1、1第一章 静电场1.3 电场强度【教学目标】1、知道电荷相互作用是通过电场发生的；2、理解电场强度和电场线的概念。3、用电场强度概念求点电荷产生电场的电场强度；4、知道几种典型电场的电场线分布。5、以电场线描述电场为例，渗透用场线描述矢量场的方法重点：电场强度的概念及其定义式难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算【自主预习】1英国物理学家、化学家 首先提出场的概念。他指出：电荷的周围存在 ，带电体间的相互作用是通过它们各自产生的 传递的。电场是一种特殊形态的 ，电场最基本的特征是 ，这也是检验空间是否存在电场的依据之一。2为研究电场而放进电场的电荷称为 ；产生电场的电荷称为
2、。3电场强度是反映电场本身的力的性质的物理量。电场中某处的电场强度大小定义为放在该处的电荷受到的电场力跟该电荷的电量的 。电场强度的大小表示电场的 ，电场强度的方向就是电场的 ，且物理学中规定：电场中某点的电场强度的方向跟 电荷在该点所受的电场力的方向 。电场强度的单位是 或 。4E=F/q 是电场强度的 ，适用于 电场； 仅适用于真空中点电荷的电场。5如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就互相 ，形成合电场。这时某点的场强等于各个点电荷 存在时在该点产生的场强的 。6等量异种电荷和等量同种电荷连线上以及中垂线上电场强度各 有怎样的规律？(1)等量异种点电荷连线上以中点 O场强最小，中垂线上以
3、中点 O的场强为最大；等量同种点电荷连线上以中点电场强度最小，等于零因无限远处场强 E 0，则沿中垂线从中点到无限远处，电场强度先增大后减小，之间某位置场强必有最大值(2)等量异种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强相同；等量同种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强大小相等、方向相反.【典型例题】一、场强的公式【例 1】 下列说法中，正确的是( )A在一个以点电荷为中心， r为半径的球面上各处的电场强度都相同B E k 仅适用于真空中点电荷形成的电场Qr2C电场强度的方向就是放入电场中的电荷受到的静电力的方向2D电场中某点场强的方向与试探电荷的正负无关二、电场线的理解【例 2】 如图
4、1 所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷 Q产生的电场线，若带电粒子q(|Q| q|)，由 a运动到 b，静电力做正功已知在 a、 b两点粒子所受静电力分别为Fa、 Fb，则下列判断正确的是( )A若 Q为正电荷，则 q带正电， FaFbB若 Q为正电荷，则 q带正电， FaFbD若 Q为负电荷，则 q带正电， FaEbEaEcC这四点的场强大小关系是 EbEaEcEdD无法比较 E值大小8.一负电荷从电场中 A点由静止释放，只受静电力作用，沿电场线运动到 B点，它运动的v t图象如图 6所示，则两点 A、 B所在区域的电场线分布情况可能是下图中的( )9在如图 7所示的匀强电场中，有一轻质棒
5、 AB， A点固定在一个可以转动的轴上， B端固定有一个大小可忽略、质量为 m，带电荷量为 Q的小球，当棒静止后与竖直方向的夹角为 ，求匀强电场的场强10如图 8所示，正电荷 Q放在一匀强电场中，在以 Q为圆心、半径为 r的圆周上有 a、 b、 c三点，将检验电荷 q放在 a点，它受到的静电力正好为零，则匀强电场的大小和方向如何？b、 c两点的场强大小和方向如何？5答案：例 1. BD解析 因为电场强度是矢量，有方向，故 A错误； E k 仅适用于真空中点电荷形成的电场，Qr2B 正确；电场强度的方向就是放入电场中的正电荷受到的静电力的方向，C 错误；电场中某点的场强仅由电场本身决定，与试探
6、电荷无关，故 D 正确例 2. A解析 从电场线分布可以看出， a 点电场线密，故 EaEb，所以带电粒子 q 在 a 点所受静电力大，即 FaFb；若 Q带正电，正电荷从 a 到 b 静电力做正功，若 Q带负电，正电荷从 a 到 b 静电力做负功，故 A项正确.例 3 解析 (1)由库仑定律得F k 910 9 N9 NQqr2 210 4210 522方向在 A 与 B 的连线上，且指向 A.(2)由电场强度的定义： E kFq Qr2所以 E910 9 N/C4.510 5 N/C210 422方向由 A 指向 B.(3)由库仑定律F k 910 9 N18 NQqr2 210 4410
7、 522方向由 A 指向 B，E k 4.5 105 N/CFq Qr2方向由 A 指向 B.(4)因 E 与 q 无关， q0 也不会影响 E 的大小与方向，所以移去 q 后场强不变.例 4.解析 在 x轴上由 Q产生的电场强度方向沿水平方向，在 C 点右侧水平向左，左 侧水平向右，要想和等量的正电荷在 x轴上产生的合场强为零， 该点 应该出现在 C 点的右侧，距离 A、B、C6三个电荷相同的 D 点上答案 D点拓展探究如果 C点没有电荷的存在， x轴上电场强度为零的点是_答案 O点解析 C 点如果没有电荷存在， 则变成等量同种电荷的电场 ，应该是 O 点处的场强为零 课后练习1 答案 BC
8、解析 电场强度是由电场本身所决定的物理量，是客 观存在的，与放不放试探电荷无关电场的基本性质是它对放入其中的电荷有静电力的作用， F Eq.若电场中某点的场强 E0，那么F0，若小球不带电 q0， F 也一定等于零，选项 B、C 正确场强是描述电场强弱和方向的物理量，是描述电场本身性质的物理量2. 答案 B解析 负点电荷的电场线是自四周无穷远处从不同方向指向负电荷的直线，故 A错 电场线越密的地方场强越大，由图知 EAEB，又因 F qE，得 FAFB，故 B 正确由 a ，a F，而FmF E，EAEB，所以 aAaB，故 C错 B 点的切线方向即 B 点场强方向，而负电荷所受静电力方向与其
9、相反，故 D错3. 答案 C4. 答案 BD5.答案 CD解析 正点电荷 q 由静止释放，如果 电场线为直线， 电荷将沿 电场线运动，但如果电场线是曲线， 电荷一定不沿电场线运 动(因为如果沿电场线运动，其速度方向与受力方向重合，不符合曲线运动的条件)，故 A选项不正确；由于点 电荷做曲线运动时 ，其速度方向与静 电力方向不再一致(初始时刻除外)，故 B选项不正确；而点 电荷的加速度方向，即电荷所受静 电力方向必与该点场强方向一致，即与所在点的电场线 的切线方向一致，故 C、D选项正确6. 答案 CD解析 电场线是为了形象描述电场而引入的假想曲线；我们规定电场线上某点的切线方向就是该点电场的方
10、向，电场线的疏密反映 电场的强弱所以利用电场线可以判断电场的强弱和方向以及带电粒子在电场中的受力大小及方向7. 答案 B解析 对图象问题要着重理解它的物理意义，对于电场中 给定的位置，放入的 试探电荷的电7荷量不同，它受到的静电力不同但是静电力 F 与试探电荷的 电荷量 q 的比值 即场强 E 是不变Fq的量，因为 F qE，所以 F 跟 q 的关系图线是一条过原点的直 线，该直线斜率的大小即表示场强的大小，由此可得： EdEbEaEc，故 B 正确8.答案 C解析由 v-t图象知,负电荷由 A点运动到 B点做变加速直线运动,说明它所受静电力方向由A指向 B,且静电力逐渐增大,所以 AB电场线
11、上电场方向 BA,且 E变大.9.答案 mgtan Q解析 小球受重力 mg、棒拉力 FT，还应受到水平向右的静 电力 F，故 Q为正电荷，由平衡条件：FTsin F0， FTcos mg所以 F mgtan 又由 F QE，得 Emgtan Q10.答案 ，方向向右 Eb ，方向向右 Ec ，方向指向右上方，与 ab连线成 45kQr2 2kQr2 2kQr2角解析 点电荷 Q 周围空间的电场是由两个电场叠加而成的根据题意可知， Q 在 a 点的场强和匀强电场的场强大小相等、方向相反，所以匀强电场的场强大小为 E ，方向向右kQr2在 b 点，两个电场合成可得 Eb ，方向向右2kQr2在 c 点，两个电场合成可得 Ec ，方向指向右上方，与 ab连线成 45角2kQr2
