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1、3电 场 强 度,一、电场 1.电场:在电荷的周围存在着由它产生的电场。电场是在电荷 周围_的。它和分子、原子组成的实物一样具有_ 和动量。场和实物是物质存在的两种不同形式。 2.电场的性质:一个电荷对其他电荷的作用力是通过_给 予的,电场对放入其中的电荷有_。 3.静电场:_产生的电场。,客观存在,能量,电场,力的作用,静止电荷,二、电场强度 1.试探电荷(检验电荷):用来检验电场是否_及其_分 布情况的电荷,是研究电场的工具。 2.场源电荷(源电荷):激发或产生我们正在研究的电场的电荷, 是电场的_。 3.电场强度: (1)概念:放入电场中某点的点电荷所受_与它的_ 的比值,称为该点的电场
2、强度,简称_。,存在,强弱,来源,电场力,电荷量,场强,(2)物理意义:表示电场的_。 (3)定义式:E=_。 (4)方向:电场强度是_,物理学中规定,电场中某点场强的 方向与正电荷在该点所受静电力的方向_,与负电荷在该点 所受静电力的方向_。 (5)单位:_。,强弱和方向,矢量,相同,相反,牛顿每库仑(N/C),三、点电荷的电场电场强度的叠加 1.真空中的点电荷的电场强度:_,它只适用于真空中点 电荷的场强计算。 2.电场强度的叠加:电场中某点的电场强度为各个点电荷 _在该点产生的电场强度的_和。 3.电场力:电荷在电场中受到的作用力,其大小为_,正电 荷所受的电场力的方向与电场强度方向_,
3、负电荷所受的 电场力的方向与电场强度方向_。,单独,矢量,F=qE,相同,相反,四、电场线 1.电场线:在电场中画出若干曲线,曲线上任意一点的切线方向 都和该点的场强方向_,电场线虽然可以用实验的方法来模 拟,但电场中并不存在电场线,它只是为了形象地描述电场而引 入的一种_的曲线。,相同,假想,2.电场线的特点: (1)电场线从_或无限远出发,终止于_或负电荷。 (2)电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向_。 (3)任意两条电场线_,不中断。 (4)电场线的疏密程度反映了场强的_。电场线越密的地 方,场强_;电场线越疏的地方,场强_。 3.匀强电场:在电场中的某一区域里,电场强度的大小处处
4、 _、方向处处_,这个区域的电场叫匀强电场。,正电荷,无限远,相同,不相交,强弱,越强,越弱,相等,相同,一、判一判 1.公式 只适用于真空中点电荷产生的电场。( ) 2.电场线是闭合的曲线。( ) 3.在公式 中， 是点电荷Q2产生的电场在点电荷 Q1处的场强大小；而 是点电荷Q1产生的电场在点电荷Q2处 的场强大小。( ),提示：1.。电场强度的定义式 适用于任何电场。 2.。电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷， 是非闭合曲线。 3.。点电荷间的相互作用力是通过电场产生的，结合F=qE= 和点电荷的场强公式 可知， 是点电荷Q2产 生的电场在点电荷Q1处的场强大小；而 是点电
5、荷Q1产生的 电场在点电荷Q2处的场强大小。,二、选一选 关于电场,下列叙述中正确的是( ) A.对点电荷激发的电场,以点电荷为球心,r为半径的球面上, 各点的电场强度都相同 B.正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大 C.在电场中某点放入试探电荷q,该点的场强为 取走q后, 该点场强不为零 D.试探电荷所受电场力很大,该点电场强度一定很大,提示：选C。电场强度是矢量,不仅有大小,而且有方向,以点电 荷Q为球心,半径为r的球面上,场强的大小 相同,但方向 不同,A错误。在正电荷和负电荷周围确定场强的方法相同，将 试探电荷q放到某点,q所受的电场力为F,那么 由此可见, 场强的大小与电
6、荷的正、负并没有什么关系,B错误。电场强度 E是反映电场性质的物理量,试探电荷是用来体现这一性质的 “工具”，与试探电荷的存在与否无关,C正确。 式中E的 大小并不是由F、q来决定的。在电场中某一点放入一试探电荷 q,那么q越大,F越大，而 这一比值不变,D错误。,三、想一想 举例说明用比值法定义的物理量,并说明它们具有什么特点。 提示：如前面学过的密度、速度、加速度等都是用比值法定义的物理量,它们反映了物质本身的某种属性,但与两个物理量无关,如物质的密度是由物质本身决定的,并不是由质量和体积决定的,加速度并不是由速度的变化和时间决定的。,主题一 电场电场强度 【情境探究】 1.如图所示,电荷
7、A、B间存在着相互作用。 电荷A电荷B,2.如图所示,用绝缘细线悬挂的带电小球是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的,称为试探电荷或检验电荷。,试结合上述情境讨论: (1)由情境1讨论。 电荷A、B间的相互作用力是如何产生的? 提示：如图,电荷A对电荷B的作用力,就是电荷A产生的电场对电荷B的作用;反之,电荷B对电荷A的作用力,就是电荷B产生的电场对电荷A的作用。,电场的基本性质是什么? 提示：电场的基本性质就是对处在其中的其他电荷产生力的作用。,(2)由情境2讨论。 同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小一般不同,这是什么原因造成的? 提示：因为电场具有方向性以及各点强弱不同的特
8、点,所以造成同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小不同。,如何描述电场的强弱? 提示：虽然可用同一电荷q在电场中各点所受电场力F的大小来 比较各点的电场强弱,但是电场力F的大小还和电荷q的电量有 关,所以不能直接用电场力的大小表示电场的强弱。实验表明: 在电场中的同一点,电场力F与电荷电量q成正比,比值 由电荷 q在电场中的位置所决定,跟电荷电量q无关,是反映电场性质的 物理量,所以我们用 这个比值来表示电场的强弱。,有同学根据 提出场强与电荷受到的电场力成正比,或与 电荷量成反比，这种说法是否正确?电场中某点的场强由什么 决定?场强的方向是怎样的? 提示：a.不正确。 只是电场强度
9、的定义式，并不能由此式 得出场强与电荷受到的电场力成正比或与电荷量成反比。 b.电场中某点的场强仅由电场本身决定。 c.场强为矢量，它的方向与正电荷(负电荷)所受电场力的方向 相同(相反)。,【知识点睛】 1.电场强度的三个性质: (1)矢量性:场强是矢量,其大小按定义式 计算即可,其方向规定为正电荷在该点所受静电力的方向。 (2)唯一性:电场中某一点处的电场强度E的大小和方向是唯一的,其大小和方向取决于场源电荷及空间位置。 (3)叠加性:若在某一空间中有多个电荷,则空间中某点的电场强度等于所有电荷在该点产生的电场强度的矢量和。,2.对公式 的三点理解: (1)公式 是电场强度的定义式,适用于
10、一切电场,电场中某 点的电场强度仅与电场及具体位置有关,与试探电荷的电荷 量、电性及所受电场力F的大小无关,所以不能说EF,E (2)公式 仅定义了场强的大小,其方向需另外判定。 (3)由 变形为F=qE，表明:如果已知电场中某点的场强E, 便可计算在电场中该点的带电体所受的静电力的大小。,【规律方法】电场强度与电场力的区别与联系,【典例1】在电场中某点放一试探电荷,其电荷量为q,试探电荷 受到的静电力为F,则该点的电场强度为 那么下列说法中 正确的是( ) A.若移去试探电荷q,该点的电场强度就变为零 B.若在该点放一个电荷量为2q的试探电荷,该点的电场强度就 变为 C.若在该点放一个电荷量
11、为-2q的试探电荷,则该点的电场强度 大小仍为E,但电场强度的方向与原来相反 D.若在该点放一个电荷量为 的试探电荷,则该点的电场强度 的大小仍为E,电场强度的方向也还是原来的电场强度的方向,【解题指南】试探电荷只是用来计算出电场中某点的场强大小的,那一点的场强只由电场本身决定,与在该点是否放试探电荷、放什么样的试探电荷均无关。 【解析】选D。电场对处于其中的电荷施加静电力的作用是电场的基本性质，我们为了反映电场具有这一力的性质,引入了电场强度E这一物理量。E是电场本身的一种特性,试探电荷的引入仅仅是用来检验这一特性,因此与试探电荷存在与否无关,它是由产生电场的电荷以及在电场中各点的位置决定的
12、,与该点有无试探电荷、试探电荷电荷量的多少、电性的正负无关,故D正确。,【变式训练】(2012江苏高考)真空中，A、B两点与点电荷Q的 距离分别为r和3r，则A、B两点的电场强度大小之比为( ) A.31 B.13 C.91 D.19 【解析】选C。 故C正确。,主题二 点电荷的电场 电场强度的叠加 【情境探究】 1.如图甲所示,点电荷A的电荷量为+Q,在距+Q为r的某点P放一试探电荷+q。,2.如图乙所示,有三个正的点电荷Q1、Q2、Q3。,试结合上述情境讨论: (1)结合图甲分析点电荷A在P点的场强的大小和方向如何？ 若试探电荷的电荷量为-q呢？ 提示：根据库仑定律，试探电荷所受的力 依电
13、场强 度的定义 则点电荷A在P点的场强大小为 场强的 方向与正电荷在P点的受力方向相同，故其方向为沿AP的连线 背离点电荷A。 若试探电荷的电荷量为-q，P点的场强的大小和方向都不 变。,(2)结合图乙分析如果存在多个点电荷,空间某一点的电场强度如何确定? 提示：可以根据点电荷场强的计算式 分别计算出各个点电荷在该点所产生的电场强度的大小E1、E2、E3。 根据各个点电荷电性的正、负确定E1、E2、E3的方向。 按照矢量合成的平行四边形定则求出合场强的大小和方向。,【知识点睛】 1.点电荷的电场: (1)大小: 公式中的Q是产生电场的场源电荷,又叫源电荷。r是场中某点到场源电荷的距离。 (2)
14、适用条件:真空、点电荷。 (3)方向:如果是正电荷,电场的方向则呈辐射状背离点电荷;如果是负电荷,电场的方向则呈辐射状指向点电荷。,(4)特点:如果以Q为球心,r为半径作一球面,则球面上各点的电 场强度大小相等,但方向不同,即在点电荷Q的电场中不存在场 强E相同的两个点。当Q为正电荷时,E的方向沿半径向外;当Q为 负电荷时,E的方向沿半径向里。 (5)均匀带电球体在某点的场强可用 计算,r为球心到该 点的距离(r应远大于球半径R)。,2.电场强度的叠加: (1)如果场源是多个点电荷,电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。例如,图甲中P点的电场强度,等于+Q1在该点产
15、生的电场强度E1与-Q2在该点产生的电场强度E2的矢量和。,(2)求比较大的带电体的电场强度,可把带电体分成若干小块, 每小块看成一个点电荷,用点电荷电场叠加的方法计算。 如图乙所示,均匀带电球体(或球壳)外各点的电场强度: 式中r是球心到该点的距离(rR),Q为整个球体所带的电荷 量,E则是球体上所有电荷形成的电场叠加的结果。 (3)电场强度是矢量,场强的叠加本质是矢量叠加,所以应该遵 循平行四边形定则。,【规律方法】两个等量电荷形成的电场的场强分布特点 (1)等量异号电荷(如图甲所示)。 两电荷连线的中垂线上:各点的场强方向为由正电荷的一边指向负电荷的一边,且与中垂线垂直,O点的场强最大,从O点沿中垂线向两边逐渐减小,直到无穷远处为零;中垂线上任意一点a与该点关于O点的对称点b的场强大小相等、方向相同。 两电荷的连线上:各点的场强方向沿电荷的连线由正电荷指向负电荷,O点的场强最小,从O点沿两电荷的连线向两边逐渐增大;两电荷的连线上,任意一点c与该点关于O点的对称点d的场强大小相等、方向相同。,(2)等量同号电荷(以两个正电荷为例,如图乙所示)。 两电荷连线的中垂线上:O点和无穷远处的场强均为零,所以在中垂线上,由O点的场强为零开始,场强先增大后逐渐减小,到无穷远处时减小为零;中垂线上任意一点a与该点关于O点的对称点b的场强大小相等、方向相反。 两电荷的连线上:
