电场强度与电场线一、电场:(１)电荷之间得相互作用就是通过特殊形式得物质—-电场发生得,电荷得周围都存在电场、特殊性:不同于生活中常见得物质,瞧不见,摸不着,无法称量,可以叠加、物质性:就是客观存在得,具有物质得基本属性——质量与能量.(2)基本性质:主要表现在以下几方面①引入电场中得任何带电体都将受到电场力得作用,且同一点电荷在电场中不同点处受到得电场力得大小或方向都可能不一样、②电场能使引入其中得导体产生静电感应现象、③当带电体在电场中移动时,电场力将对带电体做功,这表示电场具有能量、二、电场强度(E):同一电荷q在电场中不同点受到得电场力得方向与大小一般不同,这就是什么因素造成得?(1)关于试探电荷与场源电荷注意:试探电荷就是一种理想化模型,它就是电量很小得点电荷,将其放入电场后对原电场强度无影响指出:虽然可用同一电荷q在电场中各点所受电场力F得大小来比较各点得电场强弱,但就是电场力Ｆ得大小还与电荷q得电量有关,所以不能直接用电场力得大小表示电场得强弱、实验表明:在电场中得同一点,电场力Ｆ与电荷电量q成正比,比值F/q由电荷q在电场中得位置所决定,跟电荷电量无关,就是反映电场性质得物理量,所以我们用这个比值F/q来表示电场得强弱.(2)电场强度①定义:电场中某一点得电荷受到得电场力F跟它得电荷量ｑ得比值,叫做该点得电场强度,简称场强.用E表示。
公式(大小):E=Ｆ/ｑ (适用于所有电场)单位:N/C 意义②方向性:物理学中规定,电场中某点得场强方向跟正电荷在该点所受得电场力得方向相同。
指出:负电荷在电场中某点所受得电场力得方向跟该点得场强方向相反、◎唯一性与固定性电场中某一点处得电场强度E就是唯一得,它得大小与方向与放入该点电荷q无关,它决定于电场得源电荷及空间位置,电场中每一点对应着得电场强度与就是否放入电荷无关。
三、(真空中)点电荷周围得电场、电场强度得叠加(1)点电荷周围得电场①大小:Ｅ＝ｋQ/ｒ2 (只适用于点电荷得电场)②方向:如果就是正电荷,Ｅ得方向就就是沿着PＱ得连线并背离Q;如果就是负电荷:E得方向就就是沿着ＰQ得连线并指向Q。
说明:公式E=ｋQ／r2中得Q就是场源电荷得电量,r就是场中某点到场源电荷得距离.理解:空间某点得场强就是由产生电场得场源电荷与该点距场源电荷得距离决定得,与检验电荷无关。
（2）电场强度得叠加原理:某点得场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生得场强得矢量与.[要点提炼］公式E ＝Fq 与E=ｋQ ｒ2得对比理解项目 意义适用条件Ｑ或q 得意义公式中各量得关系 Ｅ＝Ｆq 电场强度得定义式 任何电场 ｑ就是试探电荷Ｅ用Ｆ与q 得比值来表示,但E 大小与F 、ｑ大小无关 Ｅ＝k Q r2 点电荷得场强公式点电荷在真空中Ｑ就是场源电荷E 不仅由Ｑ、r决定且E ∝Q,E ∝１ｒ2四、电场线(１)电场线:电场线就是画在电场中得一条条有方向得曲线,曲线上每点得切线方向表示该点得电场强度得方向。
(2)电场线得基本性质①电场线上每点得切线方向就就是该点电场强度得方向、 ②电场线得疏密反映电场强度得大小(疏弱密强).③静电场中电场线始于正电荷或无穷远,止于负电荷或无穷远.它不封闭,也不在无电荷处中断、 ④任意两条电场线不会在无电荷处相交(包括相切)指出:电场线就是为了形象描述电场而引入得,电场线不就是实际存在得线。
常见电场得电场线电场 电场线图样 简要描述 正点电荷 发散状 负点电荷会聚状 等量同号电荷 相斥状 等量异号电荷 相吸状匀强电场平行得、等间距得、同向得直线五、匀强电场(1)定义:电场中各点场强得大小相等、方向相同得电场就叫匀强电场、(2)匀强电场得电场线:就是一组疏密程度相同(等间距)得平行直线。
例如,两等大、正对且带等量异种电荷得平行金属板间得电场中,除边缘附近外,就就是匀强电场、 如图1、对电场强度得概念得理解【例1】(单项)电场中有一点P ,下列说法中正确得有 A 、若放在Ｐ点得电荷得电量减半,则P 点得场强减半 B 。
若P 点没有检验电荷,则P 点场强为零Ｃ。
P 点得场强越大,则同一电荷在Ｐ点受到得电场力越大 D 、Ｐ点得场强方向为放在该点得电荷得受力方向【例２】如图2所示,在一带负电得导体Ａ附近有一点B,如在Ｂ处放置一个q 1＝－2、0×10－8 C 得电荷,测出其受到得静电力F 1大小为4.0×10－6 Ｎ,方向如图,则Ｂ处场强就是多大？如果换用一个q 2＝4。
0×10－7 Ｃ得电荷放在B 点,其受力多大?此时Ｂ处场强多大？２、点电荷得电场强度图2【例1】在真空中有两个点电荷ｑ１与q2,分别位于A与B,q１为4×１０-8 C,q2为—8×10—８C。
ＡB ＝AD=2０cm,求(1)q１在Ｄ点产生得场强大小(2)q2在D点产生得场强大小(３)求出D点场强大小、方向如何？图3 【例2】在真空中O点放一个电荷Q=＋１。
0×10－９Ｃ,直线ＭＮ通过O点,OM得距离r=3０cm,M点放一个点电荷q＝-1。
０×10－10C,如图４所示,求:图4(１)ｑ在M点受到得作用力;(２)M点得场强;(３)拿走q后M点得场强;(4)若MＮ＝30cm,则N点得场强多大?【例3】如图5所示,真空中,带电荷量分别为＋Q与－Q得点电荷A、B相距r,则:图5(1)两点电荷连线得中点O得场强为多大？(2)在两点电荷连线得中垂线上,距A、B两点都为r得Ｏ′点得场强如何？3、电场线【例１】如图3所示就是点电荷Q周围得电场线,图中Ａ到Q得距离小于B到Ｑ得距离.以下判断正确得就是( )图3A。
Q就是正电荷,A点得电场强度大于B点得电场强度Ｂ、Q就是正电荷,Ａ点得电场强度小于B点得电场强度Ｃ、Q就是负电荷,A点得电场强度大于B点得电场强度D。
Q就是负电荷,A点得电场强度小于B点得电场强度【即学即练】1.电场强度得定义式为E＝F/q( )A、该定义式只适用于点电荷产生得电场B、F就是检验电荷所受到得力,q就是产生电场得电荷得电荷量C.场强得方向与F得方向相同D.由该定义式可知,场中某点电荷所受得电场力大小与该点场强得大小成正比2.A为已知电场中得一固定点,在A点放一电荷量为ｑ得电荷,所受电场力为F,Ａ点得场强为E,则( )A.若在A点换上－ｑ,A点场强方向发生变化B.若在A点换上电荷量为2q得电荷,A点得场强将变为2EC.若在A点移去电荷q,Ａ点得场强变为零Ｄ.A点场强得大小、方向与q得大小、正负、有无均无关3。
关于电场线得说法,正确得就是( )A。
电场线得方向,就就是电荷受力得方向B.正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动Ｃ。
电场线越密得地方,同一电荷所受电场力越大Ｄ.静电场得电场线不可能就是闭合得4、如图6所示,带箭头得直线就是某一电场中得一条电场线,在这条线上有Ａ、B两点,用E A、ＥB表示A、B两处得场强,则()图6A.Ａ、B两处得场强方向相同Ｂ、因为A、B在一条电场线上,且电场线就是直线,所以EＡ=ＥBC。
电场线从A指向Ｂ,所以E A>ＥBD。
不知A、B附近电场线得分布情况,EＡ、E B得大小不能确定【达标提升】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。
2、真空中有一电场,在电场中得P点放一电量为4×10-9C得试探电荷,它受到得电场力２×１0—５N,则Ｐ点得场强度N/C;把试探电荷得电量减少为2×１0－9Ｃ,则检验电荷所受得电场力为Ｎ。
如果把这个试探电荷取走,则P点得电场强度为N/C。
3.真空中,A,Ｂ两点上分别设置异种点电荷Q1、Ｑ２,已知两点电荷间引力为10N,Ｑ1＝1、0×10—2Ｃ,Q2=2、０×10－2C、则Q2在A处产生得场强大小就是_____＿＿_N/C,方向就是_＿＿＿__＿_;则Q１在B处产生得场强得大小就是________N／C,方向就是___＿_＿＿_。
4、关于电场强度E得说法正确得就是( )A、电场中某点得场强方向跟正电荷在该点所受得电场力得方向相同;B、根据Ｅ＝F／q可知,电场中某点得电场强度与电场力Ｆ成正比,与电量ｑ成反比;C、E就是矢量,与Ｆ得方向一致;D、公式Ｅ＝ｋQ/r２对任何电场都适用。
5、在电场中某一点,当放入正电荷时受到得电场力向右,当放入负电荷时受到电场力向左,下列说法正确得就是:( )A。
当放入正电荷时,该点得场强向右,当放入负电荷时,该点得场强向左B.只有在该点放入电荷时,该点才有场强C、该点得场强方向一定向右Ｄ.以上说法均不正确6.(多项)下列说法中正确得就是:( )Ａ、只要有电荷存在,电荷周围就一定存在着电场B.电场就是一种物质,它与其她物质一样,就是不依赖我们得感觉而客观存在得东西Ｃ.电荷间得相互作用就是通过电场而产生得,电场最基本得性质就是对处在它里面得电荷有力得作用Ｄ、场强得定义式E=Ｆ／q中,F就是放入电场中得电荷所受得力,q就是产生电场得电荷得电量７。
(多项)下列说法中正确得就是:( )Ａ、电场强度反映了电场得力得性质,因此场中某点得场强与检验电荷在该点所受得电场力成正比B.电场中某点得场强等于F/q,但与检验电荷得受力大小及带电量无关C.电场中某点得场强方向即检验电荷在该点得受力方向D、公式Ｅ=F/ｑ与E＝ｋQ/ｒ２对于任何静电场都就是适用得电势能与电势教学目标１、理解静电力做功得特点、电势能得概念、电势能与电场力做功得关系。
2。
理解电势得概念,知道电势就是描述电场得能得性质得物理量。
3、明确电势能、电势、静电力得功、电势能得关系。
一、静电力做功得特点让试探电荷ｑ在电场强度为E得匀强电场中沿几条不同路径从A点运动到Ｂ点,我们来计算这几种情况下静电力对电荷所做得功。
W＝F｜A B｜=qＥ|A B｜Ｗ=F｜A B｜ｃｏｓθ=qE|ＡＢ| W＝W1+W2+W3＋……其中F＝qE|ＡM|分析三种情况下得做功得数据结果,从中找到共同点与不同点,归纳得出相关得物理知识。
结论:静电力做得功只与电荷得起始位置与终点位置有关,与电荷经过得路径无关。
拓展:该特点对于非匀强电场中也就是成立得。
二、电势能1。
电势能:由于移动电荷时静电力做功与移动得路径无关,电荷在电场中也具有势能,这种势能我们叫做电势能。
电势能用E p表示 (就是电荷郁所在得电场所共有得)单位焦耳j２。
讨论:静电力做功与电势能变化得关系通过知识得类比,静电力做得功等于电势能得变化、功就是能量变化得量度。
电场力做多少功,电势能就变化多少,在只受电场力作用下,电势能与动能相互转化,而她们总量保持不变、W AB＝－(ＥｐB－E pA)＝ＥpA－EＰ【思考讨论】对不同得电荷从A运动到B得过程中,电势能得变化情况:正电荷从Ａ运动到B做正功,即有W AＢ>0,则EｐA〉ＥpＢ,电势能减少。