1、1第 3 节 电场及其描述学 习 目 标 知 识 脉 络1.认识电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场具有力的性质2.理解电场强度的概念，会用电场强度描述电场的方向，会用公式E 、 E k 计算场强的大小(重点、Fq0 Qr2难点)3.认识电场线，会用电场线来定性描述电场的强弱和方向(重点、难点)电 场 和 电 场 强 度先 填 空 1电场(1)产生：电荷在其周围形成场，通常称之为静电场，简称电场带电体之间通过电场产生力的作用，这种力叫电场力(2)基本性质：对放入其中的电荷有力的作用(3)电场是客观存在的物质，但我们看不见，摸不着，是一种特殊的物质2电场强度(1)定义：电场中某一点的电荷受到的
2、电场力 F 与它的电荷量 q0的比值，即 ，定义Fq0为该点的电场强度，用 E 表示，简称场强(2)公式： E ，其单位是牛顿每库或伏特每米，符号为 N/C 或 V/m.Fq0(3)点电荷的场强公式： E k .Qr2(4)方向：规定正电荷在某点受力的方向即为该点电场强度的方向，与负电荷在该点所受的静电力的方向相反(5)矢量：电场强度既有大小又有方向，是矢量(6)物理意义：描述电场强弱的物理量，与放入电场中的其他电荷无关再 判 断 1电场是人们为了解释电荷间的作用力，人为创造的，并不是真实存在的()22电场看不见、摸不着，因此电场不是物质()3根据 E ，电场强度 E 与 F 成正比，与 q0
3、成反比()Fq04公式 E 是电场强度的比值定义式，适用于一切电场()Fq0后 思 考 1如图 131 所示， F1和 F2为电荷 q1和 q2间的相互作用的库仑力，那么 F1和 F2各是怎样产生的？图 131【提示】 带电体 1 在其周围产生电场，放在此电场中的带电体 2 受到带电体 1 的电场施加的力为 F2，同样带电体 2 在其周围也产生电场，放在此电场中的带电体 1 也受到带电体 2 的电场施加的力为 F1.2本节我们用来定义电场强度的方法叫比值定义法，想一想：我们还学过哪些用比值定义的物理量？它们有什么共同点？【提示】 在物理学中，常常用比值定义一个物理量，例如：密度 ；加速度 am
4、V；速度 v 等用比值定义法定义的新物理量可反映物质本身的某种属性，与用来定 v t st义的另外两个物理量并无决定关系电场强度是描述电场的力的性质的物理量1 E 是电场强度的定义式，适用于任何情况虽然 E ，但 E 与 F 和 q0都无关，Fq0 Fq0电场强度是由电场本身决定的量电场中某点的场强是确定的，其大小、方向只与建立电场的本身(或场源电荷)有关，而与放入的试探电荷无关2 E k 是点电荷所形成的电场的决定式 E 由场源电荷 Q 和试探电荷到场源电荷的Qr2距离决定，与是否放入试探电荷无关3电场强度 E 与电场力 F 的区别电场强度 电场力定义 电荷受到的电场力与电荷量的比值 电场对
5、电荷产生的作用力公式 E Fq0 F Eq0决定 只决定于电场本身，与电荷 q0无关 由电荷 q0和场强共同决定3因素单位 N/C N4.电场强度是矢量，当空间的电场是由几个电荷共同产生时，某点的场强应是每个点电荷单独存在时在该点场强的矢量叠加1(多选)关于电场强度的定义式 E ，下列说法正确的是( )FqA式中 F 是放入电场中的电荷所受的力， q 是放入电场中的电荷的电荷量B电场强度 E 与电场力 F 成正比，与放入电场中的电荷的电荷量 q 成反比C电场中某一点的电场强度在数值上等于单位电荷在此点所受的电场力D电场强度的定义利用了比值定义法【解析】 在 E 中 q 是引入的试探电荷的电荷量
6、， F 是试探电荷所受的电场力， EFq和 二者在数值上相等，但是 E 与 F 和 q 都无关， E 是由电场本身决定的电场强度 E 是由FqF 与 q 的比值定义的，利用了比值定义法【答案】 ACD2关于电场，下列说法正确的是( )【导学号：18152017】A由 E 知，若 q 减半，则该处电场强度为原来的 2 倍FqB由 E k 知， E 与 Q 成正比，而与 r2成反比Qr2C由 E k 知，在以 Q 为球心，以 r 为半径的球面上，各处场强均相同Qr2D电场中某点场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向【解析】 因 E F/q 为场强定义式，而电场中某点场强 E 只由电场本身决定，
7、与是否引入电荷及 q 的大小、正负无关，故 A 错；由场强方向的规定知 D 错； E k 是点电荷的Qr2场强公式，B 对，C 错【答案】 B3如图 131 所示， A 为带正电为 Q 的金属板，沿金属板的垂直平分线，在距板 r 处放一质量为 m、电荷量为 q 的小球，小球受水平向右的电场力偏转 角而静止，小球用绝缘细线悬挂于 O 点，试求小球所在处的电场强度. 【导学号：18152018】4图 131【解析】 分析小球受力如图所示，由平衡条件得：F 电 mgtan ，所以小球所在处的电场强度 E ，小球带正电荷，因F电q mgtan q此电场强度方向水平向右【答案】 ，方向水平向右mgtan
8、 q带电金属板 A 不能当成点电荷，电场强度是矢量，不仅要求出大小，还要求出方向.根据共点力的平衡条件即可求得带电体之间的作用力，从而进一步求解电场强度.电 场 线先 填 空 1定义：为了形象地描述电场，人们在电场中画出的带有箭头的曲线2电场线的特点：电场线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度的方向一致，电场线的疏密程度描述电场的强弱，电场线越密的地方，电场越强再 判 断 1电场线是电场中客观存在的物质()2电场线是电荷在电场中的运动轨迹()3电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线()后 思 考 电场线就是带电粒子在电场中的运动轨迹吗？5【提示】 电场线是为了形象地描述电场而
9、引入的假想的曲线，规定电场线上每点的切线方向为该点的电场强度方向，也是正电荷在该点所受电场力的方向运动轨迹是带电粒子在电场中实际通过的径迹，径迹上每一点的切线方向为带电粒子在该点的速度方向因此，不能认为电场线就是带电粒子在电场中的运动轨迹1电场线的特点(1)电场线从正电荷或无穷远出发，终止于无穷远或负电荷(2)电场线分布的疏密反映了电场的强弱，表示场强的大小(3)电场线上任意一点的切线方向与该点场强方向一致(4)电场线在电场中不相交、不中断， 因为如果电场线相交，该点的场强就有两个方向了(5)电场线是为了形象描述电场而假想的，实际并不存在2电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹(1)如果电场线是直
10、线，且带电粒子初速度为零或初速度在这条直线上，那么带电粒子的受力与其速度在一条直线上，粒子的运动轨迹和电场线可能重合(2)如果电场线是直线，带电粒子有一定的初速度且速度不在这条直线上，带电粒子的运动轨迹是曲线，轨迹和电场线不重合(3)如果电场线是曲线，无论带电粒子是否有初速度，由于受力方向在不断改变，其运动速度不可能与受力方向一致，所以轨迹一定不与电场线重合4关于电场线，下述说法正确的是( )A电场线是客观存在的B电场线与电荷运动的轨迹是一致的C电场线上某点的切线方向与电荷在该点受力方向可以不同D沿电场线方向，场强一定越来越大【解析】 电场线不是客观存在的，是为了形象描述电场的假想线，A 选项
11、是错误的；由静止开始运动的电荷所受电场力方向应是该点的切线方向，下一时刻的位置应沿切线方向，可能在电场线上，也可能不在电场线上，轨迹可能与电场线不一致，何况电荷可以有初速度，运动轨迹与初速度大小、方向有关，可能轨迹很多，而电场线是一定的，选项 B错误；正电荷在电场中受的电场力方向与该点的切线方向相同，而负电荷所受电场力的方向与该点切线方向相反，选项 C 正确；场强大小与场强的方向无关，与电场线的方向无关，只由电场线的疏密决定，D 选项错误【答案】 C65关于电场线的叙述，下列说法正确的是( )【导学号：18152019】A电场线的方向就是带正电的试探电荷的运动方向B电场线是直线的地方一定是匀强
12、电场C正点电荷只受电场力作用时，加速度的方向总是与所在处的电场线的切线重合D画有电场线的地方有电场，没画电场线的地方就不存在电场【解析】 解答本题时，最易错的是用特殊现象代表一般现象如电场线为直线时，正点电荷仅受电场力作用，将从静止开始沿电场线方向运动，把这一特殊现象当成一般的电场中正电荷都会沿电场线运动是错误的从而可知 A 错，C 对电场线形象地表示电场，画有电场线的地方有电场而电场线之间的空白区域也有电场，故 D 错匀强电场的电场线是直线，而且是间距相等的平行直线，故 B 错【答案】 C6.如图 132 所示为静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是( )图 132A这个电场可能是负点
13、电荷形成的B C 点处的场强为零，因为那里没有电场线C点电荷 q 在 A 点受到的电场力比在 B 点受到的电场力大D负电荷在 B 点时受到的电场力的方向沿 B 点切线方向【解析】 负电荷的电场线是指向负电荷的直线，故 A 错误；电场线只是形象地描述电场，没有电场线的地方，场强不一定为零，故 B 错误；电场线的疏密表示电场的强弱，EAEB， F qE，所以 FAFB，故 C 正确；负电荷在 B 点所受电场力的方向与 B 点的切线方向相反，故 D 错误【答案】 C电场线是为了形象、直观、方便地描述电场的特性，而引入的一种辅助手段.如果知道了电场线的疏密分布及电场线的形状、箭头指向，就能讨论电场中各点的场强大小关系和方向.因此了解各种常见电场的电场线分布情况，对于灵活运用电场线判断电场的性质是大有帮助的.
