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3 电场 电场强度_第2课时

免费读1258字2024-07-22

  老师:各位同学大家好,今天这节课我们来继续学习电场强度。首先请同学们回忆这个问题,研究静电厂有哪些思路。我们知道电场由场源电荷产生,对场中的其他电荷有利的作用。上节课我们从试探电荷的角度研究了电场,这节课我们就从场源电荷的角度来研究电场,从厂员电荷的角度怎样开始研究。我们知道问题的研究总是从简单到复杂,最简单的场源电荷是点电荷。接下来我们就来研究点电荷的电场。设想在真空中有一个点电荷,电荷量为大。q,在它形成的电场中选取任意点,如何确定这点的电场强度?根据电场强度的定义,电场强度的大小等于这点的试探电荷所受的静电力与其电荷量的比,我们在这点放置一个电荷量为小q的试探电荷。试探电荷受到的静电力f等于k大q,小q比r方。约去小q等于k大q比r方,这就是真空中的点电荷形成的电场。

  老师:电场强度大小的表达式。数学表达式简洁概括,需要我们读懂它的含义。首先,我们借助试探电荷小q来确定电场强度,但这个表达式中不含有小q,这与我们知道的电场强度与试探电荷无关,是一致的。同时,这个表达式也告诉我们,电场强度的大小与大q和r有关。如果r确定大q越大,电场强度越大,如果大q确定r越大,电场强度越小,这和我们知道的电场强度与位置有关,也是一致的。

  老师:大q和r是这个电场强度的决定因素,我们把这个表达式叫做真空中点电荷电场的决定式。对某个确定的场源电荷,电场强度的大小就只由r决定了。随着r的增大,电场强度按照平方反比的规律减小。与点电荷距离相等的点电场强度相等。在屏幕面上,与点电荷距离相等的点构成以大q为圆心的同心圆,在同一个圆周上的点电场强度的大小相等。如果从空间上看,与点电荷距离相等的点构成一个一个的球面,同一个球面上的点电场强度的大小相等,电场强度的方向有什么特点?假设厂源电荷是正电荷,带正电的试探电荷受力的方向就是电场强度的方向。在电场中任意位置放置带正电的试探电荷,试探电荷受力的方向都是背离q的方向,说明电场强度的方向是背离正点电荷的。如果用有向线段表示电场强度,选取圆周上的几个点为代表,同一圆周上的点表示电场强度的线段。等长方向沿半径背离点电荷,半径越大的圆表示电场强度的线段越短。

  老师:如果场源电荷是负电荷,它周围的电场又是如何?如果是负点电荷的电场,电场强度大小的规律与正点电荷相同,但是电场强度的方向沿半径指向圆心,如图所示。现在我们已经知道一个单独存在的点电荷的电场强度。如果真空中同时存在两个点电荷,比如带正电的Q1和带负电的Q2,那么空间各点的电场强度又该如何确定?我们知道两个点电荷对某个电荷的静电力等于这两个点电荷单独存在时,对视氮电荷作用力的矢量和。由此可以推理,如果是两个点电荷形成的电场,电场中某点的电场强度等于两个点电荷单独存在时,在这点产生的电场强度的矢量荷。

  老师:Q1是正电荷单独存在时,在某点的电场强度为E1方向背离Q1。

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