内容正文:
新人教版 必修三
第九章 静电场及其应用
第3节 电场 电场强度(二)
第2课时 电场线
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思考:电场看不见,摸不着,怎样才能形象的描述电场呢?
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用形象简明的电场线表示电场的强弱和方向
+
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除了用数学公式描述电场外,形象地了解和描述电场中各点电场强度的大小和方向也很重要。法拉第采用了一个简洁的方法来描述电场,那就是画电场线(electric fieldline)。
五.电场线
1、定义:电场线是用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇曲线。电场线上每一点的切线方向,都和该点的场强方向一致。
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(1)电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致
(2)电场线的疏密程度反映了电场的强弱。
EA>EB
2.意义:
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+
3.几种典型的电场线
正点电荷形成的电场线
负点电荷形成的电场线
等量异种电荷形成的电场线
等量同种电荷形成的电场线
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4.电场线的性质:
①从正电荷出发终止于负电荷(包括从正电荷出发终止于无穷远或来自无穷远终止于负电荷)。
②电场线某点的受力方向表示该点的场强方向。
③电场线在某处的疏密表示该处场强的强弱。
④电场线不相交也不闭合。
电场线不是电荷的运动轨迹,也不是客观存在的线。
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思考:任意两条电场线为什么不相交?
E1
E2
如果相交,交点就会有两个切线方向,而同一点的场强和方向是唯一的。
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例1:关于电场线,下述说法中正确的是:
A、电场线是客观存在的
B、电场线与电荷运动的轨迹是一致的
C、电场线上某点的切线方向与与电荷在该点受力方向可以不同
D、沿电场线方向,场强一定越来越大
C正确
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例2:如图所示为电场中的一根电场线,在该电场线上有a、b两点,用Ea、Eb分别表示两处场强的大小,则:
A、a、b两点的场强方向相同
B、因为电场线由a指向b,所以Ea>Eb
C、因为电场线是直线,所以Ea=Eb
D、因为不知道a、b附近的电场线分布情况,所以不能确定Ea、Eb的大小关系
A正确
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六.几种常见电场中电场线的分布及特点
1、正点电荷的电场中电场线的分布
发散状中心对称图形.
像太阳光芒四射
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。球面半径越大,球面上电场线分布越疏.
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2、负点电荷的电场中电场线的分布
会聚状中心对称图形.
像黑洞把周围物体全吸进来.
特点:
a.起始无穷远处,终止于负电荷.
b.在以负点电荷为球心的球面上,电场线疏密相同,但切向各不相同.球面半径越大,球面上电场线分布越疏.
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EA
_
+
EB
E1
A
B
EA
E2
EB
r1
r
Q
Q
EB
EA
E3
EA
EB
E4
等量异种电荷
沿点电荷的连线,场强先变小后变大,中点场强最小
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EA
_
+
EB
E1
A
B
EA
E2
EB
Q
Q
EA
EB
E3
E∞=0
两点电荷连线中垂面上,场强方向沿水平方向,即总与中垂面垂直,由中间向两边场强逐渐减小。
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①两点电荷连线上各点的场强方向从正电荷指向负电荷,沿电场线方向场强先变小再变大.
3.等量异种电荷的电场分布
②两点电荷连线的中垂面(线)上,电场线的方向均相同,即场强方向相同,且与中垂面(线)垂直.
③关于O点对称的两点A与A′、B与B′的场强等大同向.
相吸状
关于两电荷连线和中垂线的轴对称图形.
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EA
+
+
EB
E1
A
B
EA
E2=0
EB
Q
Q
EB
EA
E4
EA
EB
E5
EA
EB
E3
等量同种电荷
两点电荷连线电场强度逐渐减小,中点O处场强最小为0
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EA
+
+
EB
E1
A
B
EA
EB
Q
Q
EB
EA
E3
EA
EB
E4
E2
EA
EB
E3
E0=0
O
E∞=0
等量同种电荷
两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏,但场强并不为0
两点电荷连线的中垂线上电场强度先增大后减小
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4.等量同种电荷的电场分布
①两点电荷连线中点O处的场强为零,此处无电场线.
②两点电荷连线中点O附近电场线非常稀疏,但场强不为零.
③从两点电荷连线中点O沿中垂面(线)到无限远,电场线先变密后变疏,即场强先变大后变小。
④两点电荷连线中垂线上各点的场强方向和中垂线平行.
⑤关于O点对称的两点A与A′、B与B′的场强等大、反向.
相斥状
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模拟电场线