14高选修3--1《电场和电场强度和电场线》精品课件

电场 电场强度 电场线

一、电场

物体之间的相互作用，有的需要通过接触；

例如：压力,支持力,拉力和摩擦力等

有的则不需要。真空中两个静止点电荷 之间的相互作用力。 公式： 静电力(库仑力)不需要接触就可以产生力的作用

F K

Q 1Q 2 r2

电荷

电荷

作用力方向在它们的连 线上。同性相斥，异性 相吸。

19世纪30年代，法拉第提出一种观念，认为在电荷的周 围存在着由它产生的电场(electric field),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

产生电场对A作用

B对B作用

电荷

产生A受到的力是B产生 的电场对A的作用力

B受到的力是A产生 的电场对B的作用力法拉第 Faraday

(1791-1867)

让我们一起来想象这个“电场”: 1、看不见、摸不着；却客观存在的物质 2、只要存在电荷，它就存在；

+ ++++++ + ________

+ ++ +

即任何带电体的周 围都存在电场+Q -

总结：什么是电场1、定义：存在于电荷周围的特殊物质。

2、基本性质： 对放入其中的电荷有力的作用。

思考： 怎样检验空间中是否存在 看不见又摸不着的电场呢？ 叫 电场力

我们利用电场的基本性质：对放入电荷的要求： 检验电荷

电场对放入其中的电荷有力的作用来检验。(1)电荷量应当充分小，放入电场之后，不致影响原 来要研究的电场 (2)体积要充分小，以便它在电场中有确定的位置， 便于用来研究电场中各点的情况

问题1:能否用电场力的大小表示电场的强弱？

不同的电荷在电场中同一点所受的电场力 不同,但电场中同一点的电场的强弱是一定的, 因此不能用电场力的大小来表示电场的强弱。

问题2 怎样描述电场的强弱呢？实验表明：1.电场中的同一点，不同电荷所受力不同， 但比值F/q是一定的。 2.电场中不同的点，同一电荷所受力也 不同，比值F/q一般是不同的。 结论: F/q能反映电场中某点的性质——电场 的强弱。

二.电场强度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，简称场强。

2.定义式：

E

F q

(定义式)

F:检验电荷在该点受力q:检验电荷的电荷量(不带电性) E:该点场强

3.单位：牛/库(N/C) 4.方向：规定与正电荷在该点的受力方向相同 与负电荷在该点的受力方向相反

+Q+Q -Q E -Q 5.电场力：F=qE F

+q

E F E

-q F E

+q-q F

6.理解：场强反映电场力的性质，由电场本身决定， 与试探电荷是否存在、电荷的正负、电荷量的大小 及受到的电场力都无关

例：真空中有一电荷量为-1×10-4C的点电荷，在距离点电荷1m处的A点放一电荷量为4×10-9C

的检验电荷，3.6×10-3 水平向左 检验电荷受到的电场力大小为________N,方向_____,水平向左 9×105 A点的场强为_______N/C,方向________;换成电荷量为

-3×10-9C的检验电荷，则检验电荷所受的电场力 9×105 ______N,方向_______;该点的场强为 N/C,方向2.7×10-3 水平向右

_______。如果把检验电荷取走，则A点的电场强度为 9×105 水平向左 __________________N/C

水平向左

课堂训练练习：1 在电场中A处放点电荷+q,其受电场力为 F,方向向左，则A处场强大小 向左 为 ； 度大小为F qF q

,方向

若将A处放点电荷为-2q,则该处电场强 ，方向为 。 向左

2、真空中有一电场，在电场中的P点放一电 量为4×10-9C的试探电荷，它受到的电场力 2×10-5N,则P点的场强度 5×103 N/C;把试 探电荷的电量减少为2×10-9C,则检验电荷所 受的电场力为 N。 如果把这个试探电 1×10-5 荷取走，则P点的电场强度为 N/C。 5×103

真空中点电荷电场强度提示：利用 场强的定义 式和库仑定 律推导

∵

F

kQq r2

∴ 该点的场强为

E

F q

kQ r2

+

-

三、点电荷的电场1、决定式： k E 2、方向：

Q2

Q :场源电荷

r :电场中某点到Q的距离 r 条件：只适用于真空中点电荷+发散 负电荷方向由场源决定:场源Q 为正时，E在二者连线 上背离场源，当Q为负 时，指向场源Q

正电荷

收敛

说明.(1)电场强度大小与产生电场的电荷(场源电荷)量大小有关，电量越大，产生电场越强。 (2).电场强度大小还与在电场中所处的位置有关，越靠 近场源电荷，电场就越强。