1、1第一章：静电场1.3.1 电场强度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.2.理解电场强度的概念及其定义，会根据电场强度的定义进行有关的计算.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.知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算.弹力和摩擦力都是在两个物体互相接触的情况下产生的.而两个带电体没有接触，就可以发生静电力的作用.那么，电荷之间的相互作用是通过什么发生的？一.电场1.概念电场是电荷周围存在的一种特殊物质.带电体间的相互作用是通过周围的电场发生的.2.静电场是静止的电荷产生的电场.3.基本性质对放入其中的电荷有力的作用.二.电场强
2、度1.试探电荷(检验电荷)用来检测电场是否存在及其强弱分布情况的电荷，是研究电场的工具.a：点电荷；b：电量足够小：使得当将试探电荷引入电场中时不改变场电荷的分布.2.场源电荷激发或产生我们正在研究的电场的电荷，是电场的来源.3.电场强度引入电场强度的概念2将电量为 q1 的检验电荷放在 P 点，测得它所受的电场力大小为 F1；将电量为 q2 的检验电荷放在 P 点，测得它所受的电场力大小为 F2；将电量为 qn的检验电荷放在 P 点，测得它所受的电场力的大小为 Fn.Q qPF1k k EQq1r2 F1q1 Qr2F2k k EQq2r2 F1q1 Qr2实验发现：在电场中的同一点，检验电
3、荷的电量 q 发生变化，它所受的电场力的大小 F 也随之变化(成正比的变化)，而电场力的大小 F 与检验电荷电量 q 的比值不变，即 EF1q1 F2q2 F3q3 Fnqn这个比值不随检验电荷电量变化，说明它与检验电荷无关，而把同一检验电荷放在电场中的不同位置，电荷所受的电场力又不同，所以说它只与电场中这点(P) 有关，它只由电场中这一点决定，所以这个比值可以用来描写电场中该点的性质，将它叫做电场中该点的电场强度.(1)定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值叫做该点的电场强度.(2)公式：E (适用于一切电场)Fq(3)单位：牛/库，符号 N/C.(4)矢量：其方向与在该
4、点的正电荷所受电场力的方向相同，与在该点的负电荷所受电场力的方向相反.(5)电场强度 E 的大小，方向是由电场本身决定的，是客观存在的，与放不放检验电荷，以及放入检验电荷的正、负电量的多少均无关，既不能认为 E 与 F 成正比，也不能认为 E 与 q 成反比.(6)物理意义：电场强度是反映电场本身的力的性质的物理量，其大小表示电场的强弱.三.点电荷的场强如图所示，场源电荷 Q 与试探电荷 q 相距为 r，则它们的库仑力 Fk k q，所以电荷 q 处的电Qqr2 Qr2场强度 E k .式中 E 表示点电荷 q1在 q2处产生的场强.Fq Qr21.公式：Ek ，Q 为真空中点电荷的带电量，r
5、为该点到点电荷 Q的距离.Qr22.方向若Q为正电荷，场强方向沿Q和该点的连线指向该点；若 Q为负电荷，场强方向沿Q和该点的连线指向Q.3.适用条件真空中点电荷.四.电场强度的叠加1.场强的叠加如果场源电荷不只是一个点电荷，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矢量和.这种关系叫做电场强度的叠加.32.运算法则电场强度是矢量，场强的叠加本质是矢量叠加，所以应该用平行四边形定则.3.应用范围电场的叠加原理对任何电场都适用，注意只有同时共同形成电场时才能叠加.五.电场强度的两个公式的比较EF /q EkQ/r 2本质区别 定义式 决定式意义及用途 给出了一种量度电场强弱的方法
6、 指明了点电荷场强大小的决定因素适用范围 一切电场 真空中点电荷的电场Q 或 q 意义 q 表示引入电场的检验(或试探) 电荷的电荷量 Q 表示产生电场的点电荷的电荷量关系理解 E 用 F 与 q 的比值来表示，但 E 的大小与 F、q 大小无关E 不仅用 Q、r 来表示，且EQ， E1r2六.总结即 学 即 用 关于电场强度 E，下列说法正确的是( )A.由 E 知，若 q 减半，则该处电场强度为原来的 2 倍FqB.由 Ek 知， E 与 Q 成正比，而与 r2 成反比Qr2C.由 Ek 知，在以 Q 为球心，以 r 为半径的球面上，各处场强均相同Qr2D.由 E 知，电场中某点的场强方向
7、就是该点所放电荷受到的静电力的方向Fq解析：电场强度是由本身决定的，与放入的检验4电荷无关，所以 A 错；Ek 是点电荷周围某点的电场强度，其大小与场源电荷 Q 大小、该点与 Q 之间Qr2的距离有关，则 B 正确；电场强度是矢量，在以 Q 为球心，以 r 为半径的球面上各处场强方向不同，则C 错；电场中某点场强方向就是在该点所放正电荷受到的静电力的方向，所以 D 错.答案：B关于电场，下列叙述正确的是( )A.以点电荷为圆心，r 为半径的球面上，各点的场强都相同B.正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大C.电场中某点放入试探电荷 q，该点的场强 E ，取走 q 后，该点场强不变Fq
8、D.电荷所受电场力很大，该点电场强度一定很大解析：A：场强是矢量，不仅有大小，而且有方向，以点电荷Q 为圆心，半径为r 的球面上，场强的大小E kQ /r2，但方向不同，故A 错误.B：在正电荷和负电荷周围确定场强的方法相同，用试探电荷q放到被考察点，q所受的电场力为F，那么E F/q.由此可见，何处场强大，何处场强小，与电荷的正负并没有什么关系，故B也错误.C：电场强度E是电场的性质，试探电荷是用来体现这一性质的“工具”，就像用温度计测量水的温度一样，温度计插入水中，水的温度就由温度计显示出来，取走温度计，水的温度仍然如此，不会消失.故C正确.D：EF /q一式中，E 的大小并不是由F、q来
9、决定的.在电场中某一点放入一试探电荷q，那么q越大，F越大，而F/q这一比值却不变 .故D错误.答案：C点评：通过本例的分析，可使学生全面地理解场强的定义.场强是由电场本身决定的，与试探电荷q无关.如图所示，真空中，带电荷量分别为Q 和Q 的点电荷 A、B相距r，则：(1)两点电荷连线的中点O的场强为多大？(2)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：(1)如图所示，A、B 两点电荷在 O 点产生的场强方向相同，由 OB，A、B 两点电荷在 O 点产生的电场的电场强度：EA EB kQ(r/2)2 4kQr2所以 O 点的场强为：E OE AE B8kQr2(2)
10、如图所示，5EAE BkQr2由矢量图所形成的等边三角形可知，O 点的合场强大小EO EAE B ，方向与 A、B 的中垂线垂直，水平向右(如图).kQr2答案：(1) ，方向由OB (2) ，方向水平向右8kQr2 kQr2带电小球的质量为m，当匀强电场方向水平向右时 (图中未画出)，小球恰能静止在光滑圆槽形轨道的A点，图中角30 ，如图所示，当将电场方向转为竖直向下时(保持匀强电场的电场强度大小不变)，求小球从A点起滑到最低点时对轨道的压力.答案：2( 1)mg，方向竖直向下3解析：设小球带电量为 q，电场强度大小为 E，当场强方向向右时，小球在 A 点受力如图，由平衡条件得：qEmg/tan30 mg.3当场强方向竖直向下时，电场力的方向变为竖直向下，小球从 A 到 B 的过程中，重力、电场力都做正功.由动能定理得：(mgqE)R (1sin30) mv2012v (r(3) 1)gR设小球到 B 点时受到的支持力为 FN.则：F N( mg qE)mv 2/R代入数据解得：F N2( 1)mg3由牛顿第三定律知，小球对轨道的压力FN 2( 1)mg，方向竖直向下.3
