1.3-电场及其描述

1.3电场及其描述两电荷不直接接触，它们之间的相互作用是怎样产生的?猜一猜一.电场：2、基本性质1：对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫电场力。1、定义：存在于带电体周围的特殊物质。3、电荷间的相互作用力通过电场发生电荷A电场电荷B电荷A的电场对电荷B的作用电荷B的电场对电荷A的作用AB用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场？又怎样进行描述呢？检验电荷（试探电荷）：用来检验电场的电量很小（不影响原电场）；体积很小（可以当作质点）的电荷。场源电荷：产生电场的电荷＋Q·A·B·C＋q＋q＋qFAFBFC点电荷Q周围存在看不见摸不着的电场,那么如何描述A、B、C三点的电场呢？结论:F/q能反映电场中某点电场的力的性质——电场的强弱。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。1.电场中的同一点，不同电荷所受力不同，比值F/q是一定的。二.电场强度（E）1.定义：放入电场中某点的试探电荷q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（E），简称场强。5.理解：场强反映电场力的性质，由电场本身决定，与放入的试探电荷无关。3.单位：牛/库(N/C)或伏/米(V/m),1伏/米=1牛/库4.方向：规定与正电荷在该点受到的电场力方向相同2.定义式：FEq(与负电荷在该点受到的电场力方向相反)三、点电荷的电场2QEkr＋－(由库仑定律和场强的定义式推导)1.大小2.场强方向：正点电荷电场方向背离电荷负点电荷电场方向指向电荷1、电场强度是矢量，合成应遵循平行四边形法则E+四、电场强度的叠加（多个点电荷产生的电场）P＋Q1−Q2适用范围电荷的意义FEq2QEkr定义式，适用于一切电场仅对点电荷的电场适用q是检验电荷，E与q无关Q是场源电荷，E与Q成正比FEq2QEkr和的区别：2、如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫做匀强电场。带有等量异号电荷的一对平行金属板，如果两板相距很近，它们之间的电场，除边缘部分外，可以看做匀强电场。五、匀强电场六、电场力2、方向：1、大小：F＝qE负电荷的电场力方向与场强方向相反正电荷的电场力方向与场强方向相同电场线1、电场线是用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇曲线。电场线上每一点的切线方向，都和该点的场强方向一致。七、电场线电场线的特征1、电场线密的地方场强大，电场线疏的地方场强小2、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于）无穷远处点3、电场线不会相交，也不会相切4、电场线是假想的，实际电场中并不存在5、电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系特点：a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大b、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。几种常见电场中电场线的分布及特点1、正、负点电荷的电场中电场线的分布特点：a、沿点电荷的连线，场强先变小后变大b、两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且总与中垂面（中垂线）垂直等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布c、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点0等距离各点场强相等。等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况特点：a、两点电荷连线中点O处场强为0b、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为0c、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏正点电荷匀强电场特点：a、匀强电场是大小和方向都相同的电场，故匀强电场的电场线是平行等距的直线b、电场线的疏密反映场强大小，电场方向与电场线平行abABa例、如图a所示，A、B是一个点电荷产生的电场的电场线，如图b则是方向在电场线上，a、b两处的检验电荷所受电场力大小与电荷量大小之间的函数图线，则：（）A、点电荷是正电荷，位置在B侧B、点电荷是正电荷，位置在A侧C、点电荷是负电荷，位置在A侧D、点电荷是负电荷，位置在B侧qFbB1.电场(1)产生：带电体在其周围空间存在电场(2)性质：对处在场中的电荷有电场力的作用。2．电场强度：描述电场强弱和方向的物理量（1）定义:E=F/q（2）单位：N/CV/m（3）方向：与正电荷在该点受电场力方向相同（4）电场中某一点的场强与检验电荷无关。（5）真空中点电荷的场强公式:3．场强的叠加：矢量求和2QEkr小结E=kQr24、电场力：电荷在电场中的作用力。（1）大小：F=Eq（2）方向：正电荷的电场力方向与电场强度方向相同负电荷的电场力方向与电场强度方向相反。5、电场线（电场是客观存在，而电场线是不存在的意识）是人为画上的一组不闭合曲线，曲线的疏密表示电场强度的强弱（大小），曲线的切线表示电场强度的方向（一）、电场线的特点：1、电场线密的地方场强大，电场线疏的地方场强小2、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于）无穷远处点3、电场线不会相交，也不会相切4、电场线是假想的，实际电场中并不存在5、电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系（二）、几种点电荷的电场线分布：正点电荷练习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，方向为；若将A处放点电荷为－2q，则该处电场强度大小为，方向为。Fq向左Fq向左课堂训练rQP2QEkr2、一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同QrPR3、关于电场强度，下列说法正确的是（）A．E=F/q，若q减半，则该处的场强变为原来的2倍B．E=kQ/r2中，E与Q成正比，而与r平方成反比C．在以一个点电荷为球心，r为半径的球面上，各点的场强均相同D．电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向B4、在真空中有两个点电荷q1和q2，分别位于A和B，相距20cm，q1为4×10-8C，q2为－8×10-8C。则在AB连线上A点的外侧离A点20cm处的D点场强大小、方向如何?4.5×103N/C，方向由D指向A。5、思考题：场是物理学中的重要概念，除了电场和磁场，还有引力场。物体之间的万有引力就是通过引力场发生作用的，地球附近的引力场叫做重力场。仿照电场强度的定义，你认为应该怎样定义重力场的大小和方向？重力场的方向跟正电荷的电场相似，还是跟负电荷的电场相似？在重力场中的某一点，重力F和物体质量m之比是一定的，在不同的位置F/m是不同的，因此可以用F/m表示重力场的强弱.g=F/m=GM地/r2重力场方向总是指向地心，所以重力场方向跟负电荷的电场相似。6、如图，是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是：（）A、这个电场只能是负电荷的电场B、点电荷q在A、B两处受到的电场力FBFAC、点电荷q在A、B两处的加速度大小，aAaB（不计重力）D、负电荷在B点处受到的电场力方向沿B点切线方向ABB7、如图为一条电场线，下列说法正确的是：（）A、EA一定大于EBB、因电场线是直线，所以是匀强电场，故EA=EBC、A点电场方向一定由A指向BD、AB两点的场强方向不能确定ABC8、正检验电荷q在电场中P点处开始向Q点作减速运动，且运动的加速度值越来越小（重力不计），则可以确定它所处的电场可能是：（）ABCDPQPQPQPQC