优选教育第一章第三节电场强度.ppt

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。

第一章
பைடு நூலகம்
3
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解析：A：场强是矢量，不仅有大小，而且有方向，以点 电荷 Q 为圆心，半径为 r 的球面上，场强的大小 E＝kQ/r2，但 方向不同，故 A 错误。 B：在正电荷和负电荷周围确定场强的方法相同，用试探 电荷 q 放到被考察点，q 所受的电场力为 F，那么 E＝F/q。由 此可见，何处场强大，何处场强小，与电荷的正负并没有什么 关系，故 B 也错误。
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知识点 4
电场强度的叠加
1.如果场源电荷不只是一个点电荷，则电场中某点的电 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。 2．电场强度是矢量，场强的叠加本质是矢量叠加，所 以应该用
平行四边形
N/C
。
(4)方向：规定为 正电荷 在该点受的电场力的方向。
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5．某点的场强为 1N/C，它表示 1C 的点电荷在此处会 受到 1N 的电场力作用。 6． 物理意义： 电场强度是反映 电场本身的力的性质 的 物理量，其大小表示电场的强弱。
第一章
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知识点 3
点电荷的场强
Q 1.公式：E＝ kr2 ，Q 为真空中点电荷的带电量，r 为
该点到点电荷 Q 的距离。 2．方向：若 Q 为 正电荷 ，场强方向沿 Q 和该点的连 线指向该点； 若 Q 为 负电荷 ， 场强方向沿 Q 和该点的连线 指向 Q。 3．适用条件： 真空中点电荷 。

.
3、电场线特征：
（1）电场线并不是电场中实际存在的线，而是形象地描述 电场的假想的线。
（2）电场线起于正电荷止于负电荷。 （3）电场线不闭合，不相交。
（4）电场线越密的地方，场强越大；电场线越疏的地方，场 强越小。
（5）匀强电场中的电场线必是一族平行的直线。 （6）电场线不是电荷在电场中的运动轨迹。
2. 电场的基本性质：对放入其中的电荷有力的 作用。这种力叫做电场力。
.
二、电场强度
1、场源电荷与试探电荷 场源电荷：产生电场的电荷。 试探电荷：放入电场中探测电场性质的电荷 试探电荷必须具备条件： （1）电量足够小；（2）点电荷。
.
2、电场强度
（1）定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力 跟它的电量的比值叫该点的电场强度，简称场强。 （2）定义式： E F
第电三场节强度电pp场t课强件度
.
提出问题
电荷q1
作用力
电荷q2
电荷间的这种作用力是怎样产生的？ 引入电场
电荷q1
电场
.
电荷q2
一、电场
• 1.电场：电场是电荷周围存在的一种特殊物质
物质存 在的两 种形式
实体 :由分子或原子组成，看得见， 摸得着
场:看不见，摸不着，不以人的感官意 识为转移的客观存在
+Q
FA
A
-q
EA
.
2、电场强度
（5）物理意义：反映电场本身的性质（电场强弱和方 向），电场中某点的电场强度数值上 等于单位电荷在那里所受的电场力。
注意：（1）E=F/q 为定义式，适用于一切电场。
（2）某点的电场强度的大小及方向取决于电场 本身（即场源电荷与位置），与检验电荷的正负、 电量的大小、有无及受到的电场力均无关。

q1 源点系
电场强度叠加原理 E Ei
q1
源点1 +
源点2 - q2

E2

E

场点 E1
二 电偶极子的电场强度
r 电偶极子的轴 0
电偶极矩（电矩）
p

qr0
q

讨论
p q
r0
（1）电偶极子轴线延长线上一点的电场强度
q O q
x r0 2 r0 2
E
A
E
x2 )3/2
x 2rdr 40 (r 2 x2 )3/ 2
rx
dr
P dE
E 2x
4 0
R 0
(r 2
rdr x2 )3/2

2
0
1
(R2
x x2 )1/ 2
E

2
0
1
(R2
x x2 )1/ 2


0
4π0 ( y2
a2)32
dE dEy dE
dEx2 p dEx1
2πaλ y

用矢量表示
4π
0( E
y2 a2

4π 0
)3 2

qy
(y2
a
2
)
3
2
θ ry dl
a
【讨论】：1. y >> a

qy
E 4π 0 y3
（点电荷）
2. Y = 0 时 ， E = 0
l
③电偶极子在电场中所受的力矩
+f
P

E
M flsin qElsin PEsin

复习引入
点电荷： 大小及形状可忽略的带电体
库仑定律 ：真空中两个点电荷之间相互作用的电力， 跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二 次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
F kq1q2 r2
问题1 电荷之间的相互作用力是如何发生的？
法拉第提出“场”概 念 电荷之间通过电场发生相互作用
F/q能反映单位电荷受到的电场力的性质——电 场的强弱
一.电场 1.定义：电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质 2.电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用
二.电场强度E 1.定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的 电荷量q的比值，叫做该点的电场强度。E F
q
2.单位：伏/米(v/m) 1伏/米=1牛/库 3.方向：电场中某点正电荷受力的方向为该点场强方向 4.理解： （1）它能反映电场力的性质，与放入的电荷无关，由电 场本身决定。
英国物理学家 法拉第
（1791-1867）
一.电场 1.定义：电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质
电荷 A
电场
电荷 B
2.电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用
问题2 怎样描述电场的强弱？
场源电荷：即产生电场的电荷Q 试探电荷：电量充分小、体积充分小
q +Q
试探电荷距场源电荷不同位置的受力情况
（2）知道某点场强E，任意电荷q受力：F=Eq
问题3 点电荷的场强如何？
利用电场强度定义和库仑定律，推导点电荷周
围某点的电场强度
E F q
k Qq F r2
Qq
E F k r2 qq

kQ r2
一.电场 二.电场强度E 三.点电荷电场强度
kQ 1.点电荷场强大小：E= r 2

1、点电荷的电场强度：
你能利用电场强 度定义和库仑定律， 推导真空中点电荷周 围某点的电场强度
∵
F
kQq r2
∴ 该点的电场强度为
E
F q
kQ r2
注意:（1）点电荷Q产生的电场中，某一点的电场强度的大小由 点电荷Q及P点到Q的距离r决定，与检验电荷q无关。
（2）当Q一定时，越靠近Q的点(r越小)，电场强度越大。
（3）如果以Q为中心作一个球面，则球面上各点的电 场强度大小相等。
正点电荷电场方向沿半径向外 2.电场强度方向：
负点电荷电场方向沿半径向内
＋
－
3、
E
F q
和
E
k
Q r2
的区别：
适用范围 电荷的意义
EF q
定义式，适用 于一切电场
q是检验定式，适用 于真空中点电 荷电场
Q是场源电荷， E与Q成正比， 与r2成反比
4、一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在 外部产生的电场
与一个位于 球心的、电 荷量相等的 点电荷产生 的电场相同
Q Q
r
P
E
k
Q r2
r
P
三、点电荷的电场 电场强度的叠加
如果有几个点电荷同时存在，在几个点电荷共同 形成的电场中，如何求某点的电场强度？
四、电场线
1、电场线的特点：
（1）电场线从正电荷或无穷远 出发，终止于无穷远或负电荷；
（2）任意两条电场线都不相交；
如果相交，交点就会有两个切 线方向，而同一点的电场强度 和方向是唯一的。
（3）在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线越密， 电场强度较小的地方电场线较疏，因此可以用电场线 的疏密来比较各点电场强度的大小．