1、第3节 电场 电场强度和电场线,一、电场、电场强度 1.电场(1)概念：存在于电荷周围的一种特殊的_，由电荷产生。_是物质存在的两种不同形式。(2)基本性质：对放入其中的电荷有_。电荷之间通过_相互作用。图1(3)电场力：电场对电荷的作用力。(4)静电场：_电荷周围产生的电场。,物质,场和实物,力的作用,电场,静止,2.电场强度,(1)场源电荷和检验电荷 _电荷是激发或产生我们研究的电场的电荷。_电荷是用来检验电场是否存在及其_分布情况的电荷。 (2)电场强度 定义：放入电场中某点的点电荷所受_与_的比值叫做该处的电场强度，简称场强。,场源,检验,强弱,电场力,电荷量,物理意义：表示电场的_和
2、_。,强弱,方向,N/C,正电荷,相反,二、点电荷的电场、电场强度的叠加 1.真空中点电荷的电场强度,(2)方向：当Q为正电荷时，E的方向沿Q与该点的连线_；当Q为负电荷时，E的方向沿Q与该点的连线_。 2.电场强度的叠加：如果场源是多个点电荷，则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_。,向外,向里,矢量和,三、电场线和匀强电场 1.电场线：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每一点的_方向表示该点的电场强度方向。电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而_。 2.电场线的特点(1)电场线起始于_或_处，终止于_或_。(2)任何两条电场线都不会_。(3)在
3、同一电场里，电场线较_的地方电场强度较大，电场线越_的地方电场强度越小。,切线,假想的线,正电荷,无穷远,负电荷,无穷远处,相交,密,疏,3.匀强电场(1)定义：各点电场强度的大小_、方向_的电场。(2)电场线是_的平行直线。,相等,相同,间距相等,对电场强度的理解,电场强度的性质,要点归纳,精典示例 例1 电场中有一点P，下列说法正确的是( )A.若放在P点的电荷量减半，则P点的场强减半B.若P点没有检验电荷，则P点场强为零C.P点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大D.P点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向,解析 电场中某点的电场强度由电场自身因素决定，与放不放电荷、放什么样的电
4、荷无关，故A、B错误；由FqE知电场力是由电场强度与电荷量共同决定的，当P点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力一定越大，故C正确；P点的场强方向为放在该点的正电荷所受的电场力的方向，故D错误。 答案 C,例2 真空中O点放一个点电荷Q1.0109 C，直线MN通过O点，OM的距离r30 cm，M点放一个点电荷q1.01010 C，如图2所示。求：图2(1)q在M点受到的作用力；(2)M点的场强；(3)拿走q后M点的场强；(4)M、N两点的场强哪点大。,其方向沿OM连线背离Q，因为它的方向跟正电荷受电场力的方向相同。 (3)场强是反映电场的力的性质的物理量，它是由形成电场的电荷Q及场中位置
5、决定的，与试探电荷q是否存在无关。故M点的场强仍为100 N/C，方向沿OM连线背离Q。,1.0108 N。因为Q为正电，q为负电，库仑力是吸引力，所以力的方向沿MO指向Q。,答案 (1)1.0108 N，方向沿MO指向Q (2)100 N/C，方向沿OM连线背离Q (3)100 N/C，方向沿OM连线背离Q (4)M点场强大,电场中某处的电场强度不会因试探电荷的改变而改变，而是由场源电荷及相对位置决定的。,点电荷的电场和电场强度的叠加,要点归纳,2.电场强度的叠加,精典示例 例3 如图3所示，真空中，带电荷量分别为Q和Q的点电荷A、B相距r，则：图3(1)点电荷A、B在中点O产生的场强分别为
6、多大？方向如何？(2)两点电荷连线的中点O的场强为多大？(3)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O点的场强如何？,解析 分别求Q和Q在某点的场强大小和方向，然后根据电场强度的叠加原理，求出该点的合场强。,针对训练1 如图4所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q0)的固定点电荷。已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)( )图4,答案 B,1.电场线的应用(1)电场线疏密：电场强度大处电场线密，电场强度小处电场线疏，故根据电场线的疏密可以
7、比较电场强度的大小。(2)电场线方向：电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向。,电场线的理解和应用,要点归纳,2.几种常见电场线的画法,精典示例 例4 某电场的电场线分布如图5所示，下列说法正确的是( )图5A.c点的电场强度大于b点的电场强度B.若将一试探电荷q由a点静止释放，它将沿电场线运动到b点C.b点的电场强度大于d点的电场强度D.a点和b点的电场强度的方向相同,解析 电场线的疏密表征了电场强度的大小，由题图可知EaEc，EbEd，EaEc，故选项C正确，选项A错误；由于电场线是曲线，由a点静止释放的正电荷不可能沿电场线运动，故选项B错误；电场线的切线方向为该点电场强度的方向，a
8、点和b点的切线不在同一条直线上，故选项D错误。 答案 C,针对训练2 如图6所示是某静电场的一部分电场线分布情况，下列说法中正确的是( )A.这个电场可能是负点电荷的电场B.点电荷q在A点处受到的电场力比在B点处受到的电场力大C.正电荷可以沿电场线由B点运动到C点D.点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速度小(不计重力),图6,答案 B,1.(对电场强度的理解)(多选)在电场中某点放入正点电荷q，它受到的电场力F方向向右。当放入负点电荷q时，它受到的电场力F方向向左。下列说法正确的是( ),解析 放入正电荷和负电荷时，该点的场强均向右，故A错误，D正确；根据电场强度的定义可知B正确；
9、该点放入2q的正点电荷时，电场力变为原来的2倍，电场强度不变，故C错误。 答案 BD,2.(点电荷的电场和电场强度的叠加)如图7所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，MOP60。电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移到P点，则O点的场强大小变为E2，E1与E2之比为( ),答案 B,3.(电场线的特点及应用)下列各电场中，A、B两点电场强度相同的是( ),解析 A图中，A、B两点场强大小相等，方向不同；B图中，A、B两点场强的方向相同，但大小不等；C图中是匀强电场，则A、B两点场强大小、方向均相同；D
10、图中A、B两点场强大小、方向均不相同。故C正确。 答案 C,4.(库仑力和电场强度的计算)如图8，真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形，边长L2.0 m。若将电荷量均为Q2.0106 C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k9.0109 Nm2/C2，求：,(1)两点电荷间的库仑力大小； (2)C点的电场强度的大小和方向。,图8,代入数据得F9.0103 N (2)A、B两点电荷在C点产生的场强大小相等，均为,A、B两点电荷形成的电场在C点的合场强大小为E2E1cos 30 由式并代入数据得E7.8103 N/C 场强E的方向沿y轴正向 答案 (1)9.0103 N (2)7.8103 N/C 方向沿y轴正方向,
