电场PPT课件

第一章电场产生电荷的方式（电荷守恒定律）电场力电场电场强度及电场线电势和电势差等势面电容及带电粒子在电场中的运动产生电荷的方式摩擦起电接触起电感应起电摩擦起电（1）正点荷：用绸子摩擦过的玻璃棒所带电荷；（2）负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷；（3）实质：电子从一物体转移到另一物体；接触起电（1）实质：电荷从一物体移到另一物体；（2）两个完全相同的物体相互接触后电荷平分；（3）、电荷的中和：等量的异种电荷相互接触，电荷相合抵消而对外不显电性，这种现象叫电荷的中和；感应起电把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电；（1）电荷的基本性质：同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引；（2）实质：使导体的电荷从一部分移到另一部分；（3)感应起电时，导体离电荷近的一端带异种电荷，远端带同种电荷；电荷守恒定律电荷既不能被创生，亦不能被消失，它只能从一个物体转移到另一物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量不变。电场力2212112rQQKFFqEF229/109CmNK（库仑定律）真空、点电荷任何电场单位：牛（N）①K为静电力常量②计算过程中电荷量取绝对值③无论两电荷是否相等：2112FF一、电场的概念：1、带电体周围存在的特殊物质。2、任何带电体的周围都存在电场。3、电场的基本性质；电场对放入其中的电荷有电场力的作用，这种电荷间的作用总是通过电场进行的。二、电场强度：1、定义:放入电场中某一点的检验电荷受到的电场力F跟检验电荷的电量q的比值，叫这一点的电场强度E。3、单位：F牛顿（N）；q库仑（C）；E牛顿/库仑（N/C）。qFE2、定义式4、电场强度的方向规定：E的方向跟正电荷在该点所受电场力F的方向相同，跟负电荷在该点所受电场力F的方向相反。E是矢量。5、E的物理意义：描述该点的电场强弱和方向，是描述电场的力的性质的物理量。qF注意：（1）E=为定义式，适用于一切电场。（2）某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身（即场源电荷及这点的位置），与检验电荷的正负、电量的大小及受到的电场力无关。三、真空中点电荷电场强度公式：2,:rQqKFqFE又因为2:rQKE所以注意:（1）点电荷Q产生的电场中，某一点的场强的大小由点电荷Q及P点到Q的距离r决定，与检验电荷q无关。（2）当Q一定时，越靠近Q的点（r越小），场强越大。四、匀强电场的场强（1）电场中场强处处相同。（2）大小：E=U/d例：电场中有一点P，下列哪些说法是正确的？A若放在P点的检验电荷的电量减半，则P点的场强减半。B若P点没有检验电荷，则P点的场强为零。CP点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大。DP点的场强方向为检验电荷在该点的受力方向。答案：C练习1由电场强度的定义式可知，在电场中的同一点：A电场强度E与F成正比，跟q成反比。B无论检验电荷的q值（不为零）如何变化，F与q的比值始终不变。C电场中某一点的场强为零，则处在该点的电荷受到的电场力一定为零。D一个不带电的小球在P点受到的电场力为零，则P点的场强一定为零。答案：BCqFE+Q----------+++++任何带电体的周围都存在电场＋＋＋＋＋＋＋＿＿＿＿＿＿＿电场对放入其中的电荷有电场力的作用+Q+q检验电荷：体积比较小，带电量也比较小，它的引入不会影响原电场的部分思考题：真空中两个正点电荷A、B所带电量皆为Q，且相距为r,则距离A为r/3处的P点的电场强度为多少？AB+Q+QPEAEB解：A、B都在P点产生电场，且两个场强方向相反。2rQKE因为：222427rKQrQKrQKEBAP所以：答：P点场强为27KQ/4r2.在电场中画一些曲线，使曲线上每一点的切线方向与该点的场强方向一致.1．电场线五、电场线2、几种常见电场的电场线分布E（1）静电场的电场线总是从正电荷（或者从无穷远）出发到负电荷终止（或者延伸到无穷远）；（2）电场线越密的地方，场强越大;电场线越稀的地方，场强越小；（3）任意两条电场线都不相交,不闭合。3．电场线的特征（4）电场线是假想线，不是真实存在的。判断电场强度方向的方法。根据规定判断：正电荷受到的电场力方向和场强方向相同，负电荷受到的电场力方向和场强方向相反。根据电场线判断：电场线上每一点的切线方向即是该点的场强方向。根据等势面判断：场强的方向总是垂直于等势面，并由高的等势面指向低的等势面。例如图所示，为一条水平向右的电场线，由此能确定a、b、c三点的场强方向吗？能否判断三点的场强的大小？为什么？abc····dd点是否有场强？场强大小与a、b、c三点场强大小的关系如何？小结：1、电场的概念（1）（2）（3）2、电场强度（1）定义:（2）公式:（3）单位:（4）电场强度的方向:（5）物理意义:3、真空中点电荷的电场强度公式:4、匀强电场的场强:E=U/d5、几种常见的电场线分布及特点qFE2rQKE第五节电势差电势从能量的角度认识电场一、电场力做功与电势能变化的关系电场力做功与电势能有什么关系？（联系重力做功与重力势能的关系）1、定义：电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫电势能。物体被举高具有重力势能。2、电荷在电场中具有电势能。重力对物体做正功，物体的重力势能减小3、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小重力对物体做负功，物体的重力势能增大4、电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大12GPPPWEEE重力做多少功，物体重力势能就变化多少。5、电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。重力势能是相对的，与零势能面有关6、电势能是相对的，与零电势能面有关ABPAPBPWEEE通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功重力势能是物体和地球所共有的，具有系统性7、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性8、电势能是标量，但有正负由此可见，电场力做功与重力做功，电势能与重力势能都很相似，所以在学习电势能过程中应该多联系重力做功与重力势能的关系帮助理解电势能。重力势能和电势能类比重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力电场中，电场力：电荷之间的作用力有重力就有重力势能Ep=mgh有电场力就有相应的能，叫电势能EPEp由物体和地面间的相对位置决定EP由电荷间的相对位置决定电场力做正功，电势能就减少电场力做负功，电势能就增加电场力作功，电势能改变重力做功，重力势能改变重力做正功，重力势能就减少重力做负功，重力势能就增加W重=EP1-EP2W电=EPA-EPB尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异—存在两种电荷正电荷顺电场线移动，电场力做正功，电势能减少负电荷顺电场线移动，电场力做负功，电势能增加正电荷逆电场线移动，电场力做负功，电势能增加负电荷逆电场线移动，电场力做正功，电势能减少1、定义：单位电荷电场力做的功。qWUABAB2、单位：伏特（V）1V=1J/C3、电势差是标量，但有正有负4、决定的因素：只与电场及始末两点的位置有关，与检验电荷以及电场力对检验电荷所做的功无关。注意：电场力做的功WAB=qUAB（WAB、q、UAB都有正负号)5、UAB＝－UBA，UAC＝UAB+UBC三、电势差（电压）qEqWPAAPA单位:伏特符号为V1V=1J/C四、电势1.电势定义：电场中某点的电势，等于单位正电荷由该点移动到参考点（零电势点）时电场力所做的功。（P为零电势点）都有正负）、、、（qEWPAAPA2.对电势的理解（1）电势是相对的，是相对于零势面而言的，一般选大地或无穷远为零势面。（2）沿着电场线方向电势降低。（3）正点电荷电场中各点电势均为正；负点电荷电场中各点电势均为负。（4）电势是标量，但有正负（负电势表示比零电势低）1．电势2．电势差与电势的关系3．电势能与电势的关系BAABUAPAqEqEqWPAAPA（EpA、q、都有正负号)判断电势高低的方法。根据电场线方向判断：顺着电场线的方向电势越来越低。根据电势差判断：若UAB＞0,则φA＞φB;若UAB＜0,则φA＜φB；若UAB=0，则φA=φB。根据电势能和电势的关系判断：φ=ε/q。五、等势面1．定义：电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。2．等势面的性质（1）沿等势面移动电荷时，电场力不做功（2）电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面（3）电场线密的区域等势面密，电场线疏的区域等势面疏（4）任意两个电势不等的等势面不能相交（5）在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功，这表明电荷受的电场力方向与电荷的移动方向（在等势面上）始终保持垂直，所以电场线与等势面垂直．由于沿电场线方向电势一定降低，所以电场线由高电势的等势面指向低电势的等势面．3.几种常见电场的等势面分布：电容及带电粒子在电场中的运动UQckdSc4(定义式,计算式)任何电容器平行板电容器单位：法（F）1μFF=F；1pF=F。C电容器本身决定带电粒子在电场中的运动