彈力和摩擦力都是在兩個物體相互接觸彈力和摩擦力都是在兩個物體相互接觸的情況下發(fā)生的。的情況下發(fā)生的。而兩個物體沒有接觸，而兩個物體沒有接觸，就可以發(fā)生靜電力的作用。就可以發(fā)生靜電力的作用。那么，電荷那么，電荷間的相互作用是通過什么發(fā)生的？間的相互作用是通過什么發(fā)生的？ 問題的提出問題的提出第二節(jié)第二節(jié) 電場電場一、電場一、電場 1 1、定義：、定義：電荷的周圍電荷的周圍存在一種特殊的物質(zhì)，叫做電場。存在一種特殊的物質(zhì)，叫做電場。 2 2、基本性質(zhì)基本性質(zhì)：對放入其中的電荷有電場力的作用。：對放入其中的電荷有電場力的作用。 3 3、說明：、說明：場的概念的建立，是人類對客觀世界認識的場的概念的建立，是人類對客觀世界認識的一個重要進展。一個重要進展?，F(xiàn)在，人們已經(jīng)認識到，實物和場是物現(xiàn)在，人們已經(jīng)認識到，實物和場是物質(zhì)存在的兩種不同形式，雖然我們看不見電場和磁場，質(zhì)存在的兩種不同形式，雖然我們看不見電場和磁場，但它們但它們是客觀存在的物質(zhì)是客觀存在的物質(zhì)。電場電場電荷電荷A電荷電荷B用場的觀點分析電荷用場的觀點分析電荷A和和B間的相互作用：間的相互作用： 如圖，如圖，電荷電荷Q Q周圍存在電場，把周圍存在電場，把試探電荷試探電荷q q放放入電場中入電場中A A、B B兩點，電荷兩點，電荷q q要受到電場力要受到電場力F FA A、F FB B的作用，反映了電場具有力的性質(zhì)。電荷的作用，反映了電場具有力的性質(zhì)。電荷q q在在A A、B B兩點受到的作用力兩點受到的作用力F FA A、F FB B大小是否相等？大小是否相等？ 解析解析 根據(jù)庫侖定律根據(jù)庫侖定律 r rA A r F FB BF = kQ1Q2r2可知，可知，F(xiàn)A BA+q+Q+q FB二、電場強度二、電場強度F/qF/q這個比值由電荷這個比值由電荷q q在電場中的位置所決定，在電場中的位置所決定，跟電荷跟電荷q q無關(guān)，是反映電場性質(zhì)的物理量。無關(guān)，是反映電場性質(zhì)的物理量。實驗表明，在電場中的同一點，比值實驗表明，在電場中的同一點，比值F/qF/q是恒定是恒定的；在電場中的不同點，比值的；在電場中的不同點，比值F/qF/q一般是不同的。一般是不同的。在物理學中，就用比值在物理學中，就用比值F/qF/q來表示電場的強弱。來表示電場的強弱。 怎樣來表示電場的強弱？能否直接用電怎樣來表示電場的強弱？能否直接用電場力的大小來表示電場的強弱？場力的大小來表示電場的強弱？ 結(jié)論結(jié)論: : F/qF/q能反映電場中某點電場的能反映電場中某點電場的力力的性質(zhì)的性質(zhì)電場的強弱電場的強弱。2.2.電場中電場中不同不同的點，同一電荷所受力也的點，同一電荷所受力也不同，比值不同，比值F/qF/q一般是一般是不同不同的。的。1. 1.電場中的電場中的同同一點，不同電荷所受力不同，一點，不同電荷所受力不同，比值比值F/qF/q是是一定一定的的。問題問題21 1、定義：放入電場中某點的電荷所受的電場力、定義：放入電場中某點的電荷所受的電場力F F跟它的電荷量跟它的電荷量q q 的比值，叫做該點的電場強度，簡稱場強。的比值，叫做該點的電場強度，簡稱場強。2、公式：、公式： 3、單位：牛每庫，符號是、單位：牛每庫，符號是N/C。牛牛/庫（庫（N/C ）4、物理意義：描述、物理意義：描述電場電場力的性質(zhì)力的性質(zhì)。F=qE。也可以說是描述電。也可以說是描述電 場場強弱的強弱的。 5、大小決定因素：、大小決定因素：由電場本身決定，由電場本身決定，與與q、F無關(guān)。無關(guān)。6、方向：、方向：規(guī)定規(guī)定正電荷正電荷所受的電場力的方向所受的電場力的方向為電場強度的方向。為電場強度的方向。 FEq=7 7、說明：用比值定義物理量、說明：用比值定義物理量 在物理學中，常常用比值定義一個物理量，用來表示研在物理學中，常常用比值定義一個物理量，用來表示研究對象的某種性質(zhì)。例：究對象的某種性質(zhì)。例：速度速度加速度加速度功率功率密度密度 電阻電阻電場強度電場強度 它們共同的特點：用比值定義的物理量只與比值有它們共同的特點：用比值定義的物理量只與比值有關(guān)，而與比值中的兩物理量無關(guān)。關(guān)，而與比值中的兩物理量無關(guān)。 svt=vatD=Wpt=mVr=URI=FEq=練習：練習：在電場中在電場中A A處放點電荷處放點電荷+q+q，其受電場力為，其受電場力為F F，方向向左，則，方向向左，則A A處場強大小處場強大小 ，方，方向為向為 ；若將；若將A A處放點電荷為處放點電荷為2q2q，則，則該處電場強度大小為該處電場強度大小為 ，方向，方向為為 。Fq向左向左Fq向左向左 三、電場力正電荷的電場力方向與場強方向相同正電荷的電場力方向與場強方向相同 F FqEqE負電荷的電場力方向與場強方向相反負電荷的電場力方向與場強方向相反四、電場線四、電場線1 1、問題：、問題：我們可以用什么方法來我們可以用什么方法來形象地形象地描述電場呢？描述電場呢？2、定義：在電場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的、定義：在電場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟該點的電場強度方向一致，這樣的曲線切線方向都跟該點的電場強度方向一致，這樣的曲線就叫做電場線。如下圖就叫做電場線。如下圖3 3、作用：、作用：切線方向表示切線方向表示E的方向；的方向；曲線的曲線的疏密表示疏密表示E的大小的大小4、電場線的模擬：、電場線的模擬：不同電場中，電場場強分布不同，不同電場中，電場場強分布不同，它們的電場線形狀也不一樣，它們的電場線形狀也不一樣，下面下面是幾種電場的電場線是幾種電場的電場線 特點：特點：a a、離點電荷越近，電場線越密，場強越大、離點電荷越近，電場線越密，場強越大b b、以點電荷為球心作個球面，、以點電荷為球心作個球面，電場線處處電場線處處與球面垂直，在此球面上場強大小處處相等，與球面垂直，在此球面上場強大小處處相等，方向不同。方向不同。5 5、幾種常見電場中電場線的分布情況、幾種常見電場中電場線的分布情況 （1 1）正、負點電荷的電場中電場線的分布）正、負點電荷的電場中電場線的分布特點：特點：a a、沿點電荷的連線，場強先變小后變大、沿點電荷的連線，場強先變小后變大b b、兩點電荷連線中垂面（中垂線）上，場強兩點電荷連線中垂面（中垂線）上，場強方向均相同，且總與中垂面（中垂線）垂直方向均相同，且總與中垂面（中垂線）垂直（2 2）等量異種點電荷形成的電場中的電場）等量異種點電荷形成的電場中的電場線分布線分布c c、在中垂面（中垂線）上，與兩點電荷連線的、在中垂面（中垂線）上，與兩點電荷連線的中點中點0 0等距離各點場強相等。等距離各點場強相等。3 3、等量同種點電荷形成的電場中電場中電、等量同種點電荷形成的電場中電場中電場線分布情況場線分布情況特點：特點：a a、兩點電荷連線中點、兩點電荷連線中點OO處場強為處場強為0 0b b、兩點電荷連線中點附近的電場線非常稀、兩點電荷連線中點附近的電場線非常稀 疏，但場強并不為疏，但場強并不為0 0c c、兩點電荷連線的中點到無限遠電場線先、兩點電荷連線的中點到無限遠電場線先變密后變疏變密后變疏6 6、電場線的特點：電場線的特點：（1）電場線從正電荷或無限遠出發(fā)，電場線從正電荷或無限遠出發(fā)， 終止于無限遠或負電荷；終止于無限遠或負電荷；（2）電場線在電場中電場線在電場中不相交；不中斷不相交；不中斷（3）在同一幅圖中，電場強度較大的地方電場線較）在同一幅圖中，電場強度較大的地方電場線較 密，電場強度較小的地方電場線較疏，可以密，電場強度較小的地方電場線較疏，可以用用 電場線的疏密來表示電場強度的相對大小。電場線的疏密來表示電場強度的相對大小。五、勻強電場五、勻強電場1 1、定義：電場強度、定義：電場強度大小和方向都相同的電場大小和方向都相同的電場2、電場線分布圖：、電場線分布圖：3、電場線電場線特點：特點： 勻強電場是大小和方向都相同的電場，故勻強電場是大小和方向都相同的電場，故勻強電場的電場線是勻強電場的電場線是平行等距平行等距的直線的直線說明：說明：平行但間距不均勻的電場是不存在的平行但間距不均勻的電場是不存在的勻強電場勻強電場1. 1.電場電場(1)(1)產(chǎn)生：產(chǎn)生：電荷周圍空間存在電場電荷周圍空間存在電場(2)(2)性質(zhì)：性質(zhì)：對處在場中的電荷有電場力的作用。對處在場中的電荷有電場力的作用。 2 2電場強度電場強度E E：描述電場強弱和方向描述電場強弱和方向的物理量的物理量 （1 1）定義）定義: E = F / q: E = F / q（2 2）單位：）單位：N/C N/C （3 3）方向：）方向：與正電荷與正電荷在該點受電場力在該點受電場力方向相同方向相同（4 4）電場中某一點的場強）電場中某一點的場強由本身決定由本身決定，與放入電場的，與放入電場的 電荷無關(guān)。電荷無關(guān)。 3 3電場線：電場線：（1 1）電場線從正電荷或無限遠出發(fā)，終止于無限遠或負電荷電場線從正電荷或無限遠出發(fā)，終止于無限遠或負電荷（2 2）疏密疏密表示電場強度的相對表示電場強度的相對大小。疏處小，密處大大小。疏處小，密處大（3 3）切線表示方向）切線表示方向4 4、勻強電場：勻強電場：大小和方向都相同的電場。大小和方向都相同的電場。電場線是電場線是平行等距平行等距的直線的直線小小 結(jié)結(jié).+Q.AB+q+q 例、例、如圖，在電荷如圖，在電荷Q Q周圍跟周圍跟Q Q距距離相等的不同點離相等的不同點A A、B B放上試探電荷放上試探電荷q q，電荷，電荷q q受到的電場力的大小是否受到的電場力的大小是否相等？相等？A A、B B兩點的電場強度是否相兩點的電場強度是否相同？同？ 解析解析 試探電荷試探電荷q q在在A A、B B兩點所受的電場力大兩點所受的電場力大小相等，但方向不同，所以小相等，但方向不同，所以A A、B B兩點的電場強兩點的電場強度不相同。度不相同。 練習練習1、電場強度的定義式為、電場強度的定義式為E=F/q，則（，則（ ）A、它只適用于點電荷產(chǎn)生的電場、它只適用于點電荷產(chǎn)生的電場B、無論檢驗電荷的、無論檢驗電荷的q值如何變化，值如何變化，F(xiàn)與與q的比值對電場的比值對電場 中同一點來講是不變的中同一點來講是不變的C、電場中某點的場強與放在該點的檢驗電荷所受的、電場中某點的場強與放在該點的檢驗電荷所受的 電場力成正比電場力成正比D、場強方向與檢驗電荷的極性有關(guān)、場強方向與檢驗電荷的極性有關(guān)B2、下列關(guān)于場強的說法正確的是：、下列關(guān)于場強的說法正確的是：A、公式、公式E=F/q適用于任何電場適用于任何電場B、公式、公式E=F/q只只適用于點電荷產(chǎn)生的電場適用于點電荷產(chǎn)生的電場C、在一個以點電荷、在一個以點電荷Q為中心，為中心，r為半徑的球面上，各為半徑的球面上，各 處的場強都相同處的場強都相同D、空間某點的電場強度、空間某點的電場強度E與放在該處的點電荷所受的與放在該處的點電荷所受的 電場力電場力F成正比，與點電荷的電荷量成正比，與點電荷的電荷量q成反比成反比A3、關(guān)于電場線的幾種說法中，正確的是：、關(guān)于電場線的幾種說法中，正確的是：A、沿電場線方向，場強必定越來越??；、沿電場線方向，場強必定越來越?。籅、在復雜電場中的電場線是可能相交的；、在復雜電場中的電場線是可能相交的；C、點電荷在電場中的運動軌跡一定跟電場線相重合；、點電荷在電場中的運動軌跡一定跟電場線相重合；D、電場線越密的地方，同一檢驗電荷所受的電場力就、電場線越密的地方，同一檢驗電荷所受的電場力就 越大越大D4、如圖所示，帶箭頭的直線是某一電場中的一條電場、如圖所示，帶箭頭的直線是某一電場中的一條電場線，在這條直線上有線，在這條直線上有a、b兩點，用兩點，用Ea、Eb表示表示a、b兩兩點電場強度的大小，則：點電場強度的大小，則：A、a、b兩點的場強的方向相同；兩點的場強的方向相同；B、電場線是直線，可知、電場線是直線，可知Ea=Eb；C、不知、不知a、b附近的電場線分布，附近的電場線分布，Ea、Eb的大小不能的大小不能 確定；確定；D、電場線從、電場線從a指向指向b，所以，所以EaEbACab5 5、電場中有一點、電場中有一點P P，下列哪些說法正確的是（，下列哪些說法正確的是（ ）A A 若放在若放在P P點的試探電荷的電量減半，則點的試探電荷的電量減半，則P P點的場強減半。點的場強減半。B B 若若P P點沒有點沒有試探試探電荷，則電荷，則P P點的場強為零。點的場強為零。C PC P點的場強越大，則同一電荷在點的場強越大，則同一電荷在P P點受到的電場力越大。點受到的電場力越大。D PD P點的場強方向為點的場強方向為試探試探電荷在該點的受力方向電荷在該點的受力方向C6 6、真空中有一電場，在電場中的、真空中有一電場，在電場中的P P點放一電量為點放一電量為 4 41010-9-9C C的的試探試探電荷，它受到的電場力電荷，它受到的電場力2 2 1010-5-5NN，則則P P點的場強度點的場強度 N/CN/C；把；把試探試探電荷的電量電荷的電量減少為減少為2 2 1010-9-9C C，則檢驗電荷所受的電場力為，則檢驗電荷所受的電場力為 NN。 如果把這個如果把這個試探試探電荷取走，則電荷取走，則P P點點的電場強度為的電場強度為 N/CN/C。5103110-551037 7、在真空中有兩個點電荷、在真空中有兩個點電荷q q1 1和和q q2 2，分別位于，分別位于A A和和B B，相距相距20 cm20 cm，q q1 1為為4 41010-8-8 C C，q q2 2為為8 81010-8-8 C C。則。則在在ABAB連線上連線上A A點的外側(cè)離點的外側(cè)離A A 點點20 cm20 cm處的處的D D點場強大點場強大小、方向如何小、方向如何? ? 4.54.510103 3 N/C N/C，方向由，方向由D D指向指向A A。 8 8：如圖，是靜電場的一部分電場線的分布，下列說：如圖，是靜電場的一部分電場線的分布，下列說法正確的是：（法正確的是：（ ）A A、這個電場只能是負電荷的電場、這個電場只能是負電荷的電場B B、點電荷、點電荷q q在在A A、B B兩處受到的電場力兩處受到的電場力F FB BFFA AC C、點電荷、點電荷q q在在A A、B B兩處的加速度大小，兩處的加速度大小，a aA AaaB B （不計重力）（不計重力）D D、負電荷在、負電荷在B B點處受到的電場力方向沿點處受到的電場力方向沿B B點切點切 線方向線方向ABB9 9：如圖為一條電場線，下列說法正確的是：（：如圖為一條電場線，下列說法正確的是：（ ）A A、E EA A一定大于一定大于E EB BB B、因電場線是直線，所以是勻強電場，故、因電場線是直線，所以是勻強電場，故E EA A=E=EB BC C、A A點電場方向一定由點電場方向一定由A A指向指向B BD D、ABAB兩點的場強方向不能確定兩點的場強方向不能確定ABC1010、電場中某點的場強是、電場中某點的場強是4.04.010104 4 N/CN/C，電荷量為，電荷量為+5.0+5.01010-8 -8 C C的點電荷在該點受到的電場力是多大？的點電荷在該點受到的電場力是多大？電場力的方向與場強的方向是相同還是相反？電荷電場力的方向與場強的方向是相同還是相反？電荷量為量為-5.0-5.01010-8 -8 C C的點電荷在該點受到的電場力是多的點電荷在該點受到的電場力是多大？電場力的方向與場強的方向是相同還是相反？大？電場力的方向與場強的方向是相同還是相反？ 解：電荷量為解：電荷量為+5.0+5.01010-8 -8 C C的點電荷在該點受到的的點電荷在該點受到的電場力為電場力為F= EqF= Eq = 4.0 = 4.010104 45.05.01010-8 -8 N = 2.0N = 2.01010-3 -3 N N電場力的方向與場強的方向相同。電場力的方向與場強的方向相同。電荷量為電荷量為-5.0-5.01010-8 -8 C C的點電荷在該點受到的電場的點電荷在該點受到的電場力大小仍為力大小仍為2.02.01010-3 -3 N N，方向與場強的方向相反。，方向與場強的方向相反。 11 11：正檢驗電荷：正檢驗電荷q q在電場中在電場中P P點處開始向點處開始向QQ點作減速運點作減速運動，且運動的加速度值越來越小（重力不計），則可動，且運動的加速度值越來越小（重力不計），則可以確定它所處的電場可能是：（以確定它所處的電場可能是：（ ）ABCDPQPQPQPQCabABa1212：如圖：如圖a a所示，所示，A A、B B是一個點電荷產(chǎn)生的電場的電場是一個點電荷產(chǎn)生的電場的電場線，如圖線，如圖b b則是方向在電場線上，則是方向在電場線上，a a、b b兩處的檢驗電荷兩處的檢驗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：的電荷量大小與所受電場力大小之間的函數(shù)圖線，則：（ ）A A、點電荷是正電荷，位置在、點電荷是正電荷，位置在B B側(cè)側(cè)B B、點電荷是正電荷，位置在、點電荷是正電荷，位置在A A側(cè)側(cè)C C、點電荷是負電荷，位置在、點電荷是負電荷，位置在A A側(cè)側(cè)D D、點電荷是負電荷，位置在、點電荷是負電荷，位置在B B側(cè)側(cè)qFbB