物理选修1-13 电场评课ppt课件

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脚踢球，脚对球的力直接作用在球上。
脚与球之间必需接触才能发生作用。
而电荷之间却不必接触也能发生作用。
它们之间的相互作用是通过什么作用的呢？
类似：磁力、万有引力（重力）
观点：超距（不需媒介、不需时间、超越空间）
相隔一定距离的电荷间可以发生力的作用。电荷间的相互作用是通过什么发生的？
通过起电机使人体带电，蛋挞壳为什么飞？人的头发会竖起并散开。为什么会出现这种现象？
处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。
19世纪30年代，英国科学家法拉第提出：在电荷的周围存在着由它产生的电场。
电场以及磁场已被证明是客观存在的，并且是互相联系的，统称为电磁场。
1.定义:电场存在于电荷周围,是能传递电荷间相互作用力的一种特殊物质。（电场看不见摸不着,但客观存在）
2.电场的基本性质:对放入其中的电荷有力的作用，即电场力（也叫静电力）。
3.静电场:静止电荷产生的电场。
（2）电场已被证明是一种客观存在的特殊物质。场也具有能量，也是物质存在的一种形式。
4.说明：（1）只要是带电体，周围都能产生电场。（任何带电体的周围都存在着电场）
想一想：电场对电荷有力的作用，怎样描述这种作用呢？
2.试探电荷q:(1)定义:用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷，叫试探电荷。(2)特点:①体积足够小(可以看成点电荷);②电荷量足够小（试探电荷的引入不影响场源电荷的电场）。
1.场源电荷Q:激发电场的带电体所带的电荷叫场源电荷，或源电荷。
观察下图，连接小球的细绳与竖直方向的夹角不同，离电荷Q 越远，夹角越小，这说明了什么问题？电场的强弱与哪些因素有关呢？
同一试探电荷在电场中不同位置受力不同
说明：电场对电荷的作用力与电荷的位置有关
在电场中的同一位置，由于小球所带电荷量不同，所受的电场力不同。
说明不能用电场力来反映电场的性质。
不同试探电荷受到的电场力与试探电荷的电量有关
通过研究表明：对于电场中的同一点，试探电荷受到的电场力与其电荷量的比值是一定的。
3.单位：牛每库仑（N/C）
4.物理意义：反映电场强弱和方向的物理量，某点的电场强度数值上等于单位正电荷在该点所受的电场力。
1.定义：放入电场中某点的试探电荷所受的电场力F与它的电荷量q的比值。
E与F成正比，与q成反比？
按照这个规定：负电荷在电场中某点受到的电场力的方向跟该点的电场强度方向相反。
规定：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。
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。
独立性：同一空间内各个场强对电荷的作用互不影响。
电场强度的运算遵循平行四边形定则
（1）电场强度的大小：
适用条件：①真空中 ②静止的 ③点电荷
如果以Q为中心作一个球面，则球面上各点的电场强度大小相等。
（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
一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在外部产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。
电场看不见,摸不着,除了用公式描述电场以外，我们还可以用什么方法形象地了解和描述电场中各点电场强度的大小和方向呢？
法拉第采用了一个简洁的方法来描述电场，那就是电场线。
电场线是人为画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。(电场线是假想的，实际电场中并不存在。)
a、近密远疏，近大远小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。c、不存在场强相同的点(即点电荷周围找不到场强相同的两点)
电场线的模拟 : 把奎宁的针状结晶或头发屑悬浮在蓖麻油里，再放入电场中，这时可以发现碎屑按场强的方向排列起来。
（1）静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的正电荷（或负电荷）的电 场线止于（或起于）无穷远处点.（电场线总是从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷）
（2）电场线不会相交，也不会相切（3）电场线密的地方场强强，电场线疏的地方场强弱（4）电场线是假想的，实际电场中并不存在（5）电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系
等量异种电荷电场线特点
2.两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，场强方向均相同，且总与中垂面(线)垂直。在中垂线上到O点等距离处各点的场强相等，中点场强最大。
1.两点电荷连线上各点，电场线方向从正电荷指向负电荷。连线上，中点O场强最小，关于中点对称的两点场强相同。
3.在中垂面(线)上的电荷受到的电场力的方向总与中垂面(线)垂直，因此，在中垂面(线)上移动电荷时电场力不做功。
等量同种电荷电场线特点
2.中点O附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零。
1.两点电荷连线中点O处场强为零，此处无电场线。关于O点对称的两点场强大小相等，方向相反。连线上各点电场强度方向从该点指向O点。
4.在中垂面(线)上从O点到无穷远，电场线先变密后变疏，即场强先变强后变弱．
3.两点电荷连线中垂面(中垂线上)，场强方向总沿面(线)远离O(等量正电荷)
还有没有其它电场呢？它的分布又会有何特点？
（1）以点电荷向平板作垂线为轴电场线左右对称（像天女散花或垂柳）
（2）电场线的分布情况类似于等量异种电荷的电场线分布，而带电平板恰为两电荷连线的垂直平分线
（3）在带电平板表面场强与平板垂直
（4）平板表面的电场线和平板垂直。所以在平板表面移动电荷时，电荷受到的电场力垂直于平板，其电场力不做功。
点电荷与带电平板的电场线的特点：
1.定义：各点电场强度的大小相等、方向相同的电场。2.匀强电场的电场线：间隔相等的平行直线。实例：相距很近带有等量异种电荷的一对平行金属板间的电场(忽略边缘)可以看做匀强电场。
【例题1】竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场．其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，小球与负极板距离为b,如图所示，请问：(1)小球带电荷量是多少？(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？
【例题2】用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球的质量为0.01kg，所带电量为+2×10－8C。现加一个水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与铅垂线成45角，求这个匀强电场的电场强度。
【例题3】已知竖直向下的匀强电场为E，一个带电量为q的正电荷从A静止沿半径为R的光滑半圆轨道下滑，问滑到最下端B时，对B的压力为多少？
【例题4】如图，质量为m的三个带电小球放置在光滑的绝缘水平面上，彼此间距为L，带电量分别为qA=+10q、qB=-q，若在C球上加一个水平向右的恒力F，使得三球在运动过程中间距始终为L，则恒力F和C球带电量qC各是多少？
【例题5】均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，半球面AB上均匀分布着正电荷，总电荷量为q，球面半径为通过半球顶点与球心O的直线，在直线上有两点M、N， 。已知N点的场强大小为E，静电力常量为k，则M点的场强大小为（　　）