第二讲电场强度

第二讲：电场强度学习目标1．知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态。2．理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的。3．能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算。4．知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算知识串讲一、复习巩固库仑定律、点电荷二、电荷之间的作用力是怎样产生的——电场1、概念：一个带电体在它的周围产生一种看不见的特殊物质——电场。2、特点：a.只要有电荷存在，电荷的周围就存在着电场．b.电荷之间的相互作用是通过电场发生的．c.电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫做电场力．例题：下面关于电场的叙述正确的是（）A．两个未接触的电荷发生了相互作用，一定是电场引起的B．只有电荷发生相互作用时才产生电场C．只要有电荷存在，其周围就存在电场D．A电荷受到B电荷的作用，是B电荷的电场对A电荷的作用三、如何描述电场——电场强度定义：放入电场中的电荷所受电场力跟所带电量的比值叫做这点的电场强度。简称为场强，用E表示电场强度。方向：规定场强的方向是正电荷受力的方向。那么，负电荷受力的方向跟场强方向相反。单位：N／C。如果1C的电荷在电场中的某点受到的电场力是1N，这一点的电场强度就是1N/C．匀强电场：大小和方向处处相同的电场理解要点：（1）在电场中的同一点，F/q是不变的，在电场中的不同点，F/q往往不同；即F/q完全由电场本身性质决定，与放不放电荷，放入电荷的电性、电量多少均无关系，正因F/q有上述特点，才将其定义为描述电场性质的物理量一电场强度。这是物理学上定义物理量的常用方法之一。（2）E变形为F=qE表明：如果已知电场中某点的场强E，便可计算在电场中该点放任何电量的带电体所受的电场力大小，即场强E是反映电场力的性质的物理量。（3）电场强度的物理意义：电场强度是反映电场强弱的物理量，电场中某点的电场强度数值上等于单位正电荷在那里所受的电场力；电场强度是反映电场本身力学性质的物理量，一旦电场形成，某一点的电场强度是一个定值，与检验电荷无关，换句话说，电场强度与场源电荷和位置有关，与检验电荷的有无和电荷量的大小无关，并且不随时间的变化而变化。例题：1、A为已知电场中的一固定点，在A点放一电量为q的电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则（）A．若在A点换上－q，A点场强方向发生变化B．若在A点换上电量为2q的电荷，A点的场强将变为2EC．若在A点移去电荷q，A点的场强变为零D．A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关例题：2、电场强度的定义式为E＝F／q[]A．该定义式只适用于点电荷产生的电场B．F是试探电荷所受到的力，q是产生电场的电荷电量C．场强的方向与F的方向相同D．由该定义式可知，电场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比例题：3、下列关于电场强度的叙述正确的是A．电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力B．电场中某点的场强与该点试探电荷所受的电场力成正比C．电场中某点的场强方向就是试探电荷在该点所受电场力的方向D．电场中某点的场强与该点有无试探电荷无关四、一个典型例子——点电荷的电场1、大小：2rQkE2、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qFE和2rQkE的区别例题：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五、电场的叠加原理如果场源电荷不只是一个点电荷，而是多个点电荷，则电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和,应遵循平行四边形定则。六、课堂基础性训练1、如图所示，甲、乙两带电小球的质量均为m，所带电量分别为q和-q，两球间用绝缘细线相连。甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在空间有方向向左的匀强电场，电场强度为E，平衡时细线都被拉紧，平衡时的可能位置是图中（）2、两个固定异号点电荷，电量给定但大小不等，用E1和E2分别表示两个点电荷产生的电场强度的大小，则通过两点电荷的直线上，E1=E2的点（）A．有三个，其中两处合场强为零B．有三个，其中一处合场强为零C．有二个，其中一处合场强为零D．有一个，该处合场强不为零3．在匀强电场中将一质量为m，电荷量为q的带电小球由静止释放，小球的运动轨迹为一直线，该直线与竖直方向间夹角为θ，则可知匀强电场的场强大小（）A．一定是mgtanθ/qB．最大值是mgtanθ/qC．最小值是mgsinθ/qD．以上都不对QrPrQP2QEkr4、真空中A、B两点固定两带电量都为Q的正点电荷，O点是AB连线的中点，在AO的中点C处放一带电量为q的负点电荷，现给q向B的初速度v0，则该点电荷可能的运动情况是：（）A.始终向B运动，减速直至停止B.始终向B运动，先减速后加速C.先向B作减速运动，后向A作加速运动D.在O点两侧作往复运动5、如图所示，质量为，带电量为的小球，在P点具有沿PQ方向的初速度，为使小球能沿PQ方向运动，所加的最小匀强电场方向如何？场强大小多大？加上最小的电场后，小球经多长时间回到P点？作业1．如图1所示，质量为m的小球用绝缘细线悬挂在O点，放在匀强电场中，在图示位置处于平衡状态．匀强电场场强的大小为E，方向水平向右，那么小球的带电性质是_______，其带电量________，此时，将细线剪断，小球在电场中的运动轨迹是_________，小球的加速度为_______________．1、2、2．在水平方向的匀强电场中，将质量为m、带电量为q的小球悬挂起来，如图2所示，现加一个水平方向的匀强电场，若要求小球能到达与悬挂点等高的位置，则所加的匀强电场的场强至少为_______．3．如图3所示，A、B两球用绝缘细线悬挂在支架上，A球带C的正电荷，B球带等量的负电荷，两悬点相距3cm，在外加水平方向的匀强电场作用下，两球都在各自的悬点正下方保持静止状态，则该匀强电场的场强大小为______N/C．4、对公式E=kQ/r2的几种不同理解，错误的是()A．当r→0时，E→∞B．当r→∞时，E→0C．某点的场强与点电荷Q的大小无关D．在以点电荷Q为中心，r为半径的球面上，各处的电场强度都相同5．如图所示，两质量均为m的小球A和B分别带有+q和-q的电量，被绝缘细线悬挂，两球间的库仑引力小于球的重力mg．现加上一个水平向右的匀强电场，待两小球再次保持静止状态时，下列结论正确的是（）A．悬线OA向右偏，OA中的张力大于2mgB．悬线OA向左偏，OA中的张力大于2mgC．悬线OA不发生偏离，OA中的张力等于2mgD．悬线AB向左偏，AB线的张力比不加电场时要大6．竖直放置的平行金属板A、B带有等量异种电荷，在两板间用绝缘细线悬挂一个质量m=4.0×10-5kg，带电量q=3.0×10-7C的小球，平衡时悬线偏离竖直方向，夹角为，如图所示．（1）A、B之间的电场是什么电场？场强的大小多少，方向怎样？（2）若剪断细线，小球在到达金属板之前将怎样运动？