高二物理选修1-1《电场》课件

1.2《电场》高中物理选修１-１弹力和摩擦力都是在两个物体相互接触的情况下发生的。而两个物体没有接触，就可以发生静电力的作用。那么，电荷间的相互作用是通过什么发生的？问题的提出第二节电场一、电场1、定义：电荷的周围存在一种特殊的物质，叫做电场。2、基本性质：对放入其中的电荷有电场力的作用。3、说明：场的概念的建立，是人类对客观世界认识的一个重要进展。现在，人们已经认识到，实物和场是物质存在的两种不同形式，虽然我们看不见电场和磁场，但它们是客观存在的物质。电场电荷A电荷B用场的观点分析电荷A和B间的相互作用：如图，电荷Q周围存在电场，把试探电荷q放入电场中A、B两点，电荷q要受到电场力FA、FB的作用，反映了电场具有力的性质。电荷q在A、B两点受到的作用力FA、FB大小是否相等？[解析]根据库仑定律∵rArB∴FAFBF=kQ1Q2r2可知，FA·BA+q+Q+q·FB二、电场强度F/q这个比值由电荷q在电场中的位置所决定，跟电荷q无关，是反映电场性质的物理量。实验表明，在电场中的同一点，比值F/q是恒定的；在电场中的不同点，比值F/q一般是不同的。在物理学中，就用比值F/q来表示电场的强弱。怎样来表示电场的强弱？能否直接用电场力的大小来表示电场的强弱？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。问题21、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、公式：3、单位：牛每库，符号是N/C。牛/库（N/C）4、物理意义：描述电场力的性质。F=qE。也可以说是描述电场强弱的。5、大小决定因素：由电场本身决定，与q、F无关。6、方向：规定正电荷所受的电场力的方向为电场强度的方向。FEq=7、说明：用比值定义物理量在物理学中，常常用比值定义一个物理量，用来表示研究对象的某种性质。例：速度加速度功率密度电阻电场强度它们共同的特点：用比值定义的物理量只与比值有关，而与比值中的两物理量无关。svt=vatD=Wpt=mVr=URI=FEq=例1：电场中有一点P，下列哪些说法是正确的？A若放在P点的检验电荷的电量减半，则P点的场强减半。B若P点没有检验电荷，则P点的场强为零。CP点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大。DP点的场强方向为检验电荷在该点的受力方向。答案：C例2由电场强度的定义式可知，在电场中的同一点：A电场强度E与F成正比，跟q成反比。B无论检验电荷的q值（不为零）如何变化，F与q的比值始终不变。C电场中某一点的场强为零，则处在该点的电荷受到的电场力一定为零。D一个不带电的小球在P点受到的电场力为零，则P点的场强一定为零。答案：BCqFE例3：真空中两个正点电荷A、B所带电量皆为Q，且相距为r,则距离A为r/3处的P点的电场强度为多少？AB+Q+QPEAEB解：A、B都在P点产生电场，且两个场强方向相反。2rQKE因为：222427rKQrQKrQKEBAP所以：答：P点场强为27KQ/4r2.练习：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向左三、电场力正电荷的电场力方向与场强方向相同F＝qE负电荷的电场力方向与场强方向相反四、电场线1、问题：我们可以用什么方法来形象地描述电场呢？2、定义：在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致，这样的曲线就叫做电场线。如下图3、作用：切线方向表示E的方向；曲线的疏密表示E的大小4、电场线的模拟：不同电场中，电场场强分布不同，它们的电场线形状也不一样，下面是几种电场的电场线几种常见电场的电场线分布特点：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。5、几种常见电场中电场线的分布情况（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（2）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。3、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6、电场线的特点：（1）电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；（2）电场线在电场中不相交；不中断，不闭合（3）电场线越密的地方，场强越大;电场线越稀的地方，场强越小；（4）电场线是假想线，不是真实存在的。五、匀强电场1、定义：电场强度大小和方向都相同的电场2、电场线分布图：3、电场线特点：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说明：平行但间距不均匀的电场是不存在的匀强电场如图所示，为一条水平向右的电场线，由此能确定a、b、c三点的场强方向吗？能否判断三点的场强的大小？为什么？···abc(1)Ea=Eb=Ec···abc···abc(3)(4)EaEbEcEaEcEb只有一条电场线是不能判断这三个点场强的大小。···abc(2)EaEbEc1.电场(1)产生：电荷周围空间存在电场(2)性质：对处在场中的电荷有电场力的作用。2．电场强度E：描述电场强弱和方向的物理量（1）定义:E=F/q（2）单位：N/C（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由本身决定，与放入电场的电荷无关。3．电场线：（1）电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷（2）疏密表示电场强度的相对大小。疏处小，密处大（3）切线表示方向4、匀强电场：大小和方向都相同的电场。电场线是平行等距的直线小结.+Q..AB+q+q例、如图，在电荷Q周围跟Q距离相等的不同点A、B放上试探电荷q，电荷q受到的电场力的大小是否相等？A、B两点的电场强度是否相同？[解析]试探电荷q在A、B两点所受的电场力大小相等，但方向不同，所以A、B两点的电场强度不相同。课堂练习和课外作业1．答:这种说法不正确。电场线的切线方向是正电荷在电场中受力的方向。2．答：这个电场强度的方向竖直向下。3．答：A带负电荷，B带正电荷。课外作业：P9问题与练习2、3、44．答：（1）B点电场最强，C点电场最弱。（2）各点的电场强度方向如左图。（3）一个带负电的点电荷放在A、B、C上，它所受电场力的方向如右图所示。练习1、电场强度的定义式为E=F/q，则（）A、它只适用于点电荷产生的电场B、无论检验电荷的q值如何变化，F与q的比值对电场中同一点来讲是不变的C、电场中某点的场强与放在该点的检验电荷所受的电场力成正比D、场强方向与检验电荷的极性有关B2、下列关于场强的说法正确的是：A、公式E=F/q适用于任何电场B、公式E=F/q只适用于点电荷产生的电场C、在一个以点电荷Q为中心，r为半径的球面上，各处的场强都相同D、空间某点的电场强度E与放在该处的点电荷所受的电场力F成正比，与点电荷的电荷量q成反比A3、关于电场线的几种说法中，正确的是：A、沿电场线方向，场强必定越来越小；B、在复杂电场中的电场线是可能相交的；C、点电荷在电场中的运动轨迹一定跟电场线相重合；D、电场线越密的地方，同一检验电荷所受的电场力就越大D4、如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条直线上有a、b两点，用Ea、Eb表示a、b两点电场强度的大小，则：A、a、b两点的场强的方向相同；B、电场线是直线，可知Ea=Eb；C、不知a、b附近的电场线分布，Ea、Eb的大小不能确定；D、电场线从a指向b，所以EaEbACab5、电场中有一点P，下列哪些说法正确的是（）A若放在P点的试探电荷的电量减半，则P点的场强减半。B若P点没有试探电荷，则P点的场强为零。CP点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大。DP点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向C6、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。如果把这个试探电荷取走，则P点的电场强度为N/C。5×1031×10-55×1037、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。8：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ABB9：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ABC10、电场中某点的场强是4.0×104N/C，电荷量为+5.0×10-8C的点电荷在该点受到的电场力是多大？电场力的方向与场强的方向是相同还是相反？电荷量为-5.0×10-8C的点电荷在该点受到的电场力是多大？电场力的方向与场强的方向是相同还是相反？解：电荷量为+5.0×10-8C的点电荷在该点受到的电场力为F=Eq=4.0×104×5.0×10-8N=2.0×10-3N电场力的方向与场强的方向相同。电荷量为-5.0×10-8C的点电荷在该点受到的电场力大小仍为2.0×10-3N，方向与场强的方向相反。11：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：（）ABCDPQPQPQPQCabABa12：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两处的检验电荷的电荷量大小与所受电场力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qFbB