高中物理 選修3-1 電場強度

電場強度2021/5/91牛頓的困惑“沒有其他東西做媒介，一個物體可以超越距離通過真空對另一個物體作用……在我看來，這種思想荒唐之極?！狈ɡ诘挠^點電荷周圍存在著由電荷產(chǎn)生的電場，處在電場中的其他電荷受到的作用力就是這個電場施加的。2021/5/92近代物理學證實并發(fā)展了法拉第的觀點物質(zhì)的存在形式實物(由分子、原子組成，如水、鐵塊等)場(如電磁場、引力場等,是客觀存在的另一種)物質(zhì)形態(tài))2021/5/93電場（electricfield）1、電荷周圍存在著一種特殊的物質(zhì)————電場。2、電荷間的相互作用是通過電場這種物質(zhì)作為媒介而發(fā)生的。3、電場的基本性質(zhì)：電場對放入其中的電荷有力的作用————電場力。研究電場的性質(zhì)應從靜電力入手靜電場：靜止電荷產(chǎn)生的電場2021/5/94電場強度(electricfileldstrength)a.定義：

試探電荷在電場中某點所受電場力F與試探電荷的電荷量q的比值叫該點的電場強度，簡稱場強，用E表示。b.定義式：c.單位：

N/C，

V

/m

（適用于任意電場,在數(shù)值上等于1C的電荷所受的電場力）2021/5/95+Q+qFE+Q-qFE根據(jù)規(guī)定：負電荷在電場中某點受到的電場力的方向跟該點的場強方向相反。d.場強的矢量性：-Q+qFE-Q-qEF規(guī)定正電荷在該點的電場力方向就是該點的電場強度方向2021/5/96e.物理意義:描述電荷在電場中所受的電場力的性質(zhì)f.決定因素:場源電荷；場中位置若已知q和E，可求電場力F2021/5/97例1.

根據(jù)場強的定義式E＝F／q可以知道()A、電場中某點的場強跟放入該點的電荷所受的電場力成正比，跟放入該點的電荷的電荷量成反比B、電場中的某一點，如果不放入檢驗電荷，則該點的場強為零C、電場中的某一點，如果不放入檢驗電荷，則該點的場強為無窮大D、電場中的某一點，不管放不放入檢驗電荷，也不管檢驗電荷的電荷量是多少，該點的場強都是一定的答案D2021/5/98例2.

關于電場強度的方向，下列說法正確的是()A、電場中某點的場強方向與放在這一點的電荷所受的電場力的方向相同B、電場中某點的場強方向與正電荷在這一點所受的電場力的方向相同C、電場中某點的場強方向與放在這一點的電荷的種類有關D、電場中某點的場強方向與在這一點放不放入電荷無關答案BD2021/5/99例3.電場中有一點P，下列說法正確的(

)A.若放在P點的點電荷的電量減半，則P點的場強也減半B.若P點沒有檢驗電荷，則P點場強為零C.P點的場強越大，則同一電荷在P點所受電場力越大D.P點的場強方向為檢驗電荷在該點受力方向

答案C2021/5/910+Q+qFAE例4.設：試探電荷的電荷量q=+5.0×10-9C，測得它在電場中的A點受到的電場力為F=3.0×10-4N，求：A點的場強？如果改用電荷量為q=+6.0×10-9C的試探電荷，來確定該點的場強，場強會不會改變？解：E=F/q=3.0×10-4N/(5.0×10-9C)=6.0×104N/C場強方向：水平向右2021/5/911-QB例5.在一帶負電的導體A附近有一點B,如在B處放置一個q1=-2.0×10-8C的電荷，測得其受到的電場力大小為F1=4.0×10-6N、方向水平向右，則B點的場強？如果換用一個q2=4.0×10-7C的電荷放在B點，其受力多大？此時B處場強多大？解:EB=F1/q1=4.0×10-6N/(2.0×10-8C)=2.0×102(N/C)場強的方向：水平向左E-qFAF2=q2EB=4.0×10-7C×2.0×102N/C=8.0×10-5N方向：水平向左E’B=F2/q2=8.0×10-5N/(4.0×10-7C)=2.0×102(N/C)B處場強的大小方向不變2021/5/912+Q+qFAEr一點電荷的電荷量為Q，在距此點電荷r處的A點的電場強度是多少？設想在A點放一個電荷量為+q的試探電荷，則它所受到的電場力為E=Fq=kQr2qq1E=kQr2則該點的場強為Q是場源電荷的電量，r是場中某點到場源電荷的距離

真空中點電荷的場強2021/5/913真空中點電荷的場強＋－1.大小2.場強方向：以點電荷Q為球心，當Q為正電荷時電場方向沿半徑向外；當Q為負電荷時電場方向沿半徑向內(nèi)Q—真空中點電荷的電量r—某點到點電荷的距離2021/5/914例6.關于電場，下列敘述正確的是(

)A.以點電荷為圓心，r為半徑的球面上，各點的場強都相同B.正電荷周圍的電場一定比負電荷周圍的電場強度大C.在電場中某點放入檢驗電荷q，該點的場強為E＝F/q，取走q后，該點場強不為零D.電荷在電場中某點所受電場力很大，則該點的電場強度一定很大

【答案】C2021/5/915例7.關于電場力和電場強度，以下說法正確的是()A.一點電荷分別處于電場中的A、B兩點，電荷受到的電場力大則該處場強大B.在電場某點如果沒有檢驗電荷，則電場力為零，電場強度也為零C.電場中某點場強為零，則檢驗電荷在該點受到的電場力為零D.一檢驗電荷在以一個點電荷為球心，半徑為r的球面上各點所受電場力相同AC2021/5/916例8.關于電場強度，下列說法正確的是（）

A.E=kQ/r2中，E與Q成正比，而與r平方成反比

B.在以一個點電荷為球心，r為半徑的球面上，各點的場強均相同

C.F=kQ1Q2/r2得，公式E=kQ1/r2

是點電荷Q1產(chǎn)生的電場在點電荷Q2處的場強大小

D.由公式E=kQ/r2可知，在離點電荷非常近的地方（r→0），電場強度E可達無窮大答案AC2021/5/917如果場源是多個點電荷，電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和。

E1E2E電場強度的疊加P＋Q1

?Q2平行四邊形法則定則2021/5/918QrPrQP一個半徑為R的均勻帶電球體（或球殼）在外部產(chǎn)生的電場與一個位于球心的、電荷量相等的點電荷產(chǎn)生的電場相同2021/5/919例9.

如圖所示，在真空中有兩個點電荷Q1＝3.0×10－8C和Q2＝－3.0×10－8C，它們相距0.1m。求電場中A點的場強大小？A點與兩個點電荷的距離r相等，r＝0.1m。解：E＝E1cos600＋E2cos600

＝2E1cos600

＝2kQ1cos600／r2

＝2.7×104N／C

Q1Q2AE1E2E2021/5/920電場線（electricfiledline）1、定義：電場線是用來形象地描述電場強弱與方向特性的一簇曲線。電場線上每一點的切線方向，都和該點的場強方向一致。2021/5/9212、靜電場電場線的特點：1.電場線不是電場里實際存在的線，而是形象地描述電場的假想的線.2.從正電荷出發(fā)終止于負電荷（孤立的正電荷（或負電荷）的電場線止于（或起于）無窮遠處點）.3.電場線上某點的切線方向表示該點的場強方向.4.電場線在某處的疏密表示該處場強的強弱，電場線密的地方場強強，電場線疏的地方場強弱.5.電場線不相交也不閉合.2021/5/922特點：a、離點電荷越近，電場線越密，場強越大b、以點電荷為球心作個球面，電場線處處與球面垂直，在此球面上場強大小處處相等，方向不同。3、幾種常見電場中電場線的分布及特點

1）、正、負點電荷的電場中電場線的分布2021/5/923特點：a、沿點電荷的連線，場強先變小后變大b、兩點電荷連線中垂面（中垂線）上，場強方向均相同，且總與中垂面（中垂線）垂直2）、等量異種點電荷形成的電場中的電場線分布c、在中垂面（中垂線）上，與兩點電荷連線的中點0等距離各點場強相等。2021/5/9243）、等量同種點電荷形成的電場中電場中電場線分布情況特點：a、兩點電荷連線中點O處場強為0b、兩點電荷連線中點附近的電場線非常稀疏，但場強并不為0c、兩點電荷連線的中點到無限遠電場線先變密后變疏2021/5/9254）、勻強電場a、勻強電場是大小和方向都相同的電場，故勻強電場的電場線是平行等距同向的直線b、電場線的疏密反映場強大小，電場方向與電場線平行在電場的某一區(qū)域，如果場強的大小和方向都相同，這個區(qū)域的電場叫做勻強電場.勻強電場是最簡單、最常見的電場，在實驗研究中經(jīng)常用到它．2021/5/926例10：如圖，是靜電場的一部分電場線的分布，下列說法正確的是：（）A、這個電場只能是負電荷的電場B、點電荷q在A、B兩處受到的電場力FB>FAC、點電荷q在A、B兩處的加速度大小，aA>aB

（不計重力）D、負電荷在B點處受到的電場力方向沿B點切線方向ABB2021/5/927例11：如圖為一條電場線，下列說法正確的是：（）A、EA一定大于EBB、因電場線是直線，所以是勻強電場，故EA=EBC、A點電場方向一定由A指向BD、AB兩點的場強方向不能確定ABC2021/5/928例12：正檢驗電荷q在電場中P點處開始向Q點作減速運動，且運動的加速度值越來越?。ㄖ亓Σ挥嫞?，則可以確定它所處的電場可能是：（）ABCDPQPQPQPQC2021/5/929abABa例13：如圖a所示，A、B是一個點電荷產(chǎn)生的電場的電場線，如圖b則是方向在電場線上，a、b兩處的檢驗電荷的電荷量大小與所受電場力大小之間的函數(shù)圖線，則：（）A、點電荷是正電荷，位置在B側(cè)B、