電場與電場強(qiáng)度 高一下學(xué)期物理魯科版（2019）必修第三冊

第一章

靜電力與電場強(qiáng)度第3節(jié)電場與電場強(qiáng)度電荷間并沒接觸，但有力的作用，靠什么傳遞？生活中的兩類力：1．接觸力（例：彈力、摩擦力）2．非接觸力（例：重力、庫侖力）毛皮摩擦過的橡膠棒靠近細(xì)水流，細(xì)水流會改變方向1.產(chǎn)生：英國科學(xué)家法拉第認(rèn)為電荷周圍存在電場（傳遞電荷間相互作用力的一種特殊物質(zhì)，客觀存在）2.基本性質(zhì)：對放入其中的電荷有力的作用，即電場力。B電荷A電荷電場3.靜電場：靜止電荷產(chǎn)生的電場。知識點(diǎn)一：電場及電場力

法拉第（2）電場以及磁場已被證明是一種客觀存在。場具有能量，也是物質(zhì)存在的一種形式。4.說明：（1）只要是帶電體，周圍都能產(chǎn)生電場。電場對于電荷的作用實(shí)際是電場與電場的相互作用。電場對電荷有力的作用，怎樣描述這種作用呢？知識點(diǎn)二：電場強(qiáng)度產(chǎn)生電場的那個(gè)電荷稱為——場源電荷（源電荷）試探電荷：場源電荷：

在電場中放入一個(gè)帶電小球檢驗(yàn)電場的存在與強(qiáng)弱，我們把它稱為——試探電荷（檢驗(yàn)電荷）→不影響原來電場q場源電荷Q試探電荷r電量少體積小→能看做點(diǎn)電荷F情境：如圖，場源是帶正電荷的球體。如何確定其周圍電場中各點(diǎn)電場的強(qiáng)弱？拿同一試探電荷在P1、P2進(jìn)行檢驗(yàn)，P2處的細(xì)線偏離豎直方向的角度更小，所以P2點(diǎn)電場比P1點(diǎn)電場弱。說明電場的強(qiáng)弱與場中位置有關(guān)。思考1：怎樣區(qū)別P1、P2的電場強(qiáng)弱？這說明電場強(qiáng)弱與什么有關(guān)？思考2：能否用電場力的大小表示電場的強(qiáng)弱？我們不能直接用試探電荷所受的靜電力來表示電場的強(qiáng)弱，因?yàn)閷τ陔姾闪坎煌脑囂诫姾?，即使在電場的同一點(diǎn)，所受的靜電力也不相同。須找一個(gè)與試探電荷無關(guān)而由電場決定的物理量！

猜測：試探電荷在電場中某點(diǎn)受到的靜電力F與試探電荷的電荷量q成正比。

QqA+Fr如圖所示，在場電荷Q形成的電場中A

點(diǎn)，分別放一試探電荷+q,+2q,+3q，分別計(jì)算檢驗(yàn)電荷所受的電場力大小和F/q的比值。3q2qq

F/q電場力F檢驗(yàn)電荷的電荷量q

在電場中的同一點(diǎn)，比值F/q是恒定的。電場各點(diǎn)本身的性質(zhì)

定義式，適用于任意電場（比值法定義）

注：電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度E是唯一的，是由電場本身的特性(形成電場的電荷及空間位置)決定的，與是否放入試探電荷、放入電荷的電性、電荷量的多少均無關(guān)。電場中不同的地方，電場強(qiáng)度一般是不同的。負(fù)電荷在電場中某點(diǎn)受到的電場力的方向跟該點(diǎn)的場強(qiáng)方向相反。4.場強(qiáng)的矢量性：+Q+qFE-Q+qFE+Q-qFEE-Q-qF電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向跟正電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向相同。例題：地球周圍存在電場。電荷量為1.0×10-7C的試探電荷在地球表面某處受到的電場力的大小為1.5×10-5N，方向豎直向下。求該點(diǎn)的電場強(qiáng)度。解：已知電荷量q=1.0×10-7C，電場力大小F=1.5×10-5N。設(shè)電場強(qiáng)度大小為E，由電場強(qiáng)度定義式得

該點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向豎直向下。

策略提煉

思考：如何形象的反映和描述抽象的電場呢？電荷間的電場分布在裝有蓖麻油的玻璃器皿里撒上一些細(xì)小的頭發(fā)屑，再加上電場，頭發(fā)屑會重新排列。圖（a）是頭發(fā)屑在一對等量異種電荷形成的電場中的排列情況，圖（b）是頭發(fā)屑在一對等量同種電荷形成的電場中的排列情況。這兩幅圖分別有什么特點(diǎn)？頭發(fā)屑的排列與兩個(gè)異名磁極間的磁感線類似頭發(fā)屑的排列與兩個(gè)同名磁極間的磁感線類似可仿照用磁感線描述磁場的方法，用類似的曲線來描述電場。知識點(diǎn)二：電場線如果在電場中畫一些曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向一致，這樣的曲線叫做電場線。為了形象描述電場而引入的假想曲線，并不真實(shí)存在1.定義：ABC電場線的疏密表示電場的強(qiáng)弱。在同一幅圖中，電場強(qiáng)度較大的地方電場線較密，電場強(qiáng)度較小的地方電場線較疏。2.常見電場中的電場線分布特點(diǎn)：③以點(diǎn)電荷為球心作個(gè)球面，電場線處處與球面垂直，在此球面上電場強(qiáng)度大小處處相等，方向不同。（1）正、負(fù)點(diǎn)電荷的電場中電場線的分布①離點(diǎn)電荷越近，電場線越密，電場強(qiáng)度越大。②在點(diǎn)電荷形成的電場中不存在電場強(qiáng)度（大小、方向）相同的點(diǎn)。（2）等量異種點(diǎn)電荷②兩點(diǎn)電荷連線的中垂面(中垂線)上，場強(qiáng)方向均相同，且總與中垂面(線)垂直。在中垂線上到O點(diǎn)等距離處各點(diǎn)的場強(qiáng)相等，中點(diǎn)場強(qiáng)最大。O①兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)，電場線方向從正電荷指向負(fù)電荷。連線上，中點(diǎn)場強(qiáng)最??；③在中垂面(線)上的電荷受到的電場力的方向總與中垂面(線)垂直，因此，在中垂面(線)上移動電荷時(shí)電場力不做功。②中點(diǎn)O附近的電場線非常稀疏，但場強(qiáng)并不為零。O①兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處場強(qiáng)為零，此處無電場線。④在中垂面(線)上從O點(diǎn)到無窮遠(yuǎn)，電場線先變密后變疏，即場強(qiáng)先變強(qiáng)后變?nèi)?。?）等量同種電荷③兩點(diǎn)電荷連線中垂面(中垂線上)，場強(qiáng)方向總沿面(線)遠(yuǎn)離O(等量正電荷)3.電場線的特點(diǎn)（1）電場線從正電荷或無限遠(yuǎn)出發(fā),終止于無限遠(yuǎn)或負(fù)電荷。在正電荷形成的電場中,電場線起于正電荷延伸到無窮遠(yuǎn)處,在負(fù)電荷形成的電場中,電場線起于無窮遠(yuǎn)處止于負(fù)電荷。

思考：任意兩條電場線可相交嗎?如果相交，交點(diǎn)處就會有兩個(gè)切線方向，而同一點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小和方向是唯一的。（2）同一電場的電場線在電場中不相交，這是因?yàn)樵陔妶鲋腥我庖稽c(diǎn)的電場強(qiáng)度不可能有兩個(gè)方向?！ぁぁbc···abc(2)(3)Ea<Eb<EcEc<Ea<Eb只有一條電場線是不能判斷這三個(gè)點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小?！ぁぁbc(1)Ea>Eb>Ec1.下列說法中不正確的是（）A．只要有電荷存在，電荷周圍就一定存在著電場B．電場是一種物質(zhì)，它與其它物質(zhì)一樣，是不依賴我們的感覺而客觀存在的東西C．電荷間相互作用是通過電場而產(chǎn)生，電場最基本的特征是對處在它里面的電荷有力的作用D．電場是人為設(shè)想出來的，其實(shí)并不存在D2.由電場強(qiáng)度的定義式E＝F/q可知（）A．E和F成正比，F(xiàn)越大，E越大B．E和q成反比，q越小，E越大C．E的方向與F的方向相同D．無論是何種形式的電場均適用D3.（多選）用電場線能很直觀、很方便地比較電場中各點(diǎn)場強(qiáng)的強(qiáng)弱。如圖分別是等量異種點(diǎn)電荷形成電場的電場線和場中的一些點(diǎn)：O是電荷連線的中點(diǎn)，E、F是連線中垂線上相對O對稱的兩點(diǎn)，B、C和A、D也相對O對稱。則（）A.B、C兩點(diǎn)場強(qiáng)大小和方向都相同

B.A、D兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相等，方向相反C.E、O、F三點(diǎn)比較，O點(diǎn)場強(qiáng)最強(qiáng)

D.B、O、C三點(diǎn)比較，O點(diǎn)場強(qiáng)最強(qiáng)AC4.如圖所示,在一帶負(fù)電的導(dǎo)體A附近有一點(diǎn)B,如在B處放置一個(gè)q1=-2.0×10-8

C的電荷,測出其受到的靜電力F1大小為4.0×10-6

N,方向如圖,問:(1)B處電場強(qiáng)度多大?方向如何?(2)如果換成一個(gè)q2=+4.0×10-7

C的電荷放在B點(diǎn),其受力多大?此時(shí)B處電場強(qiáng)度多大?(3)如果將B處電荷拿走,B處的電場強(qiáng)度是多大?答案:

(1)200N/C

方向與F1方向相反

(2)8.0×10-5N

200N/C

(3)200N/C一、電場及電場力②基本特性：對放入其中的電荷有力的作用，