内容正文:
第三节 电场强度
第一章 静电场
复习提问:
在真空中两静止点电荷的作用力跟它们的电量乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上 。
带电体间距离远大于物体本身线度
电荷均匀分布的球体
2 .电荷之间的相互作用有什么规律?
1.什么是点电荷?
弹力和摩擦力都是在两个物体相互接触的情况下发生的。而两个电荷没有接触,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
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1837年英国物理学家法拉第提出电荷周围存在电场,电场的基本性质是:它对放入的电荷产生力的作用。
磁场—两个磁极之间的相互作用是通过磁场来传递的
电场—两个电荷之间的相互作用是通过电场来传递的
电磁场
A的电场
B的电场
B受到的力是A产生的电场对B的作用力
A受到的力是B产生的电场对A的作用力
静止电荷所产生的电场- - - - 静电场
A
B
1.定义:
2 .基本性质:
电荷周围存在的能对其它电荷产生力作用的一种物质
对放入其中的电荷有力的作用,
这种力叫电场力。
一、电场
电场看不见,又摸不着,我们怎样去描述其是否存在及其强弱呢?
+q
FA
+q
FB
场源电荷:产生电场的电荷
试探电荷(或称为检验电荷)
+Q
问题2:怎样去描述其是否存在及其强弱呢?
初中是怎么感受磁场的存在的呢?
类比
在电场中放入一个带电小球检验电场的存在与强弱,我们把它称为- - 试探电荷(检验电荷)
而产生电场的那个电荷称为- - 场源电荷 (源电荷)
猜想: 能否用电场力的大小表示电场的强弱?
检验电荷:电量很小(不影响源电荷的电场);体积很小(可以当作质点)的电荷。
+Q
F
不同的电荷q在电场的同一点所受的电场力F是否相同?
显然,不同的电荷在电场中同一点所受的电场力不同,但电场中同一点的电场显然又是一定的, 因此不能用电场力的大小来表示电场的强弱.
电荷q在距Q较近的A点,受到的电场力大.
电荷q在距Q较远的B点,受到的电场力小.
同一试探电荷q在电场中的不同点
受到的电场力的大小是否相同?
结论:F/q能反映电场中某点电场力的性质——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。
实验发现:
二、电场强度
1.定义:
2.公式:
F——电场力 国际单位:牛(N)
q——电量 国际单位:库(C)
E——电场强度 国际单位:牛/库(N/C)
4.方向:
放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫该点的电场强度,简称场强。
试探电荷
场源电荷
比值定义法
规定其方向与正电荷在该点的受力方向相同。
5、物理意义:描述该点电场强弱和方向,场强反映电场的力的性质,由电场本身决定,与放入的试探电荷无关 。
3、大小决定因素:由电场本身决定,与q、F无关
E=
+Q
+q
F
E
+Q
-q
F
E
根据规定:负电荷在电场中某点受到的电场力的方向跟该点的场强方向相反。
-Q
+q
F
E
-Q
-q
E
F
物理学中规定,电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同.
6.场强的矢量性:
例1.设:试探电荷的电荷量q=+5.0×10-9C,测得它在电场中的A点受到的电场力为F=3.0×10-4N,求:A点的场强是多大?
如果改用电荷量为q=-6.0×10-9C的试探电荷,来确定该点的场强,场强会不会改变?
如果A点未放试探电荷,则A点的场强大小为多少?方向呢?
例2.在电场中A处放点电荷+q,其受电场力为F,方向向左,则A处场强大小为 ,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 。
向左
向左
一点正点电荷的电荷量为Q,在距此点电荷r处的A点的电场强度是多少?方向如何?
设想在A点放一个电荷量为+q的试探电荷,则它所受到的电场力为
则该点的场强为
Q是场源电荷的电量,
r是场中某点到场源电荷的距离
真空中点电荷的场强是由产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离决定的,与检验电荷无关.
问题3 真空中点电荷的电场强度如何?
三、真空中点电荷的场强
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
3.适用条件:
只适用于真空中点电荷
+
-
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
由场源电荷Q及该点到Q的距离r决定
适用范围