高中物理電場及其描述

1、高中物理電場及其描述第1頁，共23頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)9分，星期四一.電場1.電場是一種特殊形態(tài)的物質(zhì)2.電場的基本性質(zhì)：對放入其中的電荷具有力的作用（電荷和電荷間的作用力是通過電場來實(shí)現(xiàn)的）3.電荷周圍存在電場第三節(jié) 電場及其描述電荷q1電荷q2電場第2頁，共23頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)9分，星期四電場的基本性質(zhì)：對放入其中的電荷有力的作用。電場的強(qiáng)弱是與位置有關(guān)的。實(shí)驗(yàn)中的帶電小球是用來檢驗(yàn)電場是否存在及其強(qiáng)弱分布情況的，稱為試探電荷，或檢驗(yàn)電荷； 試探電荷的電量應(yīng)足夠小；(不至于影響原電場分布) 試探電荷的線度應(yīng)足夠??；(可以研究電場中各點(diǎn)情況)被檢驗(yàn)的電場是電荷

2、Q所激發(fā)的，所以電荷Q稱為場源電荷，或源電荷。電荷量和尺寸充分小第三節(jié) 電場及其描述第3頁，共23頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)9分，星期四怎樣來描述電場的強(qiáng)弱呢？能否用試探電荷所受的靜電力來表示電場的強(qiáng)弱？不同電荷量的試探電荷，即使在電場的同一點(diǎn)，受到的靜電力也不相同。第三節(jié) 電場及其描述第4頁，共23頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)9分，星期四實(shí)驗(yàn)表明： 不同的試探電荷在電場中某個位置所受的力不同，但在電場中同一點(diǎn)電荷所受到的力F與試探電荷的電荷量的比值是一定值；而在電場的不同位置，這個比值一般說來是不一樣的。1、電場強(qiáng)度：放入電場中某點(diǎn)的電荷所受的力F與它的電荷量q的比值，叫做這點(diǎn)

3、的電場強(qiáng)度（場強(qiáng)）。2、公式：E=F/q3、單位：牛每庫（N/C）；伏每米（V/m）；1V/m=1N/C4、方向：電場強(qiáng)度是矢量其方向跟正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同；跟負(fù)電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相反比值定義法第三節(jié) 電場及其描述第5頁，共23頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)9分，星期四點(diǎn)電荷是最簡單的場源電荷，它激發(fā)的電場有什么特點(diǎn)呢？式中Q是場源電荷大小如果以Q為中心作一個球面，則球面上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等。第三節(jié) 電場及其描述5、物理意義： 場強(qiáng)反映電場的力的性質(zhì)，由電場本身決定，與有無放入試探電荷及電量多少無關(guān) 。 第6頁，共23頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)9分，星期

4、四【例題1】場電荷Q=210-4C,是正點(diǎn)電荷,檢驗(yàn)電荷q=-210-5C，是負(fù)電荷，它們相距r=2m且都在真空中，如圖所示。求： (1)q受的電場力。 (2)q所在的B點(diǎn)的場強(qiáng)EB。 (3)只將q換為=410-5C的正點(diǎn)電荷，再求受力及B點(diǎn)的場強(qiáng)。 (4)將受力電荷拿去后再求B點(diǎn)場強(qiáng)。QqABr第三節(jié) 電場及其描述第7頁，共23頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)9分，星期四【例題2】關(guān)于電場，下列敘述正確的是：A.以點(diǎn)電荷為圓心，r為半徑的球面上，各點(diǎn)的場強(qiáng)都相同B.正電荷周圍的電場一定比負(fù)電荷周圍的電場強(qiáng)度大C.在電場中某點(diǎn)放入檢驗(yàn)電荷q，該點(diǎn)的場強(qiáng)為EF/q，取走q后，該點(diǎn)場強(qiáng)不變D.電

5、荷在電場中某點(diǎn)所受電場力很大，則該點(diǎn)電場一定很大 【答案】C第三節(jié) 電場及其描述第8頁，共23頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)9分，星期四三.電場疊加原理如果在空間同時存在多個點(diǎn)電荷，這時在空間某一點(diǎn)的場強(qiáng)等于各個電荷單獨(dú)存在時在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和?！纠}3】如圖所示，正點(diǎn)電荷Q1、負(fù)點(diǎn)電荷Q2在P點(diǎn)產(chǎn)生的合場強(qiáng)如何確定？第三節(jié) 電場及其描述第9頁，共23頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)9分，星期四四.電場的形象化描述電場線 1.概念:電場線是用來形象地描述電場強(qiáng)弱與方向特性的一簇曲線.(電場線是假想的，實(shí)際電場中并不存在.)2.電場線的特征靜電場的電場線起于正電荷止于負(fù)電荷，孤立的正

6、電荷（或負(fù)電荷）的電場線止于（或起于）無窮遠(yuǎn)處點(diǎn).(單向的,非閉合的)電場線不會相交，也不會相切.電場線疏密反映電場強(qiáng)弱,電場線密的地方場強(qiáng)大，電場線疏的地方場強(qiáng)小.電場線上每一點(diǎn)的切線方向，都和該點(diǎn)的場強(qiáng)方向一致.第10頁，共23頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)9分，星期四特點(diǎn)：a、離點(diǎn)電荷越近,電場線越密,場強(qiáng)越大.b、以點(diǎn)電荷為球心作個球面,電場線處處與球面垂直,在此球面上場強(qiáng)大小處處相等，方向不同.3.幾種常見電場中電場線的分布及特點(diǎn)正、負(fù)點(diǎn)電荷的電場中電場線的分布第11頁，共23頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)9分，星期四特點(diǎn)：a、沿點(diǎn)電荷的連線,場強(qiáng)先變小后變大.b、兩點(diǎn)電荷連

7、線中垂面（中垂線）上,場強(qiáng)方向均相同,且總與中垂面（中垂線）垂直.等量異種點(diǎn)電荷形成的電場中的電場線分布c、在中垂面（中垂線）上,與兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)0等距離各點(diǎn)場強(qiáng)相等.第12頁，共23頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)9分，星期四等量同種點(diǎn)電荷形成的電場中電場中電場線分布情況特點(diǎn)：a、兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處場強(qiáng)為0.b、兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)附近的電場線非常稀疏，但場強(qiáng)并不為0.c、兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)到無限遠(yuǎn)電場線先變密后變疏.第13頁，共23頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)9分，星期四勻強(qiáng)電場特點(diǎn)：a、勻強(qiáng)電場是大小和方向都相同的電場，故勻強(qiáng)電場的電場線是平行等距的直線.b、電場線的疏密反映場

8、強(qiáng)大小，電場方向與電場線平行.第14頁，共23頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)9分，星期四例、如圖，是靜電場的一部分電場線的分布，下列說法正確的是：（ ）A、這個電場只能是負(fù)電荷的電場B、點(diǎn)電荷q在A、B兩處受到的電場力FBFAC、點(diǎn)電荷q在A、B兩處的加速度大小，aAaB （不計重力）D、負(fù)電荷在B點(diǎn)處受到的電場力方向沿B點(diǎn)切線方向ABB第15頁，共23頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)9分，星期四例、如圖為一條電場線，下列說法正確的是：（ ）A、EA一定大于EBB、因電場線是直線，所以是勻強(qiáng)電場，故 EA=EBC、A點(diǎn)電場方向一定由A指向BD、AB兩點(diǎn)的場強(qiáng)方向不能確定ABC第16頁，共

9、23頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)9分，星期四例、正檢驗(yàn)電荷q在電場中P點(diǎn)處開始向Q點(diǎn)作減速運(yùn)動，且運(yùn)動的加速度值越來越?。ㄖ亓Σ挥嫞?，則可以確定它所處的電場可能是：（ ）ABCDPQPQPQPQC第17頁，共23頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)9分，星期四abABa例、如圖a所示，AB是一個點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場的電場線，圖b則是在電場線上a、b兩處的檢驗(yàn)電荷的電荷量大小與所受電場力大小之間的函數(shù)圖線，則：（ ）A、點(diǎn)電荷是正電荷，位置在B側(cè)B、點(diǎn)電荷是正電荷，位置在A側(cè)C、點(diǎn)電荷是負(fù)電荷，位置在A側(cè)D、點(diǎn)電荷是負(fù)電荷，位置在B側(cè)qFbB圖a圖b第18頁，共23頁，2022年，5月20日，1

10、0點(diǎn)9分，星期四有同學(xué)說,電場線就是帶電粒子在電場中運(yùn)動的軌跡.這一說法對嗎?為什么?結(jié)論:電場線與帶電粒子在電場中的運(yùn)動軌跡之間沒有必然聯(lián)系.答:不對.因?yàn)殡妶鼍€是為了形象描述電場而引入的一組曲線.只有下述條件同時滿足時二者才重合電場線是直線;帶電粒子初速為零或速度與電場線共線;帶電粒子僅受電場力作用,帶電粒子才沿電場線運(yùn)動.第19頁，共23頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)9分，星期四【例題4 】在水平向右的勻強(qiáng)電場中，有一輕質(zhì)棒AB，A端固定在一個可以自由轉(zhuǎn)動的軸上，B端固定一個大小可以忽略的質(zhì)量為m的帶電量為q的小球，當(dāng)棒靜止后與豎直方向的夾角為，如圖所示。則該q為 電荷，勻強(qiáng)電場的場

11、強(qiáng)為 ?！敬鸢浮空?；第三節(jié) 電場及其描述第20頁，共23頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)9分，星期四【答案】【例題5】如圖，質(zhì)量為m、帶電量為+q的帶電小球，用長為L的絕緣細(xì)線懸掛在水平方向的勻強(qiáng)中，將懸線拉至水平釋放小球沿著弧線擺過600到B點(diǎn)速度為0。 求：電場強(qiáng)度和B點(diǎn)拉力AB第三節(jié) 電場及其描述第21頁，共23頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)9分，星期四【答案】【例題6】如圖，質(zhì)量為m，帶電量+q的小球被長為l的絕緣細(xì)繩拴住，在AB間擺動，當(dāng)小球擺動到C點(diǎn)時突然加上一個豎直向上的勻強(qiáng)電場E=mg/q，求：小球再次擺動到C點(diǎn)時繩子的拉力？第三節(jié) 電場及其描述第22頁，共23頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)9分，星期四【例題7