新課標魯科版3-1選修三13電場及其描述1(編輯修改稿)
2025-01-14 06:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 精確的實驗，就會發(fā)現(xiàn)：在電場中同一點，電場力不僅隨檢驗電荷的電量的 減小而減小，隨電場力的增大而增大，而且跟檢驗電荷的電量之間存在 定量關(guān)系 。比如：在 A點有 122 定值???? nqnFqFqF AAA ?；在 B點有 222 定值???? nqnFqFqF BBB ? 在電場中同一點，比值 F／ q是一個與檢驗電荷和電場力無關(guān)的量，而在電場中不同點，比值一般不同，因而比值反映電場的性質(zhì)。所以我們可以用它來描述電場，并把它定義為電場強度。 （ 2） 電場強度 i 定義：放入電場中某點的電荷受到的電場力與它電量的比值，叫這一點的電場強度，簡稱場強。 ii 符號： E iii 定義公式 ：qFE?；公式表明 電場中某點的場強在數(shù)值上等于單位電荷在該點受到的電場力。 其中 F為試探電荷 q在場中某點受到的電場力， E為該點場強。注意，電場 E不是電荷 q產(chǎn)生的，所以 E的大小與 q無關(guān)。因此不 能說 E與 q成反比，與 F成正比。 iv 單位： N／ C v 規(guī)定電場中某點場強的方向為正電荷在該點受到的電場力的方向。 所以 場強是矢量。 一般電場中不同點，場強的大小及方向不同，場強大的地方，電場強，場強小的地方，電場弱，通常我們也把場強的大小和方向叫做電場的強弱和方向。 由于 我們 是 從一般電場出發(fā)引入場強的定義 的，所以qFE?適用于一切電場。 例 1： 如圖 3所示是某區(qū)域的電場線圖， A、 B、 C是電場中的三點。 a) 說明哪點的場強最大？ b) 標出 A、 B、 C三點的場強方向。 c) 若在 C點放一負電荷，標出負電荷受到的電場力的方向。 答案略。 （ 3） 真空 中點電荷電場的場強 下面我 們以一個特殊的電場 ——真空中點電荷產(chǎn)生的電場為 例，分析場強的物理意義。 例 2： 在真空中 A點有一正點電荷 Q=104C， 把試探 點電荷 q=105C的負電荷置于 B點，它們相距 r=2m，如圖所示。 求： （ 1） q受的電場力 ； （ 2） q所在 點的電場強度 ； （ 3） 只 將 q點電荷 換成 q/=105C的正電荷， 再求 q/受力和 B點的場強； （ 4） 將受力電荷拿走，再求 B點場強。 *（ 5）若將 Q拿走呢？答案略。 解析 :在點電荷 Q形成的電場中 ,距 Q為 r處放入點電荷 q， q受的電場力即庫侖力F KQqr? 2 ， 根據(jù)場強定義或該處場強為 E Fq KQr? ? 2（ r可取任意值 ）， 因此 E KQr? 2 即為點電荷在真空中場強公式 ，其中 Q為場源電量 ， r為某點到場源的距離 。 k為靜電常數(shù) 。 +q受力方向即為該點場強方向 （ 如圖所示 ）。 若把 +q換成 q， 所受電場力方向正與場強方向相反 ，但仍與圖中相同，說明場強不以電荷和力為轉(zhuǎn)移。即正電荷場強向外，負電荷場強向內(nèi)，離場源電荷越遠，場強越 小。 幾點 注意 : i E KQr? 2 是適用于點電荷在真空中的電場 ，但是決定式； 而 E Fq? 適用各種電場 ，是定義式，而非決定式 . 場強的大小與方向跟檢驗電荷的有無、電圖 3 圖 4 圖 6 量、電性沒有關(guān)系。 ii 場強的大小只由場源電荷和場點到場源的距離來決定。離場源電荷
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