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课件网) 1.4 点电荷电场 匀强电场 第一章 静电场 物理意义 公式 大小 方向 单位 仅指电荷在电场中的受力 是反映电场本身的力的性质的物理量,其大小表示电场的强弱 定义式: E的大小只决定于电场本身, 与电荷q无关 F的大小由放在电场中某点的电荷q和该点的场强E共同决定 E是矢量,其方向与正电荷(+q)在该点受到的电场力的方向相同 F是矢量,其方向对于正电荷(+q),F与E同向;对于负电荷(-q),F与E反向 E的单位: F的单位: E=F/q F=qE 牛/库 (N/C) 牛 (N) 电场强度E 电场力F 点电荷电场 点电荷Q在真空中形成的电场中,不同点的场强是不同的,那么场强的大小由什么因素决定? 在点电荷Q形成的电场中,在距离Q为r的P点放一试探电荷q E = F q = k Q r2 E E +Q P -Q P 如果Q是正电荷,E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q; 如果Q是负电荷,E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q。(“离+Q而去,向-Q而来”) 点电荷电场 + - 1. 大小 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 适用范围 电荷的意义 定义式,适用于一切电场 仅对点电荷的电场适用 q是检验电荷,E与q无关 Q是场源电荷,E与Q成正比 例1 练习 例、关于 ①和 ②,下列说法中正确的是( ) (1)①式中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是放入电场中电荷的电量 (2)①式中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是产生电场电荷的电量 (3)②式中,q是放入电场中的电荷的电量 (4)②式中,Q是产生电场的电荷的电量 A、(1)(3) B、(2)(3) C、(1)(4) D、(2)(4) C 匀强电场 如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同,这个电场就叫做匀强电场。 带有等量异号电荷的一对平行金属板,如果两板相距很近,它们之间的电场,除边缘部分外,可以看做匀强电场。 密立根油滴实验 油滴实验(Oil-drop experiment),是罗伯特·安德鲁·密立根与其学生哈维·福莱柴尔(Harvey Fletcher)于1909年在美国芝加哥大学瑞尔森物理实验室(Ryerson Physical Laboratory)所进行的一项物理学实验,该实验首次测量出了电子的电荷量。罗伯特·密立根因而获得1923年的诺贝尔物理学奖。 密立根油滴实验 此实验的目的是要测量单一电子的电荷。方法主要是平衡重力与电力,使油滴悬浮于两片金属电极之间。并根据已知的电场强度,计算出整颗油滴的总电荷量。重复对许多油滴进行实验之后,密立根发现所有油滴的总电荷值皆为同一数字的倍数,因此认定此数值为单一电子的电荷e: 库仑。 练习1 密立根设计的测电荷量的装置如图所示.一个很小的带电油滴悬在电场强度为E的电场中,调节E,使作用在油滴上的电场力与油滴的重力平衡.如果此时E=1.92×105 N/C,油滴受到的重力G=2.84×10-10 N.求油滴所带的电荷量? 练习2 如图所示,一个带电小球用绝缘细线悬挂在匀强电场中,当悬线与竖直方向成60°角时,小球恰好在B点处于平衡状态,若线长为0.05m,小球质量为0.1kg,两板间的电场强度为3×106N/C,两板间距为 m,求: (1)小球的电荷量; (2)如果将小球在悬点正下方的A点由静止释放, 那么它到达B点时的速度为多大? 解析 (1)小球在B点处于平衡状态,则有: qE=mgtan60° 解得:q=1×10-6C (2)从A到B的过程中运用动能定理得: 解得:v=1m/s 场强的叠加(多个点电荷产生的电场) 如果有几个点电荷同时存在,在几个点电荷共同形成的电场中,如何求某点的场强? 在几个点电荷共同形成的电场中,某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和,这叫做电场叠加原理。 1) 如图,P点的场强,等于+Q1在该点产生的场强E1和-Q2在该点产生的场强E2的矢量和。 E+ E- E合 P +Q1 Q2 Q r P r Q P 2)、一个半 ... ...