電場與電場強度 高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊

不負青春奮力前行第3節(jié)

電場與電場強度學(xué)習(xí)目標1.理解電場是一種物質(zhì)。2.理解電場強度的概念及其定義式，并會進行有關(guān)的計算。3.熟記幾種常見電場的電場線分布。4.掌握用物理量之比定義新物理量的方法。生活中常見有兩種力：▲一種是沒有接觸，施力物體與受力物體可以存在一定的距離，如：重力、靜電力相隔一定距離的物體之間是怎樣產(chǎn)生作用的呢？引入新課▲一種是通過直接接觸產(chǎn)生，如：彈力、摩擦力萬有引力庫侖定律麥克斯韋法拉第赫茲16871785186518311887超距作用說不需要物質(zhì)作為媒介，能從一個物體立即作用到相隔一定距離的另一個物體，這是超距作用的觀點首次提出“場”的觀點通過實驗證實了電磁波的存在以太說另一種觀點認為，力是通過空間中的一種彈性媒介—“以太”傳遞的。用數(shù)學(xué)描述了電磁場理論，并預(yù)言了電磁波的存在

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))

在電荷的周圍存在著由它產(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給予的。電場電場電場電場FB法拉第Faraday（1791－1867）＋電荷A電荷B—我們一起來想象這個“電場”：電場就好像“花香”鏡湖八百里何長，中有荷花分外香——徐渭《荷明》電場就好像“聲音”聞?wù)杪晸v，蛩聲細，漏聲長——李清照《行香子·天與秋光》一.電場及電場力

2、基本性質(zhì)：

對放入其中的電荷有力的作用，這種力叫電場力。1、定義：電荷周圍存在的特殊物質(zhì)。

3、電荷間的相互作用力通過電場發(fā)生電荷A電荷B電場靜止電荷產(chǎn)生的電場，叫作靜電場電場對電荷有力的作用，怎樣描述這種作用呢？＋qFA＋qFB場源電荷：產(chǎn)生電場的電荷

試探電荷（或稱為檢驗電荷）＋Q試探電荷（檢驗電荷）兩個基本概念場源電荷（源電荷）尺寸充分小電量充分小+Ｏ產(chǎn)生電場的電荷場源電荷試探電荷(檢驗電荷)電場中同一試探電荷在電場中不同位置受力不同電場有強弱嗎？實驗結(jié)論：電場的強弱與

有關(guān)位置qqqABCP1P2P3電場中電場的強弱能用試探電荷受到的電場力來表示嗎？不同試探電荷在電場中同一位置受力不同！實驗結(jié)論：不同試探電荷受到的電場力還與試探電荷的

有關(guān)電量q1(q2)A二.電場強度3.單位：N/C1、定義：放入電場中某點的試探電荷所受的電場力F與它的電荷量q的比值2、定義式：E與F成正比，與q成反比？比值法定義試探電荷電荷量4.物理意義：反映電場強弱的物理量，某點的電場強度數(shù)值上等于單位正電荷在那里所受的電場力。5、注：電場強度僅有電場本身決定，與是否存在試探電荷及其正負均無關(guān)。場強相同的條件：大小相等，方向相同。6.電場強度的方向——矢量性+Q+qFE+Q-qFE按照規(guī)定：負電荷在電場中某點受到的電場力的方向跟該點的電場強度方向相反。

物理學(xué)中規(guī)定，電場強度的方向跟正電荷在該點所受的靜電力的方向相同．例1.N是電場中的一點,某時刻在N點放入電量為-q的試探電荷,測得該點的電場強度為E;若在該點放入電量為+2q的試探電荷,此時測得該點的場強為()A.大小為2E,方向與E相反 B.大小為E,方向與E相同C.大小為2E,方向與E相同 D.大小為E,方向與E相反【解析】選B。電場強度是描述電場本身性質(zhì)的物理量,與試探電荷的電荷量、電性無關(guān)。E=是電場強度的定義式,E的大小、方向與F、q無關(guān);比值只是在客觀上反映空間某點場強的強弱,而空間某點場強的有無、強弱、方向與是否放入試探電荷、放入什么樣的試探電荷無關(guān),所以選B。例2.在電場中的M點放入一電荷量為1.2×10-9C的正電荷,它受到的電場力為6×10-6N,方向向南。則:(1)求M點的場強的大小和方向。(2)如果在M點放置另一電荷量為1.5×10-6C的負點電荷。求它受到的電場力的大小和方向;此時M點的電場強度大小和方向如何變化?【解析】(1)根據(jù)定義式知M點的場強E==N/C=5.0×103N/C,方向與該正電荷受力的方向相同,向南。(2)在M點放置另一個電荷量為1.5×10-6C的負電荷,由于M點的場強與試探電荷無關(guān),故其場強的大小和方向不變,電荷所受電場力的大小為F′=Eq′=5×103×1.5×10-6N=7.5×10-3N方向向北例3.(多選)如圖所示,圖甲中AB是一個點電荷電場中的過點電荷的一條直線,圖乙是放在直線上a、b處的檢驗電荷的電荷量與所受電場力數(shù)值間的函數(shù)圖象,由此可以判定 ()A.場源可能是正電荷,位置必在A側(cè)B.場源可能是正電荷,位置必在B側(cè)C.場源可能是負電荷,位置必在A側(cè)D.場源可能是負電荷,位置必在B側(cè)【解析】選A、C。因為點電荷沒有說明其正負,所以存在兩種情況,圖象中圖線的斜率是該點的場強的大小,則有Ea>Eb,所以點電荷一定放在A側(cè),則A、C正確,B、D錯誤。思考:電場看不見,摸不著,怎樣才能形象的描述電場呢?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。三.電場線

除了用數(shù)學(xué)公式描述電場外，形象地了解和描述電場中各點電場強度的大小和方向也很重要。法拉第采用了一個簡潔的方法來描述電場，那就是畫電場線（electricfieldline）。特點：1.電場線是假想的，實際并不存在，只是為了形象直觀的描述電場而人為引入的。2.電場線起于正電荷止于負電荷，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.電場線不會相交。4.電場線的疏密表示電場的強弱。5.電場線不是閉合曲線，且與帶電粒子在電場中的運動軌跡之間沒有必然聯(lián)系。6.電場線上某點的切線方向與該點的場強方向相同。特點：（1）離點電荷越近，電場線越密，場強越大。（2）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。1.正、負點電荷的電場中電場線的分布幾種常見電場中的電場線分布及特點等量異種點電荷周圍空間電場分布3.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：（1）兩點電荷連線中點O處場強最小為0。（2）兩點電荷連線中點附近的電場線非常稀疏，但場強并不為0。（3）在中垂面（中垂線）上，從中點O到無限遠時，場強線先變大后變小。（4在中垂面（中垂線）上，關(guān)于0對稱的兩點場強大小相等，方向相反。等量兩正點電荷周圍空間電場分布3.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：（1）兩點電荷連線中點O處場強最小為0。（2）兩點電荷連線中點附近的電場線非常稀疏，但場強并不為0。（3）在中垂面（中垂線）上，從中點O到無限遠時，場強線先變大后變小。（4在中垂面（中垂線）上，關(guān)于0對稱的兩點場強大小相等，方向相反。

1.判斷對錯2.正電荷q在電場力作用下從靜止開始由p向Q做加速運動，而且加速度越來越大，那么可以斷定，它所在的電場是下圖中的哪一個？（）D解析：加速度越來越大，則受力越來越大，說明電場線越來越密集。3.如圖所示是一簇未標明方向、由單一點電荷產(chǎn)生的電場線,虛線是一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡,a、b是軌跡上的兩點。若帶電粒子在運動中只受電場力的作用,根據(jù)此圖得出下列判斷正確的是 ()A.帶電粒子電性與場源電荷的電性相同B.在a、b兩點加速度aa>abC.由于帶電粒子帶電性未知,無法判斷在a、b兩點受力的方向D.在a、b兩點的速度va<vb

4.兩點電荷形成電場的電場線分布如圖所示,A、B是電場線上的兩點,則下列判斷正確的是 ()A.A、B兩點的電場強度大小不等,方向相同