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§ 9-3电场电场强度
一、学习目标.知道电场的概念及电场的基本性质。
.理解电场强度及其定义式,并能用该公式进行有关计算。
.掌握点电荷的电场和电场强度的叠加。
.知道电场线的概念,了解几种典型电场的电场线分布特点。
二、学习过程
【问题探究1】.两电荷A、5不直接接触,如下图,它们之间的相互作用是怎样产生的?
AB
电荷,.,.电荷
.电场以及磁场已被证明是一种客观存在。为什么说场也是物质存在的一种形式?
【知识点1】电场.定义:存在于 周围的一种特殊物质(由英国科学家 提出),电场的
基本性质是它对放入其中的电荷,电荷之间的相互作用是通过 产生的。
AB
电荷?, 电场 ?,电荷.物质性:场像分子、原子等实物粒子一样具有,场是 存在的一种形式。
.静电场:电荷产生的电场。
【典例11以下关于电场的表达中不正确的选项是()A.只要有电荷存在,其周围就存在电场
B.只有电荷发生相互作用时才产生电场C.电场是一种物质,它与其它物质一样,不依赖我们的感觉而客观存在
D. P电荷受到。电荷的作用,一定是。电荷的电场对尸电荷的作用
【问题探究2】如下图,M点有一电荷量为Q的点电荷,在距离M点为〃的。点,放一个电荷量为q的 点电荷,q?Q。
Qq*
M H r .在这个问题中,为了研究M点的点电荷与尸点的点电荷的作用各是什么?
.电荷量为外2q、3q……的试探电荷分别放在电场的同一点P,它们所受的静电力分别为 多少?是否都相同?我们能不能直接用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱?
.在第2问中,试探电荷在电场的同一点尸受到的静电力厂与试探电荷的电荷量q有何关 系?求试探电荷受到的静电力厂与其电荷量的比值,该比值与q有关吗?
【知识点2】电场强度.试探电荷与场源电荷
(1)试探电荷:为了便于研究电场各点的性质而引入的电荷,是电荷量和体积都 的点电荷。
(2)场源电荷:的带电体所带的电荷,也叫源电荷。
.电场强度:
(1)定义:放入电场中某点的试探电荷所受的 跟它的 的比值,叫作该点的电场强度。
(2)定义式:E = —o q
(3)单位:牛每库(N/C)。
(4)方向:电场强度是矢量,电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力 的方向,与负电荷在该点所受静电力的方向。
【典例2?1】关于电场强度,以下说法正确的选项是()A.由£ =二可知,某电场的电场强度E与9成反比,与尸成正比 q
B.电场中某点电场强度的方向与放入该点试探电荷的正负无关C.电场中某点不放试探电荷时,该点电场强度等于0
D. 一个小球在电场中某点受到的静电力为0,那么该点的电场强度一定为0
【归纳总结】
(1)电场强度的大小、方向均由电场本身决定,与试探电荷无关。
(2)由£ = £可导出静电力尸假设知道电场中某点的电场强度的大小和方向,就可 q求出放在该点的电荷量为4的电荷所受静电力的大小和方向。
【典例2-2]把电荷量为q = -l.0xl(T9c的试探电荷放入电荷量为Q的正点电荷产生的电 场中的B点,测得电荷量为q的试探电荷所受静电力大小为LOxlO^N,如下图。求:
(1)q所在的3点的场强;
(2)只将q换为/ = 2.0x1(T8c的正点电荷,求/所受的静电力及8点的场强;
(3)将试探电荷拿去后再求3点的场强。
【问题探究3】如下图,在A点和尸点各放一个电荷量分别为Q和q的正点电荷,且点 P到点人的距离为广。
Q夕
厂…7-7
A、P两点的点电荷之间的静电力为多大?沿什么方向? A点的点电荷在P处产生的电场 强度为多大?沿什么方向?
q匚尸假设在距离。处为广的8点再放一个电荷量为Q的正点电荷,且 QAP1BP,那么B点的点电荷在P处产生的电场强度为多大?沿什么A
q
匚尸
P处的电场强度为多大?沿什么方向?
【知识点3】点电荷的电场 电场强度的叠加.真空中点电荷的电场
⑴场强公式:E = k与。 r
(2)方向:如果以电荷量为。的点电荷为中心作一个球面,当。为正电荷时,E的方向沿 半径.电场强度的叠加
场强是—量,如果场源是多个点电荷时,电场中某点的电场强度为各个点电荷 在
.均匀带电球体(或球壳)外某点电场强度的计算如下图,均匀带电球体(或球壳)外某点的电场强度£ =攵2,式中一是 到该点
r的距离(rR, R为球的半径),。为整个球体(或球壳)所带的电荷量。
【典例3-1](多项选择)以下关于电场强度的两个表达式石=£和5=%2的表达,正确的选项是 q广
( )£ = £是电场强度的定义式,产是放入电场中的电荷所受的电场力,q是产生电场的电 q
荷的电荷量F
E =二是电场强度的定义式,方是放入电场中的电荷所受的电场力,q是放入电场中电 q荷的电荷量,它适用于任何电场
C.石=%£是点电荷场强的计算式,。是产生电场的电荷的电荷量,它不
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