9.3电场强度电场线ppt课件（含视频）—（2019）新人教版高中物理高二上学期必修第三册.rar

第二课时第二课时 电电 场场 线线一、电场线一、电场线电场线：电场线： 电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，电场线是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，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向，这样的曲线叫做电场线。这样的曲线叫做电场线。 ( (电场线是假想的，实际电场线是假想的，实际电场中并不存在电场中并不存在.).)我们可以用什么方法来形象地描述电场呢？我们可以用什么方法来形象地描述电场呢？ABC常见电场中电场线的分布及特点常见电场中电场线的分布及特点1.1.正、负点电荷的电场中电场线的分布正、负点电荷的电场中电场线的分布特点特点：a a、离点电荷越近电场线越密，越远越疏（近大远小）、离点电荷越近电场线越密，越远越疏（近大远小）b b、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直、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。在此球面上场强大小处处相等，方向不同。c c、点电荷周围不存在场强相同的两点、点电荷周围不存在场强相同的两点 万丈光芒万丈光芒 万箭穿心万箭穿心带电人体的头发由于静电力而竖起来带电人体的头发由于静电力而竖起来，其形状也大致显示出电场线的分布，其形状也大致显示出电场线的分布。等量异种电荷的电场线等量同种电荷的电场线手牵手，心连心，相吸状势不两立，相斥状a a、沿点电荷的连线，场强先变小后变大、沿点电荷的连线，场强先变小后变大b b、两点电荷连线中垂线上，场强方向均相同，、两点电荷连线中垂线上，场强方向均相同， 且总与中垂线垂直且总与中垂线垂直2 2、等量异种点电荷电场线分布、等量异种点电荷电场线分布c c、在中垂线上与连线中点、在中垂线上与连线中点O O等距离各点场强相等等距离各点场强相等O O3 3、等量同种点电荷的电场线分布情况、等量同种点电荷的电场线分布情况a a、两点电荷连线中点附近的点电场线非常稀疏、两点电荷连线中点附近的点电场线非常稀疏， 但场强并不为但场强并不为0,0,只有中点场强为零只有中点场强为零b b、两点电荷连线的中垂线上，由中点到无限远、两点电荷连线的中垂线上，由中点到无限远 场强先增大后减小（先变密后变疏）场强先增大后减小（先变密后变疏）等大反向等大反向等大同向等大同向A与与A、B与与B、C与与C关于关于O点对称位点对称位置的电场强度置的电场强度O点最小为点最小为0，向外，向外先变大后变小先变大后变小O点最大，向外逐渐点最大，向外逐渐减小减小中垂线上的电场中垂线上的电场强度强度O点为零点为零O点最小，但不为零点最小，但不为零沿连线先变小后变大沿连线先变小后变大电荷连线上的电电荷连线上的电场强度场强度电场线分布图电场线分布图等量同种点电荷等量同种点电荷等量异种点电荷等量异种点电荷二、匀强电场二、匀强电场 电场中各点的电场强度的大小和方向电场中各点的电场强度的大小和方向都相同，这样的电场为匀强电场。都相同，这样的电场为匀强电场。匀强电场的电场线是间隔相等的平行线匀强电场的电场线是间隔相等的平行线相距很近，带有等量异相距很近，带有等量异种电荷的一对平行金属种电荷的一对平行金属板，两板它们之间的电板，两板它们之间的电场，除边缘部分外，可场，除边缘部分外，可以看做匀强电场。以看做匀强电场。光芒四射，发散状光芒四射，发散状众矢之的，会聚状势不两立，相斥状势不两立，相斥状手牵手，相吸状平行、等间距、平行、等间距、同向的直线同向的直线三、电场线的特征三、电场线的特征3 3、场强大小看电场线疏密，场强方向看切线、场强大小看电场线疏密，场强方向看切线4 4、电场线是不相交、不闭合的曲线、电场线是不相交、不闭合的曲线5 5、电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹之间、电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹之间 没有必然联系没有必然联系1 1、电场线是假想曲线，实际电场中并不存在、电场线是假想曲线，实际电场中并不存在2 2、静电场的电场线始于正电荷或无限远，止于、静电场的电场线始于正电荷或无限远，止于 无穷远或负电荷，无穷远或负电荷，问题：为什么任意两条电场线不相交问题：为什么任意两条电场线不相交吗吗? ?如果相交，交点就会有两个切线，也就会有如果相交，交点就会有两个切线，也就会有两个场强方向。而同一点场强大小方向是唯两个场强方向。而同一点场强大小方向是唯一的。一的。电场线与电荷的运动轨迹的关电场线与电荷的运动轨迹的关系系 电场线不一定与电荷的运动轨迹重合，因为电场线不一定与电荷的运动轨迹重合，因为运动轨迹的切线方向是速度的方向，而电场线运动轨迹的切线方向是速度的方向，而电场线的切线方向是正电荷的受力方向和加速度方向的切线方向是正电荷的受力方向和加速度方向（负电荷则相反）。（负电荷则相反）。要使两条曲线能重合，要同时满足一些特殊条件要使两条曲线能重合，要同时满足一些特殊条件例如：例如：电场线是直线；电场线是直线；电荷初速度为零或初速度方向与电场线在同一电荷初速度为零或初速度方向与电场线在同一直线上；直线上；电荷只受电场力作用。电荷只受电场力作用。1.关于电场线的几种说法中，正确的是：关于电场线的几种说法中，正确的是：A、沿电场线方向，场强必定越来越小；、沿电场线方向，场强必定越来越小；B、在复杂电场中的电场线是可能相交的、在复杂电场中的电场线是可能相交的；C、点电荷在电场中的运动轨迹一定跟电、点电荷在电场中的运动轨迹一定跟电场线场线 相重合；相重合；D、电场线越密的地方，同一检验电荷所、电场线越密的地方，同一检验电荷所受的受的 电场力就越大电场力就越大课堂练习课堂练习D2.(多选多选)如图所示，带箭头的直线是某一电场中如图所示，带箭头的直线是某一电场中 的一条电场线，在这条直线上有的一条电场线，在这条直线上有a、b两点，用两点，用Ea、Eb表示表示a、b两点强度的大小，则：两点强度的大小，则：A、a、b两点的场强的方向相同；两点的场强的方向相同；B、电场线是直线，可知、电场线是直线，可知Ea=Eb；C、不知、不知a、b附近的电场线分布，附近的电场线分布，Ea、Eb的大小的大小 不能确定；不能确定；D、电场线从、电场线从a指向指向b， 所以所以EaEb3、一负电荷从电场中、一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到，沿电场线运动到B点，它运动的速度点，它运动的速度时间图象如图时间图象如图所示则所示则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的下图中的() 电荷的速度、加速度越来越大，故电荷一定向电场线密集的地方移动，所以A、B错误电荷为负电荷，受力应该逆着电场线，故C正确，D错误4.4.正检验电荷正检验电荷q q在电场中仅受电场力作用下，由在电场中仅受电场力作用下，由P P点处开始向点处开始向Q Q点作减速运动，且运动的加速度点作减速运动，且运动的加速度值越来越小，则可以确定它所处的电场可能是值越来越小，则可以确定它所处的电场可能是：（：（ ）ABCDPQPQPQPQC4.4.如图甲所示，如图甲所示，A A、B B是一个点电荷产生的电场的是一个点电荷产生的电场的电场线，如图乙则是方向在电场线上，电场线，如图乙则是方向在电场线上，a a、b b两处两处的检验电荷的电荷量大小与所受电场力大小之间的检验电荷的电荷量大小与所受电场力大小之间的函数图线，则：（的函数图线，则：（ ）A A、点电荷是正电荷，位置在、点电荷是正电荷，位置在B B侧侧B B、点电荷是正电荷，位置在、点电荷是正电荷，位置在A A侧侧C C、点电荷是负电荷，位置在、点电荷是负电荷，位置在A A侧侧D D、点电荷是负电荷，位置在、点电荷是负电荷，位置在B B侧侧B一对不等量异号点电荷的电场一对不等量异号点电荷的电场线线+2q-q想一想议一议点电荷与带电平板的电场线点电荷与带电平板的电场线特点：特点：（1 1）以点）以点电电荷向平板作垂线为轴荷向平板作垂线为轴电电场线左右对称（像天女散花场线左右对称（像天女散花 或垂柳）或垂柳）（2 2）电电场线场线的的分布情况类似于等分布情况类似于等量量异种异种电电荷荷的电的电场线分布，而场线分布，而 带带电电平板恰为两平板恰为两电电荷连线荷连线的的垂直平分线垂直平分线（3 3）在带）在带电电平板表面场强与平板垂直平板表面场强与平板垂直（4 4）平板表面的电场线和平板垂直。所以在平板表面移动电）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。荷时，电荷受到的电场力垂直于平板，其电场力不做功。例例4.竖直放置的两块足够长的平竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场其电行金属板间有匀强电场其电场强度为场强度为E，在该匀强电场中，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为用丝线悬挂质量为m的带电小球的带电小球，丝线跟竖直方向成，丝线跟竖直方向成角时小球角时小球恰好平衡，小球与负极板距离恰好平衡，小球与负极板距离为为b,如图所示，请问：如图所示，请问：(1)小球带电荷量是多少？小球带电荷量是多少？(2)若剪断丝线，小球碰到金属若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？板需多长时间？mgqET对小球受对小球受力分析力分析例例4.竖直放置的两块足够长的竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场其平行金属板间有匀强电场其电场强度为电场强度为E，在该匀强电场，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为中，用丝线悬挂质量为m的带的带电小球，丝线跟竖直方向成电小球，丝线跟竖直方向成角时小球恰好平衡，小球与负角时小球恰好平衡，小球与负极板距离为极板距离为b,如图所示，请问如图所示，请问：(1)小球带电荷量是多少？小球带电荷量是多少？(2)若剪断丝线，小球碰到金属若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？板需多长时间？6.在在水水平平向向右右的的匀匀强强电电场场中中，有有一一轻轻质质棒棒AB，A端端固固定定在在一一个个可可以以自自由由转转动动的的轴轴上上，B端端固固定定一一个个大大小小可可以以忽忽略略的的质质量量为为m的的带带电电量量为为q的的小小球球，当当棒棒静静止止后后与与竖竖直直方方向向的的夹夹角角为为，如如图图所所示示。求求（1）小小球球的的电电性性（2）匀强电场的场强大小）匀强电场的场强大小【答案】正；【答案】正；7.如图竖直向上的匀强电场的场强如图竖直向上的匀强电场的场强E=1105N/C，在一倾角为在一倾角为30o的光滑绝缘板上有一带电小球，的光滑绝缘板上有一带电小球，电量电量q=+110-6C，质量，质量m=15g，求带电小球下，求带电小球下滑的加速度。（滑的加速度。（g取取10m/s2）*5.如图所示，如图所示，A为一带为一带+Q的竖直放置的金属板，的竖直放置的金属板，沿金属板的垂直平分线，在距板沿金属板的垂直平分线，在距板r处有质量为处有质量为m，电量为，电量为q的带电小球被悬挂在绝缘细线上，细的带电小球被悬挂在绝缘细线上，细线偏离竖直方向线偏离竖直方向角而处于静止状态。求小球所角而处于静止状态。求小球所在处的电场强度。在处的电场强度。能用公式能用公式E=kQ/r2来做吗来做吗？*8.在场强为在场强为E、方向竖直向下的匀强电场中、方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为，有两个质量均为m的带电小球，电量分别的带电小球，电量分别为为+2q和和-q，两小球用长为，两小球用长为l的绝缘细线相连的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于，另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O点处于平衡状态，如图所示，重力加速度点处于平衡状态，如图所示，重力加速度为为g，细线对悬点，细线对悬点O的作用力是多少？的作用力是多少？*9.如如图图所所示示，竖竖直直放放置置的的两两块块足足够够大大的的带带电电平平行行板板间间形形成成一一个个水水平平向向右右的的匀匀强强电电场场区区域域，场场强强E。在在两两板板间间用用绝绝缘缘细细线线悬悬挂挂一一个个质质量量为为m的的带带电电小小球球，静静止止时时小小球球偏偏离离竖竖直直方方向向的的夹夹角角。求求: 小小球球的的带带电电量量和和电电性性；悬线的拉力；悬线的拉力；此此时时剪剪断断绳绳子子，则则经经过过多多少少时时间间，小小球球到到达右板。达右板。【答案】【答案】 带正电，带正电， 【答案】【答案】10.如图，质量为如图，质量为 m、带电量为、带电量为 +q的带电的带电小球，用长为小球，用长为 L的绝缘细线悬挂在水平方向的绝缘细线悬挂在水平方向的匀强中，将悬线拉至水平释放小球沿着的匀强中，将悬线拉至水平释放小球沿着弧线摆过弧线摆过 600到到B点速度为点速度为 0。求：电场强。求：电场强度和度和 B点拉力点拉力AB【答案】【答案】【例例题题6】如如图图，质质量量为为m，带带电电量量+q的的小小球球被被长长为为l的的绝绝缘缘细细绳绳拴拴住住，在在AB间间摆摆动动，当当小小球球摆摆动动到到C点点时时突突然然加加上上一一个个竖竖直直向向上上的的匀匀强强电电场场E=mg/q，求求：小小球球再再次次摆摆动动到到C点点时时绳子的拉力？绳子的拉力？