1、1第三节、电场 电场强度 1（2 课时）教学目标（一）知识与技能1知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态2理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的3能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算4知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算（二）过程与方法通过分析在电场中的不同点，电场力 F 与电荷电量 q 的比例关系，使学生理解比值 F/q 反映的是电场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。 （三）情感态度与价值观培养学生学会分
2、析和处理电场问题的一般方法。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【典型例题】【例 1】下列说法正确的是：（ ）A、 根据 EF/q，可知，电场中某点的场强与电场力成正比B、 根据 EkQ/r 2 ，可知电场中某点的场强与形成电场的点电荷的电荷量成正比C、 根据场强的叠加原理，可知合电场的场强一定大于分电场的场强D、 电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹 【例 2】如图所示，以 O 为圆心，r 为半径的圆与坐标轴的交点分别为a、b、c、d，空间有与 x 轴正方向相同的匀强电场 E，同时在 O 点固定一个电荷量为Q 的点电荷，如果把一个带电量为q 的
3、试探电荷放在 c 点，则恰好平衡，那么匀强电场的场强为多少？a、d 两点的实际场强为多少？2【例 3】如图所示，质量 m2.010 -3kg 的带电小球用绝缘细线竖直地悬挂于电场中，当小球的带电量为 q11.010 -4C 时，悬线中的张力为 T11.510 -2N，则小球所在处的场强为多大？当小球的带电量为q21.010 -4C 时，悬线中的张力 T2 为多大？【基础练习】一、选择题：1、下列说法中正确的是（ ）A、只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B、电场是一种物质，它与其它物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西C、电荷间相互作用是通过电场而产生，电场最基本的特征是对处在它里面
4、的电荷有力的作用D、电场是人为设想出来的，其实并不存在2、电场强度的定义式 EF/q，下列说法正确的是：（ ）A、该定义式只适用于点电荷形成的电场B、F 是试探电荷所受到的力，q 是产生电场电荷的电荷量C、电场强度的方向与 F 的方向相同D、由该定义式可知，场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比3、下列关于点电荷的场强公式 2rkQE的说法中，正确的是：（ ）A、 在点电荷 Q 的电场中，某点的场强大小与 Q 成正比，与 r2 成反比B、 Q 是产生电场的电荷，r 是场强为 E 的点到 Q 的距离C、 点电荷 Q 产生的电场中，各点的场强方向一定都指向点电荷 Q3D、 点电荷 Q
5、产生的电场中，各点的场强方向一定都背向点电荷 Q4、A 为已知电场中的一固定点，在 A 点放一个电荷量为 q 的点电荷，所受的电场力为 F,A 点的场强为 E，则：（ ）A、 若在 A 点换上点电荷q，A 点的场强方向将发生变化B、 若在 A 点换上电荷量为 2q 的点电荷，A 点的场强变为 2EC、 若将 A 点的电荷移去，A 点的场强变为零D、 A 点的场强的大小、方向与放在该处的 q 的大小、正负、有无均无关5、真空中有一个点电荷Q 1，在距其 r 处的 P 点放一电荷量为Q 2 的试探电荷，试探电荷受到的电场力为 F，则下列答案中正确的是：（ ）A、 P 点的场强大小为 1Q B、 P
6、 点的场强大小等于 2也等于 2rkC、 试探电荷的电荷量变为 2Q2 时，Q 2 受到的电场力将变为 2F，而 P 处的场强为 2QFD、 若在 P 点不放试探电荷，则无法确定该点的场强方向6、如图所示，在 a、b 两点固定着两个带等量异种性质电的点电荷，c 、d 两点将 a、b 两点的连线三等分，则：（ ）A、c、d 两点处的场强大小相等B、c、d 两点处的场强大小不相等C、从 c 点到 d 点场强先变大后变小D、从 c 点到 d 点场强先变小后变大二、填空题：7、将一电荷量为 210-5 的试探电荷放在点电荷 Q 的电场中的 P 点处，所受的电场力的大小为 210-2N，则 P 点的电场
7、强度的大小为 N/C，如果P 点距点电荷 Q 为 10cm，则 Q 的电荷量为 C。 8、在空间某一区域，有一匀强电场，有一质量为 m 的液滴带正电荷，电荷量为 q，在此电场中恰能沿竖直方向作匀速直线运动，则此区域的电场强度大小4为 N/C，方向 。 9、在 x 轴上有两个点电荷，一个带正电荷 Q1，另一个带负电荷 Q2，且 Q1 2Q 2，用 E1、E 2 分别表示这两个点电荷所产生的场强的大小，则在 x 轴上，E1E 2 点共有 处，这几处的合场强分别为 。 一、 计算题：10、如图所示，绝缘细线一端固定于 O 点，另一端连接一带量为 q、质量为 m 的带正电小球，要使带电小球静止时细线与
8、竖直方向夹 角，可在空间加一匀强电场，则当所加的匀强电场沿着什么方向时可使场强最小？最小的场强多大？这时细线中的张力多大？11、如图所示真空中 A、B 两点分别放置异种点电荷QA、Q B、Q A=-110-8C，Q B=410-8C，已知两点电荷间库仑引力为 10-5N，求：若移去 B 处的电荷后，B 处的电场强度为多大？ 若不移去 B 处点电荷，则 AB 连线中点处 C 的场强是多大？ 12、如图所示，同一竖直平面内，有两根光滑绝缘杆 OA 和OB，与竖直线的夹角均为 45，两杆上均套有能自由滑动的导体小球，两球的质量均为 910-4kg，带电量均为210 -7C，且静止于同一竖直高度处，问
9、：两球相距多远？OC 为 AB 中垂线，OC 线上何处电场强度最小？最小场强是多少？（距 O点 0.1m 处、0）5【能力提升】1、点电荷 A、B 带有等量正电荷，将第三个电荷 C 放在 A、B 连线的中点恰好平衡。现将 B 作缓慢地远离 A 点的运动，则 C 的运动情况是：（ ）A、靠近 A 的运动 B、远离 A 的运动C、仍然保持静止 D、有可能靠近 A，也可能靠近 B2、如图所示，有一弯管 ab，其中心线是半径为 R 的一段圆弧，弧的圆心处有一个点电荷 Q，有一束带负电的粒子流从 a 端的中点射入，恰能沿中心线通过弯管的粒子应为：（ ）A、质量和速度均相同的粒子 B、电量和动量均相同的粒
10、子C、电量和动能均相同的粒子 D、电量和速度均相同的粒子3、一半径为 R 的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为Q 的电荷，此时球心处的场强为 ，若在球壳上挖去半径为 r（rR ）的一个小圆孔，则此时球心处的场强为 。4、如图所示，在真空中 A、B 两点处各固定一个点电荷，它们的电荷量相等，均为 4.010-10C，而带电的性质不同，A 为正、B 为负，两者相距80cm，P 点与 A、B 等距离，均为 50cm，试确定 P 点的场强大小和方向？试求 P 点处的场强和 A、B 连线中点 O 处的场强之比？6答 案【典型例题】1、 【解析】这个问题涉及到有关电场的基本概念。EF/q 作为电场强度的定义式，
11、给出了电场强度的一种测量方式或方法。而对于电场中的某一确定的点，放在该处的试探电荷的电荷量不同，电荷受到的电场力也不同，但电场力和电荷量的比值却是不变的，即电场强度与电场力及试探电荷的电荷量无关，而由场源电荷及研究点在场中的位置决定。对于点电荷形成的电场，确定点的场强与形成电场的场源电荷的电量成正比。电场强度是矢量，合场强由平行四边形法则确定，作为合场强的平行四边形的对角线不一定比作为分场强的平行四边形的邻边长。只有当电场线是直线，带电粒子只在电场力的作用下，电荷的初速度为零或初速度方向与电场线重合时，电荷的运动轨迹才会与电场线重合。【答案】B2、 【解析】图示空间有匀强电场和点电荷形成的电场
12、，任何一点的场强都是两个电场在该处场强的合场强。由带电量为q 的试探电荷在 c 处于平衡可得： qErQk2 解得匀强电场的场强为：由正点电荷形成的电场场强方向从圆心沿半径方向向外。故在 a 点，点电荷场强方向沿 x 轴正方向；在 d 点，点电荷场强方向沿 y 轴的正方向。在 a 点，为两个等大、同方向场强的合成，即 2rkQEa在 b 点，为两个等大、互相垂直的场强的合成，即 2b 3、 【解析】小球的重力 G=mg=2.010-2N由题意：绳子拉力 T1=1.510-2NG 故电场力 F 方向向上且有 F+T1=G 得 F=G-T1=510-3N小球处的场强 E= CqF/50.4317当
13、 q2=-1.010-4C 时，电场力 F/=F=510-3N，方向向下，此时绳中张力为T2=G+F/=2.510-2N【基础练习】1、ABC 2、 D 3、AB 4、D 5、C 6、AD 7、10 3、1.110 -9 8、mg/q 竖直向上 9、2、0、 2E210、带电小球除受电场力外，还受自身的重力和细线的拉力，而重力的切向分力 mgsin 有使小球摆下的效果，为了使小球静止，电场力至少要平衡这一回复力，即电场方向沿与水平方向成 角偏向右上。F=qEmin=mgsinEmin= qmgsin11、E=F 库 /qB=10-5/410-8=250 N/CF 库 =k 2rQA r= 库FkBA=0.6mEC=EA+EB=k 28923.015BA= 5000N/C 12、F 库 =k 2rQBA=mgtan45解得 r=0.2m距 O 点 0.1m 处、0【能力提升】1、D 2、C 3、0 24RKQr 4、E A=EB=kCNrQ/4.15.04922 EP=2EAcos=214.4 =23.04N/C 方向平行于 AB，沿 AB 方向8E O=2 2/rkQ=29109 CN/45.01215640.3OP
