1、3 电 场 强 度 一、电场 电场强度 1.电场：存在于 _周围的一种特殊的物质，由电荷 产生。 _产生的电场叫静电场。 2.电场的性质： (1)物质性：电场是客观存在的一种特殊 _， _和 _是物质存在的两种不同形式。 电荷 静止的电荷 物质 场 实物 (2)力的性质：电场对放入其中的电荷具有 _。 3.两种电荷： (1)试探电荷：用来检验电场 _及其 _分布 情况的电荷，电荷量和尺寸必须 _。 (2)场源电荷： _的电荷。 作用力 是否存在 强弱 充分小 激发电场 4.电场强度： (1)概念：放入电场中某点的点电荷所受 _与它 的 _的比值。 (2)物理意义：表示电场的 _。 (3)定义式
2、及单位： E=_，单位 _， 符号 _。 Fq电场力 F 电荷量 q 强弱和方向 牛 顿 每库 仑 N/C (4)电场强度的唯一性：决定于 _，与是否放 入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均 _ (选填 “ 有关 ” 或 “ 无关 ” )。 (5)电场强度的矢量性：电场强度的方向与在该点的 正电荷所受静电力的方向 _，与负电荷的受力方向 _。所以比较电场强度是否相同时，一定要考虑大 小和方向两个因素。 电场本身 无关 相同 相反 二、点电荷的电场 电场强度的叠加 1.真空中点电荷的场强： (1)大小： E=_。 (Q为场源电荷的电荷量 ) (2)方向： Q为正电荷时， E的方向沿 Q与该
3、点的连线 _； Q为负电荷时， E的方向沿 Q与该点的连线 _。 2.电场强度的叠加：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 _。 2Qkr向外 向内 矢量和 三、电场线 匀强电场 1.电场线：画在电场中的一条条有 _的曲线。曲线 上每点的 _的方向表示该点的电场强度的方向。 2.电场线的特点： (1)强弱：电场线的 _表示电场的强弱。 (2)方向：电场线上某点的 _方向表示该点的电场方 向。 方向 切线 疏密 切线 (3)不闭合：电场线起始于 _电荷或 _，终止于 _或 _电荷，不闭合。 (4)不相交：电场中的任一点的电场方向 _，所以 任何两条电场线不能相交。 3.匀
4、强电场： (1)定义：各点的电场强度大小 _、方向 _的电 场。 (2)电场线： _的平行直线。 正 无限远 无限远 负 唯一 相等 相同 间隔相等 【思考辨析】 (1)试探电荷不产生电场。 ( ) (2)电场强度的方向与试探电荷所受电场力的方向可能相同，可能相反。 ( ) (3)以点电荷为球心的球面上各点电场强度处处相同。( ) (4)公式 E= 与 E= 中 q与 Q含义不同。 ( ) (5)在相邻的两条电场线之间没画电场线的地方有电场。( ) 2QkrFq提示： (1) 。试探电荷周围也存在电场，只是电场较弱，对场源电荷的分布不产生明显影响，错误。 (2) 。正电荷所受电场力的方向与该点
5、电场强度的方向相同，负电荷所受电场力的方向与该点电场强度的方向相反，正确。 (3) 。以点电荷为球心的球面上各点电场强度大小相等，方向不同，错误。 (4) 。公式中 q是试探电荷， Q是场源电荷，所以正确。 (5) 。电场线是法拉第为了形象描述电场的强弱及方向而假想的，如果在每个地方都画电场线也就无法对电场进行描述了。所以在相邻的两条电场线之间没画电场线的地方也有电场，所以正确。 【生活链接】 打开水龙头，然后将水流调细，再用带静 电的梳子去靠近水流。发现水流偏向带静 电的梳子一侧，如图所示。请探究分析： 为什么带静电的梳子与水流没有接触，水流的方向却 发生弯曲？ 提示： 带静电的梳子与水流通
6、过电场发生相互作用，吸引水流才导致水流弯曲。 知识点一 对电场强度的理解 探究导入： (1)如图所示，在正点电荷 Q的电场中有一试探电荷 q，已知 q到 Q的距离为 r， Q对 q的作用力是多大？ Q在 q所在位置产生的电场的电场强度是多大？方向如何？ (2)如果再有一正点电荷 Q=Q ，放在如图所示的位置，q所在位置的电场的电场强度多大？ 提示： (1)根据库仑定律有 F= ，所以 Q在 q所在位 置产生的电场的电场强度为 E= = ，方向沿 Qq的 连线由 Q指向 q。 (2)如图所示， Q、 Q 分别对 q有力的作用， q所受的 静电力为两个力的合力 所以 q所在位置的电场的电场强度为
7、2QqkrFq 2Qkr2212 2QqF F F 2 kr = 。2FQE 2 kqr= 。【归纳总结】 1.电场的性质： (1)唯一性：电场中某点的电场强度 E是唯一的， 是由电场本身的特性 (形成电场的电荷及空间位 置 )决定的，与是否放入试探电荷、放入电荷的电 性、电荷量的多少均无关。电场中不同的地方，电场强度一般是不同的。 (2)矢量性：电场强度描述了电场的强弱，是矢量，其方向与在该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。 2. 与 的比较： 公式 比较内容 本质区别 定义式 决定式 适用范围 一切电场 真空中点电荷的电场 Q或 q的意义 q表示引入电场
8、的检验 (试探 )电荷的电荷量 Q表示产生电场的点电荷 (场源电荷 )的电荷量 FEq 2QEkrFEq 2QEkr公式 比较内容 关系理解 E用 F与 q的比值来表示，但 E的大小与 F、q的大小无关 E不仅用 Q、 r来表示，且 EQ ， E FEq 2QEkr21r3.电场强度的叠加： 电荷 图示 合场强 等量 异种 点电 荷 (1)中垂线上各点的电场强度方向与中垂线垂直。 (2)从 O点沿中垂线向两边逐渐减小，直至无穷远时为零。 (3)中垂线上关于 O点对称的两点场强相同 电荷 图示 合场强 等量 同种 正点 电荷 (1)中垂线上，两电荷连线的中点 O和无穷远处的电场强度均为零，其他各
9、点的电场强度均沿着中垂线。 (2)从 O点沿中垂线，电场强度先变大，后逐渐减小。 (3)中垂线上关于 O点对称的两点电场强度大小相等，方向相反 【特别提醒】 电场强度的两点注意 (1)理解电场强度的物理意义、区分电场强度的定义式 ( )和决定式 ( )是分析和理解有关电场 强度问题的关键。 (2)电场中某点的电场强度由电场本身决定，与试探电 荷的有无、电荷量、电性及所受的电场力无关。 FEq 2QEkr【典题通关】 考查角度 1 对电场强度的理解 【典例 1】 一检验电荷 Q1，其所带电荷量 q=4 10-9 C，在电场中 P点受到的电场力 F=6 10-7 N。求： (1)P点的电场强度大小
10、。 (2)没有检验电荷时 P点的电场强度大小。 (3)放一电荷量为 q=1.2 10-6 C的点电荷 Q2在 P点， 受到的电场力 F 是多大？ 【正确解答】 (1) =1.5 102 N/C。 (2)电场强度跟检验电荷无关，所以电场强度仍是 1.5 102 N/C。 (3)F=qE=1.2 10-6 1.5 102 N=1.8 10-4 N。 -7-9F 6 1 0E N / Cq 4 1 0答案： (1)1.5 102 N/C (2)1.5 102 N/C (3)1.8 10-4 N 考查角度 2 电场强度的叠加 【典例 2】 在 x轴上的两个点电荷，一个带正电荷 Q1，另一个带负电荷 Q2，且 Q1=2Q2，用 E1、 E2分别表示两个点电荷产生的电场强度大小，则在 x轴上 ( ) A.E1=E2的点只有一处，该点合电场强度为零 B.E1=E2的点有两处，一处电场强度为零，另一处电场强度为 2E2 C.E1=E2的点有三处，其中两处电场强度均为零，另一处合电场强度为 2E2 D.E1=E2的点有三处，其中一处电场强度均为零，另两处合电场强度为 2E2
