歡迎進(jìn)入物理課堂 電場 19世紀(jì)30年代 法拉第提出 在電荷的周圍存在著由它產(chǎn)生的電場 處在電場中的其他電荷受到的作用力就是這個(gè)電場給予的 電場以及磁場已被證明是一種客觀存在 并且是互相聯(lián)系的 統(tǒng)稱為電磁場 本章只討論靜止電荷產(chǎn)生的電場 稱為靜電場 媒介物電場 電荷 電荷 電荷之間的相互作用力是如何發(fā)生的 一 電場 2 基本性質(zhì) 對放入其中的電荷有力的作用 這種力叫電場力 1 定義 存在于帶電體周圍的特殊物質(zhì) 3 電荷間的相互作用力通過電場發(fā)生 A B 電場強(qiáng)度 表示電場的強(qiáng)弱和方向 Q 場源電荷Q 產(chǎn)生電場的電荷 檢驗(yàn)電荷q 用來檢驗(yàn)電場的電量很小 不影響原電場 體積很小 可以當(dāng)作質(zhì)點(diǎn) 的電荷 電場中不同的點(diǎn) 同一電荷所受力也不同 比值F q一般是不同的 如圖所示 在場電荷Q形成的電場中A點(diǎn) 分別放一檢驗(yàn)電荷 q 2q 3q 分別計(jì)算檢驗(yàn)電荷所受的電場力大小和F q的比值 二 電場強(qiáng)度 1 定義 放入電場中某點(diǎn)的電荷所受的電場力F跟它的電荷量q的比值 叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度 簡稱場強(qiáng) 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 與放入的試探電荷無關(guān) 3 單位 牛 庫 N C 或伏 米 V m 4 方向 電場強(qiáng)度是矢量 規(guī)定其方向與正電荷在該點(diǎn)的受力方向相同 2 定義式 1 設(shè) 試探電荷的電荷量q 5 0 10 9C 測得它在電場中的A點(diǎn)受到的電場力為F 3 0 10 4N 求 A點(diǎn)的場強(qiáng)是多大 如果改用電荷量為q 6 0 10 9C的試探電荷 來確定該點(diǎn)的場強(qiáng) 場強(qiáng)會(huì)不會(huì)改變 如果A點(diǎn)未放試探電荷 則A點(diǎn)的場強(qiáng)大小為多少 方向呢 三 真空中點(diǎn)電荷的場強(qiáng) 1 大小 2 場強(qiáng)方向 正點(diǎn)電荷電場方向背離電荷負(fù)點(diǎn)電荷電場方向指向電荷 定義式 適用于一切電場 僅對點(diǎn)電荷的電場適用 q是檢驗(yàn)電荷 E與q無關(guān) Q是場源電荷 E與Q成正比 1 關(guān)于電場強(qiáng)度 下列說法正確的是 A E F q 若q減半 則該處的場強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?倍B E kQ r2中 E與Q成正比 而與r平方成反比C 在以一個(gè)點(diǎn)電荷為球心 r為半徑的球面上 各點(diǎn)的場強(qiáng)均相同D 電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向就是該點(diǎn)所放電荷受到的電場力的方向 B 課堂訓(xùn)練 1 電場強(qiáng)度是矢量 合成應(yīng)遵循平行四邊形法則 四 電場強(qiáng)度的疊加 五 電場力 正電荷的電場力方向與場強(qiáng)方向相同 F qE 負(fù)電荷的電場力方向與場強(qiáng)方向相反 在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷q1和q2 分別位于A和B 相距20cm q1為4 10 8C q2為 8 10 8C 則在AB連線上A點(diǎn)的外側(cè)離A點(diǎn)20cm處的D點(diǎn)場強(qiáng)大小 方向如何 課堂訓(xùn)練 D點(diǎn)場強(qiáng)E合 E1 E2 4 5 103 N C 方向由A指向D 解 如圖 取向左為正方向 q1在D點(diǎn)的場強(qiáng) E1方向向左 取E1 9 103 N C q2在D點(diǎn)的場強(qiáng) E2方向向右 取E1 4 5 103 N C B A D 六 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(huì)相交 也不會(huì)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 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(gè)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 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 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 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強(qiáng)大小 電場方向與電場線平行 例1 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(gè)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FB FAC 點(diǎn)電荷q在A B兩處的加速度大小 aA aB 不計(jì)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 A B B 例2 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 A B C a b A B a B 圖a 圖b P15 3有同學(xué)說 電場線就是帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(shí)成立 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(dòng) 電場力與電場強(qiáng)度的區(qū)別 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全