1、第三节 电场强度,1电荷的周围存在一种特殊物质，这种物质叫_，电荷间的相互作用是通过_发生的2电场强度：放入电场中某一点的试探电荷受到的静电力跟它的电荷量的_，叫做该点的电场强度，用 E 表示定义式 E_，此公式适应于_电场,电场,电场,比值,一切,3真空中点电荷 Q 周围某点电场强度大小计算式 E_.匀强电场中各点的场强_和_都相同4电场线：在电场中画出的一条条有_的曲线，曲线上每点的切线表示该点的_方向,5(双选)有关电场的描述，正确的是( ),CD,A电场看不见、摸不着，因此电场不是物质B电荷间的静电力与摩擦力一样，必须通过接触才能发生作用C电荷间的相互作用是通过电场发生的D电场对放入其
2、中的任何电荷都有力的作用,大小,方向,方向,电场强度,知识点 1 对电场强度概念及其公式的理解,1电场强度的定义：放入电场中某点的试探电荷所受的静电力 F 跟它的电荷量 q 的_，叫做该点的电场强度2定义式：_，适应于_电场，国际单,位是_,3真空中点电荷 Q 产生的电场场强的公式是_，,其中 r 为该点到场源的_,比值,一切,N/C,距离,F,答案：A 处场强大小 E ，方向向左保持不变场强大小、,4在电场中 A 处放点电荷q，所受电场力为 F，方向向左，则 A 处场强大小、方向是怎样的？若在 A 处放点电荷2q，则 A 处的场强大小、方向是否改变？若将 A 处的电荷取走，则A 处场强大小、
3、方向又是怎样的？,q,方向由电场本身决定与试探电荷无关,1对电场强度的理解,(1)电场强度是描述电场力性质的物理量，它仅由电场本身决定电场中某点的场强 E 是唯一、客观存在的，其大小和方向取决于场源电荷及空间位置，与放入该点的试探电荷 q 的正负、电荷多少及其所受的静电力 F 无关，与该点是否放试探电荷无关其方向规定为正电荷在该点所受静电力的方向(2)电场强度反映了电场的强弱与方向场强越大，表示电,量相同的试探电荷在该点所受电场力越大(3)匀强电场各点场强的大小与方向都相同,(4)若在某一空间中有多个电荷，则空间中某点的场强等于,所有电荷在该点产生的电场强度的矢量和,【例 1】如图 131 所
4、示，在一带负电的导体 A 附近有,一点 B，如在 B 处放置一个 q12.0108,C 的电荷，测出其,受到的电场力大小为 4.0106,N则 B 处场强是多少？方向怎,样？如果换用一个 q24.0107,C 的电荷放在 B 点，其受力多,大？此时 B 处场强多大？方向是否改变？图 131,【触类旁通】1相距为 30 cm 的 A、B 两点上，分别放置点电荷 Q 和试,探电荷q，已知 q1.61012,C，q受到的电场力F3.2109N，,并沿 AB 方向求：(1)B 点处的场强大小？(2)若将试探电荷 q 取走，B 点处的场强是多大？(3)点电荷 Q 的带电荷量为多少？,方向由 A 指向 B
5、.(2)场强的大小和方向由电场本身决定，与试探电荷无关，B 处场强仍为 2103 N/C，方向由 A 指向 B.(3)由点电荷的场强公式可得点电荷 Q 的电荷量为 2108C.,2两个场强公式的比较,是点电荷 Q 的电场中场强的决定式，故 E 与 Q 成,Fq本身决定，与是否引入检验电荷及 q 的大小、正负无关，故 A,错Ek,Q q2,正比，与 r2 成反比是正确的，B 对场强为矢量，E 相同意味着大小、方向都相同，而在该球面上各处 E 方向不同，故 C 错因所放电荷的电性不知，若为正电荷，则 E 与 F 受力方向相同，否则相反，故 D 错,解析：因E 为场强定义式，电场中某点场强E只由电场
6、,答案：B,答案：BD,知识点 2 电场线,1电场线是在电场中画的一条条有_的曲线，曲线上每点的_方向表示该点的_方向(如图 132).电场线是为了形象地描述电场而假想的线，不是实际存在的,图 132,方向,切线,场强,2电场线的特点,(1)电场线不是闭合线，从_或无限远出发，终止于,无限远或_,(2)电场线在电场中不能_，这是因为在电场中任意,一点的电场强度不可能有两个方向,(3)在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线_，电场强度较小的地方电场线_，因此可以用电场线的_来表示电场强度的相对大小,正电荷,负电荷,相交,较密,较疏,疏密,3如图 133 所示为某电场中的一条电场线，A、B 是其中
7、的两点，则 A、B 两点的电场强度相等，对吗？,图 133,答案：不对根据一条电场线不能确定 A、B 两点电场线的疏密程度，因此无法确定 A、B 两点的电场强度的大小关系,1电场线与场强,(1)在电场中根据电场线的疏密可比较电场强度的大小，根据电场线的切线方向可确定出电场强度的方向及电荷所受静电力的方向,(2)不同电场，电场线分布不同， 几种常见电场的电场线,分布情况：,图 134,【例 3】如图 135 所示是静电场的一部分电场线分布，,下列说法中正确的是( ),图 135A这个电场可能是负电荷产生的电场BA 点的场强一定大于 B 点的场强C点电荷 q 在 A 点处的瞬时加速度比在 B 点处
8、的瞬时加速度小(不计重力)D负电荷在 B 点处受到的电场力的方向沿 B 点切线方向,解析：根据负点电荷的电场线分布特点可判断，选项 A 错误因电场线越密处场强越大，故由图可知场强 EAEB，B 正确又因点电荷 q 在电场中所受电场力 FqEma E，故aAaB，选项 C 错误因 B 点切线方向即 B 点场强方向，而负电荷所受电场力方向与场强方向相反，故选项 D 错误,答案：B,【触类旁通】,3如图所示的各电场中，A、B 两点场强相同的是( ),C,2电场线与电荷运动轨迹的关系,(1)电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的比较：,电场线：电场中并不实际存在，是为研究电场方便而人,为引入的,曲线上各
9、点的切线方向即为该点的场强方向，同时也是正电荷在该点的受力方向，即正电荷在该点产生加速度的方向电荷运动轨迹：粒子在电场中的运动轨迹是客观存在的轨迹上每一点的切线方向即为粒子在该点的速度方向，,但加速度的方向与速度的方向不一定相同,通常电荷在电场中运动的轨迹与电场线是不会重合的,(2)电场线与带电粒子运动轨迹重合的必备条件：电场线是直线,带电粒子只受电场力作用(或受其他力，但合力方向沿电,场线所在直线),带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直,线,【例 4】(双选)某静电场中的电场线如图 136 所示，带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，,由 M 运动到 N，以下说
10、法正确的是 ( ),图 136A粒子必定带正电荷B粒子在 M 点的加速度大于它在 N 点的加速度C粒子在 M 点的加速度小于它在 N 点的加速度D粒子在 M 点的速度大于它在 N 点的速度,解析：电荷做曲线运动时受到的合力(电场力)必指向轨迹的凹侧，故得粒子带正电，A 正确；因电场力的方向与粒子的速度方向间的夹角为锐角，电场力做正功，故 N 点的动能大，D 错误；电场线的疏密程度能描述电场的强弱，由图可看出，,Eqm,可知，粒子在 N 处的,N 处电场线密，电场强度大，由 a加速度大，C 正确，B 错误,答案：AC,思维总结：解答此类问题的基本思路：,第一步：根据带电粒子运动轨迹的弯曲方向，判
11、断出受力,方向,第二步：把电场方向、受力方向与粒子电性相联系,第三步：把电场线的疏密和受力大小、加速度大小相联系,【触类旁通】4如图 137 所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b 是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受,到电场力作用，根据此图无法作出正确判断的( )A带电粒子所带电荷的正、负B带电粒子在 a、b 两点的受力方向C带电粒子在 a、b 两点的速度何处较大D带电粒子在 a、b 两点的加速度何处较大,图 137,解析：由轨迹的弯曲情况，可知电场力应沿电场线向左，但因不知电场线的方向，故带电粒子所带电性不能确定，A
12、错由电场线的疏密程度知 a 点场强大于 b 点场强，带电粒子在 a点受电场力较大，从而加速度较大设粒子从 a 运动到 b，速度方向与电场力夹角大于 90，故速度减小，综上所述 BCD正确,答案：A,电场强度 E 与静电力 F,电场强度和静电力是两个不同的概念，它们的决定因素、,大小关系以及方向判定等均有各自的规律,(1)电场强度 E 反应电场本身性质，电场中某点场强 E 的大小与方向是唯一的，与放入该点的试探电荷 q 的正负、电荷多少及所受的静电力 F 无关，与该点放不放试探电荷无关；规定正电荷在该点所受静电力的方向为 E 的方向,(2)静电力 F 是电荷在电场中所受的力，由 FqE 知，F
13、的大小由 q 和 E 共同决定；F 的方向与 q 的电性有关，带正电时，F 与 E 方向相同；带负电时，F 与 E 方向相反,【例 5】(双选)关于电场强度和静电力，下列说法正确的是,( ),A电场强度的方向总是跟静电力的方向一致B电场强度的大小总是跟静电力的大小成正比C正电荷受到的静电力的方向跟电场强度的方向一致D同一个点电荷在某点受到的静电力越大，该点的电场强度就越大,解析：电场中某点电场强度的方向是一定的，而电荷在电场中所受的静电力的方向却与电荷的性质有关系，只有正电荷受到的静电力的方向才与电场强度的方向相同，故 A 错 C 对电场强度的大小与电场中的位置有关，对不同的位置在电荷量一定时
14、电荷受到的静电力越大，说明该点的场强越大，故 B 错D 对,答案：CD,【触类旁通】,5(双选)关于电场强度和静电力，以下说法正确的是( ),A电荷在电场中某点所受静电力很大，该点电场强度一定很大B如空间某点的场强为零，则试探电荷在该点受到的静电力一定为零C以点电荷为圆心，r 为半径的球面上各点的场强相同,可能是因为q很大造成的，所以A错由E 知，以点电荷,解析：由 FqE 知，F 由 q 和 E 共同决定，所以 F 很大，,kQ,r 2,Q 为圆心，r 为半径的球面上，各点的场强大小相等，但方向不同，因场强是矢量，故各点场强不相同，所以 C 错由 FqE知，当 E0 时，F0，即 q 不受静
15、电力作用，所以 B 对只要电场确定了，电场中某点的场强就是确定的，试探电荷 q 只是用来体现电场强弱的手段，它的有无，不会改变电场的客观性质，所以 D 对,答案：BD,(1)定义式E ，适应于一切电场，E与F、q无关,(2)真空点电荷电场的场强Ek ，Q为场源电荷,1电场强度的计算与叠加,E,q,Q r2,(3)因电场强度是矢量，如果空间中同时存在几个场源，则空间中某点的电场强度就是这几个场源单独存在时产生电场强度的矢量和,【例 6】如图 138 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 138,(1)Q 在 B 点产生的场强多大？,(2)两点电荷连线的中点
16、O 的场强多大？,(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？,，由矢量图所形成,(3)如图 1310 所示，EAEB,kQr2,的等边三角形可知，O点的合场强为,EOEAEB,kQr2,方向与 A、B 的中垂线垂直水平向右图 1310,【触类旁通】6(双选)图 1311 中 a、b 是两个点电荷，它们的电量分别为 Q1、Q2，MN 是 a、b 连线的中垂线，P 是中垂线上的一,点，能使 P 点场强方向指向 MN 的左侧的是( ),AQ1、Q2 都是正电荷，且 Q1Q2BQ1 是正电荷，Q2 是负电荷，且 Q1|Q2|CQ1 是负电荷，Q2 是正电荷，且|Q
17、1|Q2|图 1311,电荷，则其在P点场强如图 1 所示若Q1Q2，则E1E2，其合场强指向正上方，A 错；若 Q1 是正电荷，Q2 是负电荷，则E2 方向反向，不论 E1、E2 多大，其合场强必指向 MN 右侧，B项错同理可判断 C、D 正确图 1,，若Q1、Q2都是正,解析：MN 是 ab 的中垂线，则 MN 上 P 点至 a、b 距离相,等，设为r.由点电荷电场强度公式知 E,kQr2,答案：CD,2静电场与力学的综合,处理静电力与动力学综合问题的方法与处理力学问题的方法相似，先确定研究对象，分析受力及运动情况，然后列出牛顿第二定律方程求解,【例 7】如图 1312 所示，用 30 c
18、m 的细线将质量为,4103,kg 的带电小球 P 悬挂在 O 点下，当空中有方向为水平,向右，大小为 1104 N/C 的匀强电场时，小球偏转 37后处在静止状态(取 g10 m /s2)(1)分析小球的带电性质；(2)求小球的带电荷量；(3)若把细绳剪断，小球将做什么性质的运动？图 1312,解得 q3106,解：(1)对小球受力分析如图 1313，所受静电力 F 与电场强度方向相同，所以小球带正电图 1313(2)由平衡条件知 Eqmgtan 37,C.,【触类旁通】7(双选)如图 1314 所示，在匀强电场中，一质量为 m、电荷量为 q 的带电小球沿图示轨迹直线运动，该直线与竖直方,向的夹角为，则关于电场强度大小的分析正确的是( ),图 1314,mgsin.q,解析：带电小球在匀强电场中受到重力 mg 和电场力qE 的作用，这两个力的合力在小球运动轨迹的直线上从题目给的已知条件只能确定重力 mg 的大小、方向和合力的方向，而电场力的大小和方向均不能确定，电场力不可能只有唯一的值，A 错由平行四边形定则可知，依据一个分力(mg)的大小、方向和合力的方向，可以作无数多个平行四边形如图2 所示在这无数个平行四边形中，mg 是一个固定的边，其另一个邻边 qE 只有与合力 F 垂直时才能,取得最小值，此时 qEmgsin ，E,答案：BD,图 2,
