高中物理 電場課件 新人教版選修1-11

彈 力 和 摩 擦 力 都 是 在 兩 個 物 體 相 互 接 觸的 情 況 下 發(fā) 生 的 。 而 兩 個 物 體 沒 有 接 觸 ，就 可 以 發(fā) 生 靜 電 力 的 作 用 。 那 么 ， 電 荷間 的 相 互 作 用 是 通 過 什 么 發(fā) 生 的 ？ 問 題 的 提 出 第 二 節(jié) 電 場一、電場 1、 定 義 ： 電 荷 的 周 圍 存 在 一 種 特 殊 的 物 質(zhì) ， 叫 做 電 場 。 2、 基 本 性 質(zhì) ： 對 放 入 其 中 的 電 荷 有 電 場 力 的 作 用 。 3、 說 明 ： 場 的 概 念 的 建 立 ， 是 人 類 對 客 觀 世 界 認(rèn) 識 的一 個 重 要 進(jìn) 展 。 現(xiàn) 在 ， 人 們 已 經(jīng) 認(rèn) 識 到 ， 實 物 和 場 是 物質(zhì) 存 在 的 兩 種 不 同 形 式 ， 雖 然 我 們 看 不 見 電 場 和 磁 場 ，但 它 們 是 客 觀 存 在 的 物 質(zhì) 。 電 場電 荷A 電 荷B用 場 的 觀 點 分 析 電 荷 A和 B間 的 相 互 作 用 ： 如 圖 ， 電 荷 Q周 圍 存 在 電 場 ， 把 試 探 電 荷 q放入 電 場 中 A、 B兩 點 ， 電 荷 q要 受 到 電 場 力 FA、 FB的 作 用 ， 反 映 了 電 場 具 有 力 的 性 質(zhì) 。 電 荷 q在 A、B兩 點 受 到 的 作 用 力 FA、 FB大 小 是 否 相 等 ？ 解 析 根 據(jù) 庫 侖 定 律 rA FBF = k Q1Q2r2 可 知 ， FA BA+q+Q +q FB 二、電場強(qiáng)度 F/q這 個 比 值 由 電 荷 q在 電 場 中 的 位 置 所 決 定 ，跟 電 荷 q無 關(guān) ， 是 反 映 電 場 性 質(zhì) 的 物 理 量 。實 驗 表 明 ， 在 電 場 中 的 同 一 點 ， 比 值 F/q是 恒 定的 ； 在 電 場 中 的 不 同 點 ， 比 值 F/q一 般 是 不 同 的 。在 物 理 學(xué) 中 ， 就 用 比 值 F/q來 表 示 電 場 的 強(qiáng) 弱 。 怎 樣 來 表 示 電 場 的 強(qiáng) 弱 ？ 能 否 直 接 用 電場 力 的 大 小 來 表 示 電 場 的 強(qiáng) 弱 ？ 結(jié) 論 : F/q能 反 映 電 場 中 某 點 電 場 的 力的 性 質(zhì) 電 場 的 強(qiáng) 弱 。2.電 場 中 不 同 的 點 ， 同 一 電 荷 所 受 力 也不 同 ， 比 值 F/q一 般 是 不 同 的 。1.電 場 中 的 同 一 點 ， 不 同 電 荷 所 受 力 不 同 ，比 值 F/q是 一 定 的。問 題 2 1、 定 義 ： 放 入 電 場 中 某 點 的 電 荷 所 受 的 電 場 力 F跟 它 的 電 荷 量 q 的 比 值 ， 叫 做 該 點 的 電 場 強(qiáng) 度 ， 簡 稱 場 強(qiáng) 。2、 公 式 ： 3、 單 位 ： 牛 每 庫 ， 符 號 是 N/C。 牛 /庫 （ N/C ）4、 物 理 意 義 ： 描 述 電 場 力 的 性 質(zhì) 。 F=qE。 也 可 以 說 是 描 述 電 場 強(qiáng) 弱 的 。 5、 大 小 決 定 因 素 ： 由 電 場 本 身 決 定 ， 與 q、 F無 關(guān) 。6、 方 向 ： 規(guī) 定 正 電 荷 所 受 的 電 場 力 的 方 向 為 電 場 強(qiáng) 度 的 方 向 。 FE q= 7、 說 明 ： 用 比 值 定 義 物 理 量 在 物 理 學(xué) 中 ， 常 常 用 比 值 定 義 一 個 物 理 量 ， 用 來 表 示 研究 對 象 的 某 種 性 質(zhì) 。 例 ：速 度 加 速 度 功 率密 度 電 阻 電 場 強(qiáng) 度 它 們 共 同 的 特 點 ： 用 比 值 定 義 的 物 理 量 只 與 比 值 有關(guān) ， 而 與 比 值 中 的 兩 物 理 量 無 關(guān) 。 sv t= va tD= Wp t=mVr= UR I= FE q= 練 習(xí) ：在 電 場 中 A處 放 點 電 荷 +q， 其 受 電 場 力 為F， 方 向 向 左 ， 則 A處 場 強(qiáng) 大 小 ， 方向 為 ； 若 將 A處 放 點 電 荷 為 2q， 則該 處 電 場 強(qiáng) 度 大 小 為 ， 方 向為 。 Fq向 左 F q向 左 三 、 電 場 力正 電 荷 的 電 場 力 方 向 與 場 強(qiáng) 方 向 相 同 F qE負(fù) 電 荷 的 電 場 力 方 向 與 場 強(qiáng) 方 向 相 反 四、電場線1、 問 題 ： 我 們 可 以 用 什 么 方 法 來 形 象 地 描 述 電 場 呢 ？2、 定 義 ： 在 電 場 中 畫 出 一 些 曲 線 ， 使 曲 線 上 每 一 點 的切 線 方 向 都 跟 該 點 的 電 場 強(qiáng) 度 方 向 一 致 ， 這 樣 的 曲 線就 叫 做 電 場 線 。 如 下 圖3、 作 用 ：切 線 方 向 表 示 E的 方 向 ；曲 線 的 疏 密 表 示 E的 大 小 4、 電 場 線 的 模 擬 ： 不 同 電 場 中 ， 電 場 場 強(qiáng) 分 布 不 同 ，它 們 的 電 場 線 形 狀 也 不 一 樣 ， 下 面是 幾 種 電 場 的 電 場 線 特 點 ：a、 離 點 電 荷 越 近 ， 電 場 線 越 密 ， 場 強(qiáng) 越 大b、 以 點 電 荷 為 球 心 作 個 球 面 ， 電 場 線 處 處與 球 面 垂 直 ， 在 此 球 面 上 場 強(qiáng) 大 小 處 處 相 等 ，方 向 不 同 。5、 幾 種 常 見 電 場 中 電 場 線 的 分 布 情 況 （ 1） 正 、 負(fù) 點 電 荷 的 電 場 中 電 場 線 的 分 布 特 點 ：a、 沿 點 電 荷 的 連 線 ， 場 強(qiáng) 先 變 小 后 變 大b、 兩 點 電 荷 連 線 中 垂 面 （ 中 垂 線 ） 上 ， 場 強(qiáng)方 向 均 相 同 ， 且 總 與 中 垂 面 （ 中 垂 線 ） 垂 直（ 2） 等 量 異 種 點 電 荷 形 成 的 電 場 中 的 電 場線 分 布c、 在 中 垂 面 （ 中 垂 線 ） 上 ， 與 兩 點 電 荷 連 線 的中 點 0等 距 離 各 點 場 強(qiáng) 相 等 。 3、 等 量 同 種 點 電 荷 形 成 的 電 場 中 電 場 中 電場 線 分 布 情 況特 點 ：a、 兩 點 電 荷 連 線 中 點 O處 場 強(qiáng) 為 0b、 兩 點 電 荷 連 線 中 點 附 近 的 電 場 線 非 常 稀 疏 ， 但 場 強(qiáng) 并 不 為 0c、 兩 點 電 荷 連 線 的 中 點 到 無 限 遠(yuǎn) 電 場 線 先變 密 后 變 疏 6、 電 場 線 的 特 點 ：（ 1） 電 場 線 從 正 電 荷 或 無 限 遠(yuǎn) 出 發(fā) ， 終 止 于 無 限 遠(yuǎn) 或 負(fù) 電 荷 ；（ 2） 電 場 線 在 電 場 中 不 相 交 ； 不 中 斷（ 3） 在 同 一 幅 圖 中 ， 電 場 強(qiáng) 度 較 大 的 地 方 電 場 線 較 密 ， 電 場 強(qiáng) 度 較 小 的 地 方 電 場 線 較 疏 ， 可 以 用 電 場 線 的 疏 密 來 表 示 電 場 強(qiáng) 度 的 相 對 大 小 。 五 、 勻 強(qiáng) 電 場1、 定 義 ： 電 場 強(qiáng) 度 大 小 和 方 向 都 相 同 的 電 場2、 電 場 線 分 布 圖 ：3、 電 場 線 特 點 ： 勻 強(qiáng) 電 場 是 大 小 和 方 向 都 相 同 的 電 場 ， 故勻 強(qiáng) 電 場 的 電 場 線 是 平 行 等 距 的 直 線說 明 ： 平 行 但 間 距 不 均 勻 的 電 場 是 不 存 在 的 勻 強(qiáng) 電 場 1.電 場(1)產(chǎn) 生 ： 電 荷 周 圍 空 間 存 在 電 場(2)性 質(zhì) ： 對 處 在 場 中 的 電 荷 有 電 場 力 的 作 用 。 2 電 場 強(qiáng) 度 E： 描 述 電 場 強(qiáng) 弱 和 方 向 的 物 理 量 （ 1） 定 義 : E = F / q（ 2） 單 位 ： N/C （ 3） 方 向 ： 與 正 電 荷 在 該 點 受 電 場 力 方 向 相 同（ 4） 電 場 中 某 一 點 的 場 強(qiáng) 由 本 身 決 定 ， 與 放 入 電 場 的 電 荷 無 關(guān) 。 3 電 場 線 ：（ 1） 電 場 線 從 正 電 荷 或 無 限 遠(yuǎn) 出 發(fā) ， 終 止 于 無 限 遠(yuǎn) 或 負(fù) 電 荷（ 2） 疏 密 表 示 電 場 強(qiáng) 度 的 相 對 大 小 。 疏 處 小 ， 密 處 大（ 3） 切 線 表 示 方 向4、 勻 強(qiáng) 電 場 ： 大 小 和 方 向 都 相 同 的 電 場 。電 場 線 是 平 行 等 距 的 直 線小 結(jié) .+Q . .A B+q+q 例 、 如 圖 ， 在 電 荷 Q周 圍 跟 Q距離 相 等 的 不 同 點 A、 B放 上 試 探 電 荷q， 電 荷 q受 到 的 電 場 力 的 大 小 是 否相 等 ？ A、 B兩 點 的 電 場 強(qiáng) 度 是 否 相同 ？ 解 析 試 探 電 荷 q在 A、 B兩 點 所 受 的 電 場 力 大小 相 等 ， 但 方 向 不 同 ， 所 以 A、 B兩 點 的 電 場 強(qiáng)度 不 相 同 。 練 習(xí)1、 電 場 強(qiáng) 度 的 定 義 式 為 E=F/q， 則 （ ）A、 它 只 適 用 于 點 電 荷 產(chǎn) 生 的 電 場B、 無 論 檢 驗 電 荷 的 q值 如 何 變 化 ， F與 q的 比 值 對 電 場 中 同 一 點 來 講 是 不 變 的C、 電 場 中 某 點 的 場 強(qiáng) 與 放 在 該 點 的 檢 驗 電 荷 所 受 的 電 場 力 成 正 比D、 場 強(qiáng) 方 向 與 檢 驗 電 荷 的 極 性 有 關(guān) B 2、 下 列 關(guān) 于 場 強(qiáng) 的 說 法 正 確 的 是 ：A、 公 式 E=F/q適 用 于 任 何 電 場B、 公 式 E=F/q只 適 用 于 點 電 荷 產(chǎn) 生 的 電 場C、 在 一 個 以 點 電 荷 Q為 中 心 ， r為 半 徑 的 球 面 上 ， 各 處 的 場 強(qiáng) 都 相 同D、 空 間 某 點 的 電 場 強(qiáng) 度 E與 放 在 該 處 的 點 電 荷 所 受 的 電 場 力 F成 正 比 ， 與 點 電 荷 的 電 荷 量 q成 反 比A 3、 關(guān) 于 電 場 線 的 幾 種 說 法 中 ， 正 確 的 是 ：A、 沿 電 場 線 方 向 ， 場 強(qiáng) 必 定 越 來 越 小 ；B、 在 復(fù) 雜 電 場 中 的 電 場 線 是 可 能 相 交 的 ；C、 點 電 荷 在 電 場 中 的 運 動 軌 跡 一 定 跟 電 場 線 相 重 合 ；D、 電 場 線 越 密 的 地 方 ， 同 一 檢 驗 電 荷 所 受 的 電 場 力 就 越 大 D 4、 如 圖 所 示 ， 帶 箭 頭 的 直 線 是 某 一 電 場 中 的 一 條 電 場線 ， 在 這 條 直 線 上 有 a、 b兩 點 ， 用 Ea、 Eb表 示 a、 b兩點 電 場 強(qiáng) 度 的 大 小 ， 則 ：A、 a、 b兩 點 的 場 強(qiáng) 的 方 向 相 同 ；B、 電 場 線 是 直 線 ， 可 知 Ea=Eb；C、 不 知 a、 b附 近 的 電 場 線 分 布 ， Ea、 Eb的 大 小 不 能 確 定 ；D、 電 場 線 從 a指 向 b， 所 以 EaEbAC a b 5、 電 場 中 有 一 點 P， 下 列 哪 些 說 法 正 確 的 是 （ ）A 若 放 在 P點 的 試 探 電 荷 的 電 量 減 半 ， 則 P點 的 場 強(qiáng) 減 半 。B 若 P點 沒 有 試 探 電 荷 ， 則 P點 的 場 強(qiáng) 為 零 。C P點 的 場 強(qiáng) 越 大 ， 則 同 一 電 荷 在 P點 受 到 的 電 場 力 越 大 。D P點 的 場 強(qiáng) 方 向 為 試 探 電 荷 在 該 點 的 受 力 方 向 C 6、 真 空 中 有 一 電 場 ， 在 電 場 中 的 P點 放 一 電 量 為 4 10-9C的 試 探 電 荷 ， 它 受 到 的 電 場 力 2 10-5N，則 P點 的 場 強(qiáng) 度 N/C； 把 試 探 電 荷 的 電 量減 少 為 2 10-9C， 則 檢 驗 電 荷 所 受 的 電 場 力 為 N。 如 果 把 這 個 試 探 電 荷 取 走 ， 則 P點的 電 場 強(qiáng) 度 為 N/C。5 1031 10-5 5 103 7、 在 真 空 中 有 兩 個 點 電 荷 q1和 q2， 分 別 位 于 A和 B，相 距 20 cm， q1為 4 10-8 C， q2為 8 10-8 C。 則在 AB連 線 上 A點 的 外 側(cè) 離 A 點 20 cm處 的 D點 場 強(qiáng) 大小 、 方 向 如 何 ? 4.5 103 N/C， 方 向 由 D指 向 A。 8： 如 圖 ， 是 靜 電 場 的 一 部 分 電 場 線 的 分 布 ， 下 列 說法 正 確 的 是 ： （ ）A、 這 個 電 場 只 能 是 負(fù) 電 荷 的 電 場B、 點 電 荷 q在 A、 B兩 處 受 到 的 電 場 力 FBFAC、 點 電 荷 q在 A、 B兩 處 的 加 速 度 大 小 ， aAaB （ 不 計 重 力 ）D、 負(fù) 電 荷 在 B點 處 受 到 的 電 場 力 方 向 沿 B點 切 線 方 向 A BB 9： 如 圖 為 一 條 電 場 線 ， 下 列 說 法 正 確 的 是 ： （ ）A、 EA一 定 大 于 EBB、 因 電 場 線 是 直 線 ， 所 以 是 勻 強(qiáng) 電 場 ， 故 EA=EBC、 A點 電 場 方 向 一 定 由 A指 向 BD、 AB兩 點 的 場 強(qiáng) 方 向 不 能 確 定A B C 10、 電 場 中 某 點 的 場 強(qiáng) 是 4.0 104 N/C， 電 荷 量 為+5.0 10-8 C的 點 電 荷 在 該 點 受 到 的 電 場 力 是 多 大 ？電 場 力 的 方 向 與 場 強(qiáng) 的 方 向 是 相 同 還 是 相 反 ？ 電 荷量 為 -5.0 10-8 C的 點 電 荷 在 該 點 受 到 的 電 場 力 是 多大 ？ 電 場 力 的 方 向 與 場 強(qiáng) 的 方 向 是 相 同 還 是 相 反 ？ 解 ： 電 荷 量 為 +5.0 10-8 C的 點 電 荷 在 該 點 受 到 的電 場 力 為F= Eq = 4.0 104 5.0 10-8 N = 2.0 10-3 N電 場 力 的 方 向 與 場 強(qiáng) 的 方 向 相 同 。電 荷 量 為 -5.0 10 -8 C的 點 電 荷 在 該 點 受 到 的 電 場力 大 小 仍 為 2.0 10-3 N， 方 向 與 場 強(qiáng) 的 方 向 相 反 。 11： 正 檢 驗 電 荷 q在 電 場 中 P點 處 開 始 向 Q點 作 減 速 運動 ， 且 運 動 的 加 速 度 值 越 來 越 小 （ 重 力 不 計 ） ， 則 可以 確 定 它 所 處 的 電 場 可 能 是 ： （ ）A B C DP Q P Q P Q P QC a bA B a 12： 如 圖 a所 示 ， A、 B是 一 個 點 電 荷 產(chǎn) 生 的 電 場 的 電 場線 ， 如 圖 b則 是 方 向 在 電 場 線 上 ， a、 b兩 處 的 檢 驗 電 荷的 電 荷 量 大 小 與 所 受 電 場 力 大 小 之 間 的 函 數(shù) 圖 線 ， 則 ：（ ）A、 點 電 荷 是 正 電 荷 ， 位 置 在 B側(cè)B、 點 電 荷 是 正 電 荷 ， 位 置 在 A側(cè)C、 點 電 荷 是 負(fù) 電 荷 ， 位 置 在 A側(cè)D、 點 電 荷 是 負(fù) 電 荷 ， 位 置 在 B側(cè) qF bB