场强度的物理意义
• 电场强度是描述电场的强弱及方向的物理量。 • 电场强度反映了电场的力的性质。
巩固提升 例2．电场中有一点 P，下列说法正确的是（ C ）
A．若放在 P 点的电荷的电荷量减半，则 P 点电场强度减半 B．若 P 点没有试探电荷，则 P 点的电场强度为零 C．P 点的电场强度越大，则同一电荷在 P 点所受的静电力越大 D．P 点的电场强度方向为试探电荷在该点的受力方向

电场 电场强度
引入
物体之间的相互作用，有的需要通过接触挤压； 有的则不需要。
例如： •接触力:压力,支持力,拉力和摩擦力等 •非接触力:万有引力（重力）,磁力， 库仑力等
引入
那么，没有接触的两个电荷之间的相互作用
靠什么传递呢？
——电场
电场
1. 电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质
F
A
B
• 2. 电场对放入其中的电荷有力的作用。这种 力叫做电场力。
kQd
kQd
E Lr 2 (2r d )r 2
A
d
B
·r
方向由圆心指向间隙中心
填补 对称 叠加 等效替换
21
例2．如图所示，带电量为+q的点电荷与均匀带 电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过 板的几何中心。若图中a点处的电场强度为零， 根据对称性，带电薄板在图中b点处产生的电场
强度大小为_k__q_/_d_2_，方向_水__平__向__左_ 。
特点：
a.沿点电荷的连线，场强先变小后变大,O
点的电场强度最小（中点）
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，中垂面上移动电 荷时，电场力不做功
c.中垂面上，O点电场强度最大，从O点向外，电场
强度依次减小。 d.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。
解析：因为Ea=0,故薄板与+q
产生的场强在该处大小相等、 b
方向相反,即E板=Eq=kq/d2,同 时可知,薄板也带正电,根据
薄板形成电场的对称性,薄板
在b点的场强也为kq/d2,方向
水平向左.
d
对称 叠加 等效替换

（1）如果当它摆动到B点时突然施加一竖直向
上 的 ,大小为E=mg/q 的 匀 强 电 场 ,则此时线中拉
力T1= 0 .
（2）如果这一电场是在小球从A 点 摆 到 最 低 点
C时突然加上去的,则当小球运动到B点时线中的
拉力T2=
.
T2mvB l2 2m(g 1cos)
②两点电荷连线的中垂面（线）上，电场线的方向均相同，即场强方向相同，且与中垂面（线）垂直.
.
①实例：两块靠近的平行金属板，大小相等，互相正对，分别带有等量的正负电荷，它们之间电场除边缘附近外是匀强电场。
例：把一质量为m=15g，带电量为q=-1.
Tcos30 =mg ③（从a）两点电荷连线中点O沿中垂面（线（）b到0）无限远，电场线先变密后变疏，即场强先变大后变小.
T
B．曲线运动
*静电场中的电场线起始于
电荷（或
处），终止于
电荷（或
处）。
得：E=mgtan300/q
qE
= 5×103N/C
mg
典型问题分析 电场线
例：质量为m,电荷量为+q的小球,用一根绝缘细
线悬于O 点 ,开始时它在A、B 之 间 来 回 摆 动 ,OA、
OB与竖直方向OC的夹角均为θ，如图所示.
电场 电场强度——电场线
⑤关于O点对称的两点A与A′、B与B′的场强等大、反向.
A、a、b两点的场强方向相同
杭州外国语学校
问 题 ： 某 正 点 电 荷 Q 的 带 电 量 为 8.010-9C， 在 距 点 电 荷
20cm 和40cm处的场强是多大？方向如何?请在画中示意。
E
k
q r2
E145N0/C
③从两点电荷连线中点O沿中垂面（线）到无限远，电场线先变密后变疏，即场强先变大后变小.

（2）负点电荷的电场 当Q为负电荷时，电场强度E的方向 沿半径向内。
新知讲解
2.电场的叠加原理
（1）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。这种关系叫做电场强度的叠加原理。
P
E1
E
E2
+Q1
-Q2
E
E2
E1
电场强度的叠加
+Q
+Q
新知讲解
（2）一个半径为R的均匀带电球体（或球壳） 在球的外部产生的电
思考讨论3：你认为这样的推测是否正确？怎样来验证呢？
新知讲解
如图，在点电荷Q的电场中的P点，放一
个试探电荷q1 ，它在电场中受到的静电
力是F1 ，根据库仑定律：
F1
=
k
Qq1 r2
（1）
同理，如果把试探电荷换成q2 ，它在电
场中受到的静电力是 F2 ，有
F1
=
k
Qq2 r2
（2）
试探电荷 p
q1
场源电荷 r Q
•电场 电场强度
新知讲解
一、电场
法拉第
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。
新知讲解
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。
两个电场强度公式的比较
F E=

F2
任意场点 p 的场强
qi
F1
1 dq
q
dE
E
4 0 V dE
r2

er
1
4
0
V drq2 er
对实际问题，常引入线电荷密度、
dq V
面电荷密度和体电荷密度来计算场。
体密度 dq dV 面密度 dq dS 线密度 dq dl
E


V
单位：牛顿/库仑（ N·C-1）或伏特/米(V/m)。 方向：正试验电荷在该点的受力方向。
2 点电荷场强
q在A处产生的场强为：假设A处有试验电荷，试验电荷受力为 F，则有：

1
4 0
q r2
er
q

A
r
r 由q指向A
q

>0
<0
E 与 r 同向由 q A
E
与
r
x r0 2 r0 2
E
A
E
x
q O q
x r0 2 r0 2
E
A
E
x
E

1
4π 0
q (x r0
2)2 i
E


1
4π 0
q (x r0
2)2 i
x
E
r0
E

E
E

q
4π 0


(
x
2
2xr0 r02
4)2
p

ql
称为电偶极子的电偶极
矩
电偶极子
*在一正常分子中有相等的正负电荷，当正、负电荷的中心不重合时， 这个分子构成了一个电偶极子。

[例3]某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受静电力作 用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M运动到N,以下说法正确的是 C(D ) A.粒子必定带负电荷 B.由于M点没有电场线,粒子在M点不受静电力的作用 C.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度 D.粒子在M点的动能小于在N点的动能
解析:根据电荷运动轨迹弯曲的情况,可以确定点电荷受静电力的方向 沿电场线切线方向,故此点电荷带正电,选项A错误;电场线是形象描述 电场的工具,M点没有电场线,在M点依然有电场,选项B错误;由于电场 线越密,电场强度越大,点电荷受到的静电力就越大,其加速度也越大, 选项C正确;粒子从M点运动到N点,静电力做正功,点电荷在N点的动 能大,选项D正确.
电场强度
一、电场、电场强度
1.电场 (1)概念:存在于电荷周围的一种 特殊 物质,场与实物是物质存在的 两种不同形式. (2)性质:对放入其中的电荷有 力 的作用,电荷间通过 电场 发生 相互作用. (3)静电场: 静止 的电荷产生的电场.
2.电场强度
(1)两种不同功能的电荷 ①试探电荷:用来检验电场 是否存在 及其 强弱 分布情况的电荷,电 荷量和尺寸必须 充分小 . ②场源电荷: 产生电场 . (2)定义: 试探电荷 在电场中某个位置所受的力与其 带电荷量 成正比, 即F=Eq,在电场的不同位置,比例常数E一般 不一样 ,它反映了电场在
2.电场线的特点 (1)起始于无限远或正电荷,终止于 负电荷 或 无限远 .
(2)任意两条电场线不相交. (3)电场线的疏密表示电场的 强弱 ,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.
3.匀强电场 (1)定义:各点电场强度的大小 相等 、方向 相同 的电场. (2)匀强电场的电场线: 间距相等 的平行直线.

D.电荷在a点受到的静电力方向必定与该点场强方向一致
解析 a点处的电场线比b点处的密，因此a点的电场 比b点的强，同一点电荷在a点受到的静电力也大，故 A正确，B错误； 正电荷在a点由静止释放时，静电力方向始终沿电场方向，而速度方向则 在不断变化，因此其运动的轨迹不沿电场线，故C错误； 若是负电荷，则在a点所受静电力方向和电场方向相反，因此电荷在a点 受到的静电力方向不一定和电场方向相同，故D错误.
电场
法拉第 Faraday （1791－1867）
电场
＋
电荷A
电场
电场
FB
—
电荷B
19世纪30年代，法拉第提出：在电荷的周围存在着由它产生的电场，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。
A
电荷
B
电场
电荷
电场以及磁场已被证明是客观存在的，并且是互相联系的，统称为电磁场。
1.电场：存在于 电荷 周围的一种特殊物质，电荷之间的相互作用是通过 _电__场__产生的。 2.场像分子、原子等实物粒子一样具有能量 ，场是物质 存在的一种形式。
子所受静电力大小变化情况不确定，加速度变化情况无法判断，故A、B
错误； 越过O点后，电子做减速运动，则电子运动到O点时速度最大，静电力为
零，加速度为零，故C正确；
根据电场线的对称性可知，越过O点后，加速度可能先增大后减小，故D
错误.
返回
归纳
光芒四射 发散状
众矢之的 会聚状
势不两立 相斥状
手牵手，心连心 相吸状
两等量点电荷的电场
1.等量异种点电荷 (1)在图2中画出等量异种点电荷周围的电场线.
图2 答案
(2)完成下列填空： ①两点电荷连线之间的场强大小变化情况是：从左向右电场变化情况为 _先__变__弱__后__变__强__；在O点左侧电场方向__向__右_，在O点右侧电场方向_向__右__. ②从两点电荷连线中点O沿中垂线到无限远，场强大小变化情况是 逐__渐__减__弱__；在O点上方电场方向__向__右__，在O点下方场强方向_向__右___. ③连线或中垂线上关于O点对称的两点强弱__相__等_(填“相等”或“不相 等”)，方向__相__同_(填“相同”或“相反”).

D.场强方向与检验电荷的极性有关
当堂训练
2、电场中有一点 P，下列说法正确的是（ C ）
A．若放在 P 点的电荷的电荷量减半，则 P 点电场强度减半
B．若 P 点没有试探电荷，则 P 点的电场强度为零
C．P 点的电场强度越大，则同一电荷在 P 点所受的静电力越
大
D．P 点的电场强度方向为试探电荷在该点的受力方向
+Q2
因为电场强度是矢量，若几个点电荷同时存在，这时某点的电场强度，等
于各个点电荷在该点单独产生的电场强度的矢量和(遵循平行四边形定则)。
附：一个半径为R的均匀带电球体
Q
(或球壳)在外部产生的电场，与一个
r
位于球心的、电荷量相等的点电荷产
生的电场相同，球外各点的电场强度：
Q
r
Q
Ek 2
r
r>R，Q是整个球
向跟该点的场强E的方向相同。
-Q
负检验电荷在电场中某点所受静电力的方
向跟该点的场强E的方向相反。
F E
+q
E
-Q
F
-q
当堂训练
F
1.电场强度的定义式为 E ，则（ B ）
q
A.它只适用于点电荷产生的电场
B.无论检验电荷的q值如何变化，F与q的比值对电场中同一点来讲是
不变的
C.电场中某点的场强与放在该点的检验电荷所受的电场力成正比


得E =


场源电荷电荷量
到场源电荷的距离
2.场强方向：
正点电荷电场方向背离电荷
负点电荷电场方向指向电荷
思考：同一球面上的场强相同吗?
思考
如果以Q为中心作一个球面，各处的电场强度相同么？

C.
D.
知道电场线的定义和特点，会用电场线描述电场强度的大小和方向
4、电场和磁场统称为电磁场，电磁场是一种客观存在的特殊物质，也有能量、动量。
我们不能直接用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱因为对于电荷量不同的试探电荷，即使在电场的同一点，所受的静电力也不
相同。
第三节|电场 电场强度
• 答案：D • 解析：A.该电场是匀强电场，故A不符合题意； B.该电场是等量同种正电荷的分布的电场，故B不符合题意； C.该电场是等量异种电荷的分布的电场，，故C不符合题意； D.电场线不可能相交，该电场是不存在，故D符合题意； 故选D。
• 4、如图所示，APB 曲线是电场中的一条电场线，ab 与曲线相切于 P， cd与 ab正交于P，一个电子通过P点时其速度与Pc 同向，若电子只受 电场力作用，则其加速度( )
A.与a同向
B.与b同向
C.与c同向
D.与d同向
• 答案：A
• 解析：电场线的切线的方向表示电场的方向，所以P点的电场的方 向沿Pb 的方向，而电子带负电，负电荷受到的电场力的方向与电场 的方向相反，所以电子在P点受到的电场力的方向沿Pa 的方向．故 选A.
三、点电荷的电场 电场强度的叠加
点电荷的电场
公式 比较内容
E F q
Ek Q r2
本质区别
定义式
点电荷电场强度的决定式
意义及用途
给出了一种度量电场强弱的 方法
指明了点电荷电场强度大小的决定 因素
适用范围
一切电场
真空中点电荷的电场
Q 或 q 的意义
q 表示引入电场的试探电荷的 Q 表示产生电场的场源电荷的电荷
如图，电荷A对电荷B的作用力，就是电荷A的电场对电场B的作用； 电荷B对电荷A的作用力，就是电荷B的电场对电荷A的作用。