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第九章 静电场及其应用
电 场 电 场 强 度
问题
通过起电机使人体带电，人的头发会竖起散开。为什么会出现这样的现象？你能解释产生这一现象的原因吗？
思考：相隔一定距离的电荷间的相互作用是怎样发生的？
电场
法拉第（1791—1867）
以“场”为媒介
电场
磁场
场已被证明是一种客观存在。场像分子、原子等实物粒子一样具有能量，因而场也是物质存在的一种形式。
电场
电场
电荷周围存在着由它产生的电场，静止电荷产生静电场。电场对场中的其它电荷产生力的作用。
A
B
F
F
产生
施力于
产生
施力于
如何研究电场强度？
电场强度
思路：从电荷所受的静电力入手
若F＝0，则该处无电场；
若F≠0，则该处有电场。
能否用F的大小表示电场强度？
场源电荷
体积小
电荷量小
试探电荷
电场强度
寻求适合作为电场强度的表达式
电场强度
电场强度：放入电场中某点的试探电荷受到的电场力F与电荷量q的比值
（比值定义法）
矢量性：电场强度是矢量。规定电场方向与正电荷在该点受的静电力方向相同。与负电荷在该点受的静电力方向相反。
定义式：
单位：牛每库，符号为 N/C
电场强度
【例1】 如图所示，在一带负电荷的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q1＝－2.0×10－8 C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0×10－6 N，方向如图，则：
(1)B处电场强度多大？方向如何？
(2)如果换成一个q2＝＋4.0×10－7 C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处电场强度多大？
(3)如果将B处电荷拿走，B处的电场强度是多大？
答案　(1)200 N/C　方向与F1方向相反 (2)8.0×10－5 N　200 N/C (3)200 N/C
点电荷的电场
点电荷电场强度：
（决定式）
点电荷电场方向：
如何求多个点电荷产生的电场强度？
电场强度的叠加
多个点电荷的电场强度：电场中某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
一般带电体的电场强度：
在一个比较大的带电体不能看作点电荷的情况下，当计算它的电场时，可以把它分成若干小块，只要每个小块足够小，就可以看成点电荷，然后用点电荷电场强度叠加的方法计算整个带电体的电场。
电场强度的叠加
均匀带电球体（或球壳）外的电场强度：一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在球的外部产生的电场，与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同。
式中的r是球心到该点的距离（r > R），Q为整个球体所带的电荷量。
【例2】 直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图所示。M、N两点各固定一负点电荷，一电荷量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零，静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处电场强度的大小和方向分别为(　　)
电场强度的叠加
B
电场线
思考：如何形象描述静电场中各点电场强度的大小和方向？
线的疏密—E的大小
切线方向—E的方向
EB
EA
EC
1.电场线是为形象描述电场而引入的假想线。
2.描述电场：
电场线
猜想：正点电荷的电场线是什么样的？
电场线
推测：负点电荷的电场线是什么样的？
电场线
电场线
实验模拟：点电荷的电场线分布
电场线
实验模拟：等量异种电荷的电场线分布
电场线
等量异种电荷的电场线
A
A'
O
B'
电场线
实验模拟：等量同种电荷的电场线分布
电场线
等量同种电荷的电场线
A'
B
B'
A
O
电场线
3.电场线的特点
（1）电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；
（2）同一电场的电场线在电场中不相交。
【例4】 (多选)两个带等量正电荷的点电荷，O点为两电荷连线的中点，a点在连线的中垂线上，若在a点由静止释放一个电子，如图所示，仅在静电力作用下，关于电子的运动，下列说法正确的是(　 　)
电场线
A.电子在从a点向O点运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大
B.电子在从a点向O点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大
C.电子运动到O点时，加速度为零，速度最大
D.电子通过O点后，速度越来越小，一直到速度为零
CD
匀强电场
1.匀强电场：如果电场中各点的电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫作匀强电场。
猜想：匀强电场的电场线是什么样的？
电场强度大小相等
电场强度方向相同
疏密均匀
平行直线
2.匀强电场电场线特点：平行的等间距的直线
匀强电场
实验模拟：匀强电场的电场线分布

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