電場強度概念

1、1.3 1.3 電場強度電場強度 兩電荷不直接接觸，兩電荷不直接接觸，它們之間的相互作用它們之間的相互作用是怎樣產(chǎn)生的是怎樣產(chǎn)生的? ?問題問題1猜一猜猜一猜 法拉第法拉第提出電荷周圍存在提出電荷周圍存在電場電場，電場的，電場的基本性質(zhì)是：它對放入的電荷產(chǎn)生力的作基本性質(zhì)是：它對放入的電荷產(chǎn)生力的作用，這種力叫用，這種力叫電場力電場力。磁體與磁體間的相互作用是通過磁體與磁體間的相互作用是通過 發(fā)生的發(fā)生的磁場磁場問題問題1 1 兩電荷間的相互作用怎樣產(chǎn)生的兩電荷間的相互作用怎樣產(chǎn)生的? ?近代物理學(xué)的理論和實驗證實并且發(fā)展了法拉第近代物理學(xué)的理論和實驗證實并且發(fā)展了法拉第的觀點。電場以及磁場已

2、被證明是一種客觀存在，的觀點。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。變化的電磁并且是互相聯(lián)系的，統(tǒng)稱為電磁場。變化的電磁以有限的速度以有限的速度光速，在空間傳播。它和分子、光速，在空間傳播。它和分子、原子組成的實物一樣具有能量、質(zhì)量和動量，因原子組成的實物一樣具有能量、質(zhì)量和動量，因而場與實物是物質(zhì)存在的兩種不同形式。而場與實物是物質(zhì)存在的兩種不同形式。應(yīng)該指出的是，只有在研究運動的電荷，特別是應(yīng)該指出的是，只有在研究運動的電荷，特別是運動狀態(tài)迅速變化的電荷時，上述電磁場的實在運動狀態(tài)迅速變化的電荷時，上述電磁場的實在性才突顯出來。在本章中，只討論靜止電荷產(chǎn)生性才

3、突顯出來。在本章中，只討論靜止電荷產(chǎn)生的電場，稱為靜電場。這種情況下，可以認為電的電場，稱為靜電場。這種情況下，可以認為電場只是描述電荷相互作用的一種有效而且方便的場只是描述電荷相互作用的一種有效而且方便的方法。方法。一一. .電場：電場：2 2、基本性質(zhì)：、基本性質(zhì)： 對放入其中的電荷有力的作用，這種對放入其中的電荷有力的作用，這種力叫力叫電場力電場力。1 1、定義：、定義：存在于帶電體周圍的特殊存在于帶電體周圍的特殊物質(zhì)物質(zhì)。 3 3、電荷間的相互作用力通過電場發(fā)生、電荷間的相互作用力通過電場發(fā)生電荷電荷A A電場電場電荷電荷B B 用什么可以檢驗空間存在看用什么可以檢驗空間存在看不見又摸

4、不著的電場？不見又摸不著的電場？檢驗電荷（試探電荷）檢驗電荷（試探電荷）： 用來檢驗電場的用來檢驗電場的電量很小電量很?。ú挥绊懀ú挥绊懺妶觯?；原電場）；體積很小體積很?。梢援斪髻|(zhì)點）（可以當作質(zhì)點）的電荷。的電荷。場源電荷：場源電荷： 產(chǎn)生電場的電荷產(chǎn)生電場的電荷結(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的性質(zhì)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

5、值F/qF/q是是一定一定的的。問題問題2：如何用試探電荷反映電場的性質(zhì)？：如何用試探電荷反映電場的性質(zhì)？二二. .電場強度電場強度1. 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跟跟它的電荷量它的電荷量q q的的比值比值，叫做該點的電場強度，簡，叫做該點的電場強度，簡稱場強。稱場強。5.5.理解：理解： 場強反映電場力的性質(zhì)，由電場本身決定，場強反映電場力的性質(zhì)，由電場本身決定，與放入的試探電荷無關(guān)與放入的試探電荷無關(guān) 。 3.3.單位：單位：牛牛/ /庫庫(N/C) (N/C) 伏伏/ /米米(V/m) (V/m) 1 1伏伏/ /米米=1=1牛

6、牛/ /庫庫4.4.方向：規(guī)定與方向：規(guī)定與正電荷正電荷在該點的受力方向相同在該點的受力方向相同 2.2.定義式：定義式：FEq練習(xí)：練習(xí)：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處場強大小為處場強大小為_，方向為方向為_；若將；若將A A處放點電荷為處放點電荷為2q2q，則該處電場強度大小為則該處電場強度大小為_，方向為，方向為_。Fq向左向左Fq向左向左三、真空中點電荷的場強三、真空中點電荷的場強2QEkr由庫侖定律和場強的定義式推導(dǎo)由庫侖定律和場強的定義式推導(dǎo)1 1、大小、大小: :2 2. .場強方向：場強方

7、向：正正點電荷電場方向點電荷電場方向背離背離電荷電荷 負負點電荷電場方向點電荷電場方向指向指向電荷電荷適用范圍適用范圍電荷的意義電荷的意義FEq2QEkr定義式，適定義式，適用于一切電用于一切電場場決定式，僅決定式，僅對點電荷的對點電荷的電場適用電場適用q q是檢驗電是檢驗電荷，荷，E E與與q q無關(guān)無關(guān)QQ是場源電是場源電荷，荷，E E與與QQ成正比成正比FEq2QEkr和和的區(qū)別的區(qū)別：1 1、電場強度是矢量，合成應(yīng)遵循、電場強度是矢量，合成應(yīng)遵循平行四邊形定則平行四邊形定則 E+E-E合合四、電場強度的疊加四、電場強度的疊加PQ1Q2QrPrQP2QEkr2 2、一個半徑為、一個半徑為

8、R R的的均勻均勻帶電球體（或帶電球體（或球殼）在外部產(chǎn)生的電場球殼）在外部產(chǎn)生的電場與一個位于與一個位于球心的、電球心的、電荷量相等的荷量相等的點電荷產(chǎn)生點電荷產(chǎn)生的電場相同的電場相同 五、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1. 1.電場電場(1)(1)產(chǎn)生：帶電體在其周圍空間存在電場產(chǎn)生：帶電體在其周圍空間存在電場(2)(2)性質(zhì)：對處在場中的電荷有電場力的作用。性質(zhì)：對處在場中的電荷有電場力的作用。 2 2電場強度：描述電場強弱和方向的物理量電場強度：描述電場強弱和方向的物

9、理量 （1 1）定義）定義: E: E = F / q = F / q（2 2）單位：牛）單位：牛/ /庫庫(N/C)(N/C)、伏、伏/ /米米(V/m)(V/m)（3 3）方向：與正電荷在該點受電場力方向相同）方向：與正電荷在該點受電場力方向相同（4 4）電場中某一點的場強與檢驗電荷無關(guān)。）電場中某一點的場強與檢驗電荷無關(guān)。（5 5）真空中點電荷的場強公式）真空中點電荷的場強公式: : 3 3場強的疊加：矢量求和場強的疊加：矢量求和( (平行四邊形定則平行四邊形定則) )小小 結(jié)結(jié)2QEkr1 1、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

10、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點點的場強減半。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點受到的點受到的電場力越大。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C課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練2 2、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點放一電點放一電量為量為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

11、-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減少為電荷的電量減少為2 21010-9-9C C，則，則檢驗電荷所受的電場力為檢驗電荷所受的電場力為 NN。 如果把這如果把這個個試探試探電荷取走，則電荷取走，則P P點的電場強度為點的電場強度為_N/C_N/C。5103110-55103課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練3 3、 關(guān)于電場強度，下列說法正確的是（關(guān)于電場強度，下列說法正確的是（ ） A AE E=F/qF/q，若，若q q減半，則該處的場強變?yōu)樵瓬p半，則該處的場強變?yōu)樵瓉淼膩淼? 2倍倍 B BE E=kQ/kQ/r r2 2中，中，E E與與QQ成正

12、比，而與成正比，而與r r平方成平方成反比反比 C C在以一個點電荷為球心，在以一個點電荷為球心，r r為半徑的球面為半徑的球面上，各點的場強均相同上，各點的場強均相同 D D電場中某點的場強方向就是該點所放電電場中某點的場強方向就是該點所放電荷受到的電場力的方向荷受到的電場力的方向課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練B4 4、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，分別位于于A A和和B B，相距，相距20cm20cm，q q1 1為為4 41010-8-8C C，q q2 2為為8 81010-8-8C C。則在。則在ABAB連線上連線上A A點的外側(cè)點的外側(cè)離離A A

13、 點點20cm20cm處的處的D D點場強大小、方向如點場強大小、方向如何何? ?4.54.510103 3 N/C N/C，方向由，方向由A A指向指向D D。 課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練ABDEAEBE合4 4、思考題：、思考題： 場是物理學(xué)中的重要概念，除了電場和磁場是物理學(xué)中的重要概念，除了電場和磁場，還有引力場。物體之間的萬有引力就是通場，還有引力場。物體之間的萬有引力就是通過引力場發(fā)生作用的，地球附近的引力場叫做過引力場發(fā)生作用的，地球附近的引力場叫做重力場。仿照電場強度的定義，你認為應(yīng)該怎重力場。仿照電場強度的定義，你認為應(yīng)該怎樣定義重力場的大小和方向？重力場的方向跟樣定義重力場的大小和方向？重力場的方向跟正電荷的電場相似，還是跟負電荷的電場相似？正電荷的電場相似，還是跟負電荷的