9.3 电场强度（2）课件 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

人教版物理必修三 第九章 静电场及其应用 第三节 电场强度(2) 复习回顾 1.电场：电荷的周围存在着由它产生的电场。电场对放入其中的电荷有力的作用。电荷之间的相互作用是通过电场发生的。 2.电场强度：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，叫做这点的电场强度，简称场强。E=F/q 3.点电荷的场强:E＝＝kQ/r2 4.场强叠加原理：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和． 5.电场线：电场线是画在电场中的有方向的曲线，用来形象地描述电场强弱与方向特性的曲线.曲线上每一点的切线方向表示该点电场强度方向，起于无穷远或正电荷、终于无穷远或负电荷；不是真实存在的．电场线不会相交，在同一幅图中电场线的疏密表示电场的强弱。 一、概念辨析 1.由公式E＝F/q可知，E与F成正比，是不是这样的？ 从数学角度来讲公式E＝F/q中E与F成正比、与q成反比．但在物理中F代表试探电荷所受电场力，q代表试探电荷电荷量，而电场不是由试探电荷产生的，故E与F、q无关．所以在物理中不能说E与F成正比、与q成反比．在物理中我们说“一个量A与另一量B成正比(或反比)”“一个量A与另一个量B有关”意味着当B发生变化时A就会随之发生变化，即B决定A.式子E＝kQ/r2中当Q发生变化时，E也会随之变化，所以这里是可以说“E与Q成正比、与r2成反比”的． 2.电场线就是电荷在电场中的运动轨迹吗？ 电场线是想象出来的用以表示电场分布的线，实际电场中不存在．由电场线切线方向我们唯一可以确定出带电粒子受力的方向．一般情况下电荷在电场中运动轨迹是不沿电场线的，如果带电粒子沿电场线运动必须同时符合以下条件：一是电场线是直线，二是带电粒子只受电场力，三是带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在方向． 电场中某点电场强度大小与方向仅由场源电荷决定，与试探电荷无关，任何电场均是如此．真空中点电荷电场强度E＝kQ/r2 　 二、电场的产生、电场强度的定义 3.在真空中O点放一个点电荷Q＝＋1.0×10－9 C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30 cm，M点放一个点电荷q＝－1.0×10－10 C，如图所示，求： (1)q在M点受到的作用力． (2)M点的场强． (3)拿走q后M点的场强． (4)M、N两点的场强哪点大？ (5)如果把Q换成电荷量为－1.0×10－9 C的点电荷，情况会发生哪些变化？ 解析：本题分层次的逐步递进考查了对电场力与电场强度的理解，要区分场源电荷与试探电荷．E是由场源电荷产生的，与试探电荷电荷量q、试探电荷所受电场力F无关．即使把试探电荷拿走，对该位置的电场也没有影响的． F＝(kQq)/r2＝9.0×109×(1.0×10－9×1.0×10－10)/0.32 N＝1.0×10－8 N，Q是正电荷，q是负电荷，q受到的是吸引力，方向沿MO指向O. EM＝F/q＝(1.0×10－8)/1.0×10－10 N/C＝100 N/C，方向与力的方向相反，沿OM指向M方向．即使拿走q，M点仍然有Q产生的电场，与拿走前相同．如果q放在N点，受电场力会减小，所以N点场强小于M点场强．如果把Q换成等量的负电荷，则q受的电场力方向会反向，相应场强方向也会反向．力的大小不变． 4．如图所示为静电场的一部分电场线的分布， 下列说法正确的是(　　) A．这个电场可能是负点电荷形成的 B．C点处的场强为零，因为那里没有电场线 C．点电荷q在A点受到的电场力比在B点受到的电场力大 D．负电荷在B点时受到的电场力的方向沿B点切线方向 解析：负电荷的电场线是指向负电荷的直线，故A错误；电场线只是形象地描述电场，没有电场线的地方，场强不一定为零，故B错误；电场线的疏密表示电场的强弱，EA>EB，F＝qE，所以FA>FB，故C正确；负电荷在B点所受电场力的方向与B点的切线方向相反，故D错误． C 分析带电粒子在电场中运动轨迹问题，要注意做曲线运动的粒子所受的合外力方向指向轨迹曲线的凹侧(或叫内侧)且与电场线切线(电场强度)共线，速度方向沿轨迹的切线方向．根据这一点，即使不知道电荷正负和电场线方向，也能判断出粒子的速度大小和加速度大小． 三、由电场线和运动轨迹判断带电粒子在电场中运动问题 5.（多选）如图所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用，根据此图可以作出正确判断的是(　　 ) A．带电粒子所带电荷的正、负 B．带电粒子在a、b两点的受力方向 C．带电粒子在a、b两点的速度何处较大 D．带电粒子在a、b两点的加速度何处较大 解析：由轨迹的弯曲情况，可知电场力应沿电场线向左，但因不知电场线的方向，故带电粒子所带电荷符号不能确定