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7.3 电场)

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7．3 电场
【教学目标】
1．知识与技能
（1）通过对电场的概念，电场的基本性质.
（2）理解和掌握电场强度的概念.
（3）掌握电场强度公式.
（4）知道电场线特点，知道匀强电场及匀强电场电场线的描述.
2．情感、态度、价值观
使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性，这是认识事物的一种重要的科学方法.
3．过程与方法
通过推理培养学生分析、总结、语言表达的能力.
【教学重点难点】
重点：电场强度、电场线
难点：电场强度概念的建立
【教法学法】实验法，问题解决法，课件演示
【教学准备】课件、多媒体系统
【教学安排】2课时
【教学过程】
一、新课引入：
两个电荷间存在着相互作用力，上一节我们定量地研究了两个点电荷之间的相互作用力的规律——库仑定律.
提出问题：在力学中，我们所学过的弹力、摩擦力均是接触力，只有相互接触的两个物体之间才有可能产生弹力、摩擦力.两个电荷之间并不接触，它们之间的相互作用力是如何实现的呢？
二、进行新课
1、电场
在同学回答的基础上总结出：两个电荷之间的相互作用力是通过电场实现的.任何一个电荷在其周围空间产生电场，电场的基本性质是：对放入其中的电荷产生力的作用.
2．电场强度
将同一个检验电荷q，分别放在电场中的不同点，它所受的电场力的大小和方向一般说来是不同的.
提问：这一实验结果，说明了什么问题？
总结同学回答的情况，强调：同一电场中不同点的性质是不同的，研究电场必须一点一点地研究，即电场在空间有分布.同时回答检验电荷必须是点电荷的原因.
集中研究电场中的某一点P.
将电量为q1的检验电荷放在P点，测得它所受的电场力大小为F1；将电量为q2的检验电荷放在P点，测得它所受的电场力大小为F2；……将电量为q n的检验电荷放在P点，测得它所受的电场力的大小为F n.
实验发现：在电场中的同一点，检验电荷的电量q发生变化，它所受的电场力的大小F也随之变化（成正比的变化），而电场力的大小F与检验电荷电量q 的比值不变，即
这个比值不随检验电荷电量变化，说明它与检验电荷无关，它只与电场中这点（P）有关，它只由电场中这一点决定，所以这个比值可以用来描写电场中该点的性质，将它叫做电场中该点的电场强度的大小.
（1）物理意义：电场强度（简称场强）是描述电场强弱的物理量，它是矢量.
（2）定义：检验电荷在电场中某点所受电场力的大小F与检验电荷的电量q的比值F/q，叫做电场中该点的电场强度的大小，即
E＝F q
（3）方向：规定正检验电荷所受的电场力的方向为该点的电场强度的方向. （4）单位：在国际单位制中，电场强度的单位是N/C.
（5）电场强度是由电场本身决定的物理量，与放入电场中的电荷无关.
（6）电场力：F=Eq
例题精讲
例1 场电荷Q=2×10－4C ，是正点电荷；检验电荷q=2×10－5C ，是负电荷，它们相距r=2m 而静止且都在真空中，如图所示.求：
（1）q 受的电场力.
（2）q 所在的B 点的场强E B .
（3）只将q 换为q ＇=4×10－5C 的正点电荷，再求q ＇受力及B 点的场强.
（4）将受力电荷拿去后再求B 点场强.
解：（1）由库仑定律：F ＝K 2Qq r ＝945
29102102102
--⨯⨯⨯⨯⨯N ＝9N 方向在A 与B 的连线上，且指向A.
（2）由电场强度的定义：E ＝F q ＝2KQq r q ＝2Q k r 所以 E=942910102-⨯⨯＝4.5×510N/C ，方向由A 指向B.
（3）由由库仑定律：F ＝K /2Qq r ＝945
29102104102--⨯⨯⨯⨯⨯N ＝18N ，方向由A 指向B.
E ＝/
/F q ＝2Q k r ＝942910102-⨯⨯＝4.5×510N/C ，方向由A 指向B. （4）因E 与q 无关，自然q=0也不会影响E 的大小与方向，所以拿走q 后场强不变.
3、电场线
电场看不见，摸不着，想个什么样的方法来形象地描述它呢？
为了形象的描述电场的分布情况，人们引入了电场线概念
（1）定义：在电场中画了一些线，使这些线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，并使线的疏密表示场强的大小.这些线称为电场线.
（2）电场线的特点：
①在静电场中，电场线起始于正电荷，终止于负电荷．
对孤立的正电荷，可认为负电荷在无穷远处，电场线由正电荷出发伸向无穷
远；对孤立的负电荷，可认为正电荷在无穷远处，电场线由无穷远处伸向负电荷．
②电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致．
过电场线上某点的切线方向是指跟电场线的行进方向一致的那个方向，如图所示．
③电场线的疏密程度表示电场强度的大小，电场线越密的地方，场强越大；电场线越稀的地方，场强越小．
④两条电场线不能相交
电场中某处的场强大小和方向是惟一确定的，如果两条电场线相交就不能唯一地确定出场强方向，同时在相交点处由于电场线密不可分，因而也不可能反映出场强的大小．
（3）几种常见的带电体周围的电场线分布
①点电荷的电场线分布
②两个等量点电荷的电场线分布
③点电荷与带电平板的电场线分布
④带等量异种电荷平行金属板间的电场线分布．
3、匀强电场
（1）定义：电场强度的大小和方向处处相同的电场，叫做匀强电场．
（2）匀强电场的电场线：是一组等间隔的平行线．
（3）匀强电场的实例：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．
三、处理课后习题：
四、课堂小结：
本节课主要学习了电场的概念，电场强度的定义、物理意义、方向及描述电场的方法电场线的有关知识，最后学习了有关匀强电场的部分知识.
五、布置作业：P156第（1）（2）题及补充题
六、板书设计：
电场（第1课时）
一、电场2、物理意义：
1、定义：3、单位：
2、基本性质：4、方向：
二、电场强度5、电场力：
1、定义：
电场（第2课时）
一、电场线二、匀强电场
1、定义：1、定义：
2、特点：①、②、③、④ 2、匀强电场电场线特点
3、几种常见带电体周围的电场线分布3、实例：
七、教学反思：。

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大学物理-电子教案第7章 静电场

大学物理-电子教案第7章 静电场

N⋅
⨯≈
m
9880c
10
/
通过曲面S 的总电通量 ⎰⎰⋅=Φ=ΦS S e e S d E d
S 为闭合曲面时 ⎰⋅=ΦS e S d E
无关，只与被球面所包围的电量q 有关
虚线表示等势面，实线表示电力线 二、场强与电势梯度的关系 电势与场强的积分关系：⎰⋅=零点
l d E U
，
求出场强分布后可由该式求得电势分布．
空腔内有带电体q时，空腔内表面感应电荷为-q，导体外表面感应电荷为静电屏蔽
）在导体内部有空腔时，空腔内的物体不受外电场的影响。

）接地的导体空腔，空腔内的带电物体的电场不影响外界。

三、有导体存在的静电场场强与电势的计算
有极分子电介质的极化：在外电场作用下分子偶极矩转向与外电场接近平行的方向，叫取向极化。

五、极化强度和极化电荷
极化强度P
)。

大学物理——静电场汇总

大学物理——静电场汇总

第七章静电场§7.1点电荷库仑定律一、点电荷和狄拉克d 函数❶点电荷:是一个理想模型,忽略带电体本身的大小和形状,而将其抽象成带电荷的质点。

❷电荷连续分布线分布:dl dq =λ面分布:ds dq =σ体分布:vd dq =ρ❸d 函数(),00⎩⎨⎧=∞≠=x x X d ()1=⎰∞∞-dx X d 二、库仑定律❶真空12f 1q 2q 12r 21ff1q 2q12f 21f ,12312211212r r q Kq f f =-=229cNm 100.9-⨯=K设,410πε=K 212120mN C 1085.8---⨯=ε则3120122121124r r q q f f επ =-=电介质312312441221012212112r r q q r r q q f f r πεεεπ ==-=εr 电介质的相对介电常数ε 电介质的介电常数§7.2电场电场强度一、电场电荷周围存在的一种特殊形态的物质,具有能量、动量等。

电场对外表现:其一：电场对引入其中的电荷有力的作用;其二：当电荷在电场中移动时,电场对它要做功。

电荷之间的作用是通过电场实现的。

电荷⇔⇔电荷电场二、电场强度为了描述电场对电荷的施力性质，引入一个基本物理量－－电场强度，简称场强，用表示,其定义为EqF E=三、场强迭加原理处于由产生的电场中q 0n q q q ,,,21 ∑∑=====n i in i iE F FE q q 11四、场强的计算点电荷电场,430rrq q F πε =34r r q E πε =点电荷系电场∑∑==i i i ii i r r q E E 34πε任意带电体电场用积分求解.解体步骤:1.将带电体分成无数个电荷元(电荷元不一定是点电荷)电荷元dq 在空间某点的场强:r rdq E d341πε=2.选取适当的坐标系,写出的各个分量的表达式。

Edzy x dE dE E d ,,3.求zy x dE dE E d ,,,⎰=E d E x x ,⎰=E d E y y ⎰=E d E z z 此步最好利用电荷分布的对称性判断方向,减少计算.E4. 带电体的场强kE j E i E E z y x++=§7.3 电感强度高斯定理一、电感强度D在各向同性的均匀电介质中，任一点处的电感强度等于该点的电场强度和介电常数的乘积，即：D εE EDε=二、电力线和电感线电力线电力线在电场中任一点处,通过垂直于的单位面积的电力线条数等于该点处的量值。

第7章 晶体结构7.3 离子极化

第7章 晶体结构7.3 离子极化

4 第7章 晶体结构
7.3 离子极化
离子的极化: 离子在电场作用下产生变形的现象。

7.3.1. 离子的极化作用和变形性
离子的极化作用：使异号离子极化变形的作用。

离子的变形性：被异号离子极化而发生电子云变形的性能。

正离子或负离子都有极化作用和变形性，但:
正离子极化作用大；负离子变形性大。

影响因素：离子的半径、电荷、电子构型。

1．正离子
(1)电荷多(少)，极化能力强(弱)，如
Si 4+>Al 3+>Mg 2+>Na +
(2)半径越小，极化能力越强，变形性越小：
极化能力：Li +>Na +>K +>Rb +>Cs +；变形性：Li +<Na +<K +<Rb +<Cs +
(3)电子层结构：极化作用和变形性的大小依次为：
8e < 9~17e < 18e 和(18+2)e
原因：d 电子对核屏蔽作用小；内层电子对d 电子屏蔽作用大。

2．负离子
(1) 负电荷越多，变形性越大。

如O 2->F -。

(2) 半径越大，变形性越大。

如F -<Cl -<Br -<I -。

(3) 复杂负离子的变形性不大，中心离子氧化数越高，变形性越小。

(内部原子间相互作用大，组成结构紧密、对称性高的原子团变形性小)
下列离子的变形性大小顺序为：。

物理学史7.3 光电效应的研究

物理学史7.3 光电效应的研究

7.3光电效应的研究爱因斯坦最早明确地认识到，普朗克的发现标志了物理学的新纪元。

1905年，爱因斯坦在著名论文：《关于光的产生和转化的一个试探性观点》中①，发展了普朗克的量子假说，提出了光量子概念，并应用到光的发射和转化上，很好地解释了光电效应等现象。

后来，爱因斯坦称这篇论文是非常革命的，因为它为研究辐射问题提出了崭新的观点。

7.3.1爱因斯坦的光量子理论爱因斯坦在那篇论文中，总结了光学发展中微粒说和波动说长期争论的历史，揭示了经典理论的困境，提出只要把光的能量看成不是连续分布，而是一份一份地集中在一起，就可以作出合理的解释。

他写道：“在我看来，如果假定光的能量在空间的分布是不连续的，就可以更好地理解黑体辐射、光致发光、紫外线产生阴极射线（按：即光电效应），以及其他有关光的产生和转化的现象的各种观测结果。

根据这一假设，从点光源发射出来的光束的能量在传播中将不是连续分布在越来越大的空间之中，而是由一个数目有限的局限于空间各点的能量子所组成。

这些能量子在运动中不再分散，只能整个地被吸收或产生。

”也就是说，光不仅在发射中，而且在传播过程中以及在与物质的相互作用中，都可以看成能量子。

爱因斯坦称之为光量子，也就是后来所谓的光子（photon）。

光子一词则是1926年由路易斯（G.N.Lewis）提出的。

作为一个事例，爱因斯坦提到了光电效应。

他解释说①：“能量子钻进物体的表面层，……，把它的全部能量给予了单个电子……，一个在物体内部具有动能的电子当它到达物体表面时已经失去了它的一部分动能。

此外还必须假设，每个电子在离开物体时还必须为它脱离物体做一定量的功P（这是物体的特性值——按：即逸出功）。

那些在表面上朝着垂直方向被激发的电子，将以最大的法线速度离开物体。

”这样一些电子离开物体时的动能应为：hν-P爱因斯坦根据能量转化与守恒原理提出，如果该物体充电至正电位V，并被零电位所包围（V也叫遏止电压），又如果V正好大到足以阻止物体损失电荷，就必有：eV=hν-P，其中e即电子电荷。