電場(chǎng)的基本性質(zhì)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1電場(chǎng)的基本性質(zhì)電場(chǎng)的基本性質(zhì) 一、電荷一、電荷1、自然界中存在正負(fù)兩種電荷、自然界中存在正負(fù)兩種電荷用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷用毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶負(fù)電荷用毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶負(fù)電荷2、使物體帶電的方式、使物體帶電的方式摩擦起電（絕緣體）摩擦起電（絕緣體）感應(yīng)起電感應(yīng)起電接觸帶電接觸帶電射線照射或光電效應(yīng)射線照射或光電效應(yīng)（導(dǎo)體（導(dǎo)體）第1頁/共23頁 3、電荷守恒定律：、電荷守恒定律：帶電的實(shí)質(zhì)是得失電子。任何物體的帶電帶電的實(shí)質(zhì)是得失電子。任何物體的帶電量都是元電荷量都是元電荷e=1.610-19C的整數(shù)倍。的整數(shù)倍。電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只

2、能從一電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或從物體的一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移的過程中，部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量不變。電荷的總量不變。4、比荷：、比荷：5、點(diǎn)電荷間的相互作用力、點(diǎn)電荷間的相互作用力F=K=9.0109Nm2/c2，叫做靜電力恒量。，叫做靜電力恒量。mq221rQQk第2頁/共23頁二、描述電場(chǎng)的性質(zhì)的物理量二、描述電場(chǎng)的性質(zhì)的物理量電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)強(qiáng)度和電勢(shì)1、電場(chǎng)：電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)、電場(chǎng)：電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)，它會(huì)對(duì)放入其中的電荷產(chǎn)生力的作用，它會(huì)對(duì)放入其中的電荷產(chǎn)生力的作

3、用，并使其具有能量，電荷間的相互作用，并使其具有能量，電荷間的相互作用是通過電場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)的。是通過電場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)的。2、電場(chǎng)強(qiáng)度：、電場(chǎng)強(qiáng)度：（1）定義）定義E=qF第3頁/共23頁（2）物理意義：描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)強(qiáng)）物理意義：描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)強(qiáng)弱及方向的物理量。弱及方向的物理量。（3）方向：與正試探電荷受力方向一致）方向：與正試探電荷受力方向一致。（4）單位）單位N/c或或V/m。注意：注意：E= 是定義式而不是決定式，空是定義式而不是決定式，空間一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是由場(chǎng)源電荷和空間位置間一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是由場(chǎng)源電荷和空間位置決定的，與試探電荷無關(guān)，在點(diǎn)電荷場(chǎng)決定的，與試探電荷無關(guān)，在點(diǎn)電荷場(chǎng)中中E= ，在

4、勻強(qiáng)電場(chǎng)中，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中E=qF2rkQdU第4頁/共23頁空間某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等空間某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于形成該電場(chǎng)的所于形成該電場(chǎng)的所有電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生有電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)的矢量和。場(chǎng)強(qiáng)的矢量和。E1E2EQ1Q2+-第5頁/共23頁 3、電勢(shì)、電勢(shì)（1）定義：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)，等于單）定義：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)，等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到電勢(shì)零點(diǎn)處電場(chǎng)力位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到電勢(shì)零點(diǎn)處電場(chǎng)力所做的功，用符號(hào)所做的功，用符號(hào)表示。表示。（2）物理意義：描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)強(qiáng)）物理意義：描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)強(qiáng)弱的物理量。弱的物理量。（3）是標(biāo)量，比較代數(shù)值，具有相對(duì)性）是標(biāo)量，比較代數(shù)值，具有相對(duì)性?？臻g某點(diǎn)的電勢(shì)等

5、于各場(chǎng)源電荷分別產(chǎn)?？臻g某點(diǎn)的電勢(shì)等于各場(chǎng)源電荷分別產(chǎn)生電勢(shì)的代數(shù)和。生電勢(shì)的代數(shù)和。（4）單位：）單位：V伏特。伏特。第6頁/共23頁 4、電勢(shì)差、電勢(shì)差UAB=A-B，電勢(shì)差即我們通常所說的電，電勢(shì)差即我們通常所說的電壓。壓。5、電勢(shì)能、電勢(shì)能由于電荷間有相互作用而產(chǎn)生的由相對(duì)位由于電荷間有相互作用而產(chǎn)生的由相對(duì)位置所決定的勢(shì)能，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能置所決定的勢(shì)能，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，電場(chǎng)力做負(fù)功電勢(shì)能增加。減小，電場(chǎng)力做負(fù)功電勢(shì)能增加。Ep=qWAB=qUAB=q(A-B)=EpA-EpB=Ep第7頁/共23頁6、場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的關(guān)系、場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的關(guān)系（1）場(chǎng)強(qiáng)為零的地方，電勢(shì)不一定為

6、）場(chǎng)強(qiáng)為零的地方，電勢(shì)不一定為0。（2）電勢(shì)為零的地方，場(chǎng)強(qiáng)不一定為）電勢(shì)為零的地方，場(chǎng)強(qiáng)不一定為0。（3）場(chǎng)強(qiáng)為零的區(qū)域內(nèi)，電勢(shì)處處相等）場(chǎng)強(qiáng)為零的區(qū)域內(nèi)，電勢(shì)處處相等。（4）勻強(qiáng)電場(chǎng)中）勻強(qiáng)電場(chǎng)中U=Ed。（。（d為沿場(chǎng)強(qiáng)方為沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離）向的距離）第8頁/共23頁三、描述電場(chǎng)的圖形三、描述電場(chǎng)的圖形電場(chǎng)線與等勢(shì)面電場(chǎng)線與等勢(shì)面1、電場(chǎng)線特點(diǎn)、電場(chǎng)線特點(diǎn)（1）從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止的假想曲）從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止的假想曲線，不閉合，也不能在無電荷處中斷。線，不閉合，也不能在無電荷處中斷。（2）電場(chǎng)線的切線方向代表場(chǎng)強(qiáng)方向。）電場(chǎng)線的切線方向代表場(chǎng)強(qiáng)方向。（3）電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)的強(qiáng)

7、弱。）電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)的強(qiáng)弱。（4）電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直并總是由高等勢(shì)）電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直并總是由高等勢(shì)面指向低等勢(shì)面，沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低最快面指向低等勢(shì)面，沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低最快。第9頁/共23頁（5）電場(chǎng)線不相交也不相切。）電場(chǎng)線不相交也不相切。注意：沿電場(chǎng)線電勢(shì)總是降低的，正電注意：沿電場(chǎng)線電勢(shì)總是降低的，正電荷的電勢(shì)能沿電場(chǎng)線降低，而負(fù)電荷的荷的電勢(shì)能沿電場(chǎng)線降低，而負(fù)電荷的電勢(shì)能沿電場(chǎng)線升高。電場(chǎng)線不是電荷電勢(shì)能沿電場(chǎng)線升高。電場(chǎng)線不是電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡，在只受電場(chǎng)力時(shí)，只有電的運(yùn)動(dòng)軌跡，在只受電場(chǎng)力時(shí)，只有電場(chǎng)線是直線且電荷初速度與電場(chǎng)線平行場(chǎng)線是直線且電荷初速度與電場(chǎng)線平行時(shí)，電荷才會(huì)沿

8、電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)。時(shí)，電荷才會(huì)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)。第10頁/共23頁2、等勢(shì)面的特點(diǎn)、等勢(shì)面的特點(diǎn)（1）等勢(shì)面上電勢(shì)處處相等，沿等勢(shì)面）等勢(shì)面上電勢(shì)處處相等，沿等勢(shì)面移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功。移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功。（2）等勢(shì)面不相交也不相切。）等勢(shì)面不相交也不相切。（3）等差等勢(shì)面的疏密表示場(chǎng)的強(qiáng)弱。）等差等勢(shì)面的疏密表示場(chǎng)的強(qiáng)弱。3、幾種特殊場(chǎng)的電場(chǎng)線和等勢(shì)面分布、幾種特殊場(chǎng)的電場(chǎng)線和等勢(shì)面分布第11頁/共23頁（1）點(diǎn)電荷場(chǎng)）點(diǎn)電荷場(chǎng) （2）勻強(qiáng)電場(chǎng)）勻強(qiáng)電場(chǎng)+第12頁/共23頁（4）等量異種點(diǎn)電荷場(chǎng)）等量異種點(diǎn)電荷場(chǎng)中點(diǎn)：中點(diǎn)：E0，=0（3）等量同種點(diǎn)電荷場(chǎng)）等量同種點(diǎn)電荷場(chǎng)中點(diǎn)：中點(diǎn)：E=0，0

9、第13頁/共23頁四、電場(chǎng)問題計(jì)算中的符號(hào)法則四、電場(chǎng)問題計(jì)算中的符號(hào)法則1、矢量運(yùn)算：不必帶入正負(fù)，根據(jù)正電荷、矢量運(yùn)算：不必帶入正負(fù)，根據(jù)正電荷F與與E同向，負(fù)電荷同向，負(fù)電荷F與與E相反判斷電場(chǎng)力相反判斷電場(chǎng)力方向即可。方向即可。2、標(biāo)量運(yùn)算：、標(biāo)量運(yùn)算：W，U，Ep，q均有正均有正負(fù)號(hào)，要代入算式，遵從計(jì)算結(jié)果。負(fù)號(hào)，要代入算式，遵從計(jì)算結(jié)果。第14頁/共23頁 五、練習(xí)五、練習(xí)例例1：如圖所示，：如圖所示，A、B是帶等量同是帶等量同種電荷的兩小球，它們質(zhì)量都是種電荷的兩小球，它們質(zhì)量都是m，它們的絕緣輕懸線長(zhǎng)都是，它們的絕緣輕懸線長(zhǎng)都是l，縣，縣線上端都固定在同一點(diǎn)線上端都固定在同一

10、點(diǎn)O上，上，B球球懸線豎直且被固定，懸線豎直且被固定，A球因受庫(kù)侖球因受庫(kù)侖斥力而偏離斥力而偏離B球球x距離而平衡靜止距離而平衡靜止，此時(shí)，此時(shí)A的懸線拉力為的懸線拉力為T，現(xiàn)保持，現(xiàn)保持其它條件不變，用改變其它條件不變，用改變A球質(zhì)量的球質(zhì)量的方法，使方法，使A球在距球在距B為為 處?kù)o止平處?kù)o止平衡，則衡，則A球懸線的拉力為多大？球懸線的拉力為多大？2x第15頁/共23頁 解：此題考察庫(kù)侖定律和力的平衡問解：此題考察庫(kù)侖定律和力的平衡問題，用相似三角形法解題，由三角形相似題，用相似三角形法解題，由三角形相似偏離最低點(diǎn)偏離最低點(diǎn)x時(shí)，時(shí)，偏離偏離 時(shí)，時(shí)，由庫(kù)侖定律知由庫(kù)侖定律知F=4F解得解

11、得m=8m=8T2xxFlTlmg2xFlTlgm第16頁/共23頁 例例2：下列關(guān)于帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)：下列關(guān)于帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡與電場(chǎng)線的關(guān)系說法中正確的是（動(dòng)軌跡與電場(chǎng)線的關(guān)系說法中正確的是（ ）A 帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，如只受電場(chǎng)力作帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，如只受電場(chǎng)力作用，其加速度方向一定與電場(chǎng)線方向相同用，其加速度方向一定與電場(chǎng)線方向相同B 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡一定與電場(chǎng)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡一定與電場(chǎng)線重合線重合C 帶電粒子只受電場(chǎng)力作用，由靜止開始運(yùn)帶電粒子只受電場(chǎng)力作用，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡一定與電場(chǎng)線重合動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡一定與電場(chǎng)線重合D 帶電粒子在電

12、場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡可能與電場(chǎng)線帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡可能與電場(chǎng)線重合重合D第17頁/共23頁例例3：下列說法錯(cuò)誤的是（：下列說法錯(cuò)誤的是（ ）A 物體所帶的電量可以為任意實(shí)數(shù)物體所帶的電量可以為任意實(shí)數(shù)B 物體帶正電荷物體帶正電荷1.610-9C，是因?yàn)槭?，是因?yàn)槭チ肆?010個(gè)電子個(gè)電子C 體積很小的帶電體不一定是點(diǎn)電荷體積很小的帶電體不一定是點(diǎn)電荷D 相互作用的兩個(gè)點(diǎn)電荷中帶電量大的受相互作用的兩個(gè)點(diǎn)電荷中帶電量大的受庫(kù)侖力與帶電量小的一樣大庫(kù)侖力與帶電量小的一樣大A第18頁/共23頁例例4：一個(gè)電量為：一個(gè)電量為q的正點(diǎn)電荷，在電場(chǎng)中的正點(diǎn)電荷，在電場(chǎng)中從從a點(diǎn)移到點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)該點(diǎn)電荷做功點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)該點(diǎn)電荷做功W，那么，那么a、b兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差等于（兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差等于（ ）A W/q B q/W C W D qWA第19頁/共23頁 例例5：如圖所示，：如圖所示，P、Q是兩個(gè)電量相等是兩個(gè)電量相等的正點(diǎn)電荷，他們連線的中點(diǎn)是的正點(diǎn)電荷，他們連線的中點(diǎn)是O、M、N是是中垂線上的兩點(diǎn)，中垂線上的兩點(diǎn)，OMON，EM、EN、M、N分別表示分別表示M、N兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)（兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)（ ）A EM一定大于一定大于EN，M一定大于一定大于NB EM不一定大于不一定大于EN，M一定大于一定大于N