电场、电场强度和电场线

1、电场、电场强度和电场线目标认知学习目标1. 理解静电场的存在、静电场的性质和研究静电场的方法。2. 理解场强的左义及它所描写的电场力的性质，并能结合电场线认识一些具体静电场的 分布：能够熟练地运用电场强度计算电场力。3. 理解并能熟练地运用点电荷的场强和场强的叠加原理，弄淸正、负两种电荷所产生电 场的异同，以此为根据认识电荷系统激发的场。学习重点1. 用场强及电场线描写认识静电场分布。2. 学会认识静电场中描写静电场的方法、手段。学习难点用场强及其叠加原理认识电荷系统的静电场。知识要点梳理知识点一：电场、电场强度要点诠释：1、静电场及英特点（1）电荷间的相互作用力是靠周帀的电场产生的电场是电磁

2、场的一个方而，电场有两种，一种是电荷激发的电场，静I匕电荷激发的电场叫静电场。另一种是变化磁场激发的电场匚（2）电场是一种特殊物质电场不是由分子、原子组成的物质，但电场对英内的电荷具有力的作用，可见电场具有 力的属性，所以电场是一种客观存在的特殊物质。以场的形式存在的物质也是多种多样的，例如地球对其表而附近物体有引力，因此地球 周用空间存在着引力场，也可称为重力场：磁体或通电导线周用存在着对其内铁磁性物质的 作用力，这就是磁场。（3）电场的基本性质电场的基本性质是：对放入英中的电荷（不管是静I上的还是运动的）有力的作用，这种 力叫电场力。电场具有能量。2、电场强度（1）电场强度的物理意义电场强

3、度是描述电场强弱及方向的物理量，反映了电场力的特性。在带电量为Q的电荷形成的电场中放入一个电荷（它的电量Q很小，不至于影响所研究场。它的体积也很小，便于研究电场各点的性质一一检验电荷）。发现电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值是一个常数,这说明检验电荷受力F和本身所带电量Q的比值与检验电荷无关，而由该点在电场中的 位置及形成该电场的电荷Q来决左。于是就有了用比值来表示电场的强弱的定义一一电场强 度（2）电场强度的怎义在电场中放一个检验电荷，它所受到的电场力跟它所带电量的比值叫做这个位置上的电 场强度，简称场强。 =-左义式:单位：牛/库（N / C）（3）电场强度的理解 矢量性：场强是矢量，英大

4、小按左义式q计算即可，其方向规左为正电荷在该点的受力方向。负电荷受电场力方向与该点场强方向相反。 唯一性：电场中某一点处的电场强度E的大小和方向是唯一的，其大小和方向取决于 场源电荷及空间位置。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&与刀成正比，也不能认为总与Q成反比。（4）电场强度和电场力的比较 由电场强度的左义式勺,可导出电场力F=qEo只要场源确泄，电场中某一点的电场强度的大小和方向就都唯一地确泄了。若知道某点 的电场强度的大小和方向，就可求出电荷在该点受的电场力的大小和方向。 电场力是由电荷和场强共同决立的，而场强是由电场本身决泄的。例如一

5、个静电场中某一确定的点，场强E的大小和方向都是唯一确泄的，但是放在该点 的电荷受到的电场力的大小，随这个电荷的电量而变化，所受电场力的方向因这个电荷电性 的相反而不同，必须引起注意！说明：虽然 9 ,但场强E绝不是试探电荷所受的电场力，也不是单位正试探电荷所 受的电场力，因为电场强度不是电场力，电场中某点的电场强度，既与试探电荷的电荷量q 无关，也与试探电荷的有无无关。因为即使无试探电荷存在，该点的电场强度依然是原有的 值。知识点二：点电荷的电场要点诠释：1、点电荷Q在真空中形成的电场0_大小：E=k, Q为场源点电荷，r为考察点与场源电荷的距离。方向：正电荷受电场力的方向为该点场强方向可见，

6、在点电荷形成的电场中，在以点电荷为球心的球而上的各点电场强度大小相等, 但方向不同。2.两个关于场强公式的比较别式 区公物理含义引入过程适用范囤备注E=-q是电场强度大小的定义式由比值法引入.E与F、 q无关，反映某点电场 的性质适用于一 切电场电场强度由场木身决定，与试探电荷无关 不能理解为E与F成正比，与q成反比E = k是真空中点电荷场 强的决定式E=-由q和用仑二什导出真空中的 点电荷厂告诉人们场强大小的决定因貝E=-是q和“而q则不能。知识点三：匀强电场要点诠释：电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场.两等大、正对且带等量异种电荷的平行金属板间的电场中，除边缘附近外，就

7、是匀强电 场。知识点四：电场线要点诠释：1、电场线的意义及规定电场线是形象地描述电场而引入的假想曲线，规左电场线上每点的场强方向沿该点的切 线方向，也就是正电荷在该点受电场力的方向（负电荷受力方向相反）。曲线的疏密表示电 场的强弱。如图所示为某电场的一组电场线，不同点的场强的方向可以作该点的切线得到，场强的 大小可以根据不同的区域的电场线的疏密程度判断得到，电场线密的地方场强大。从图中可 以看出B点的电场强度大小大于C点的电场强度的大小。说明： 电场线是人们为了研究电场而假想的曲线，不是实际存在的线。 没有电场线通过的位置不一泄就没有电场存在。 电场线只能描述电场的方向及左性地描述电场的强弱，

8、并不是带电粒子在电场中的运 动轨迹。带电粒子的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力情况和初速度共同决左。电场中的电场 线确左以后是不变的，但是电荷任电场中运动时初速度不同，得到的运动轨迹可以有无数种。 只有当电场线是直线，而带电粒子又只受电场力作用时运动轨迹才有可能与电场线重合。2、电场线的特点 电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向. 电场线的疏密反映电场强度的大小（疏弱密强）. 静电场中电场线始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远，它不封闭，也不在无电 荷处中断。 任意两条电场线不会在无电荷处相交（包括相切）3、常见电场的电场线电场电场线图样简婆描述特点正点电荷发散状越靠近点电荷处，电场

9、线越密，电场强度E越大 以场源电荷为圆心一定长度为半径的圆周上的各/ 场强的大小相同.方向不同负点电荷jz会聚状等址同号电 荷相斥状电荷连线的中点处电场强度E=0电荷连线的中垂线上各点的电场强度与中垂线共线等罐异号电 荷相吸状电荷的连线上的电场的方向是由正电荷抬向负电荷 电荷连线的中垂线与该处的电场的方向处处垂直匀强电场平行的、等间 距的、同向的 直线电场强度处处相等4、电场线的疏密和场强的关系的常见情况按照电场线的画法的规泄，场强大的地方电场线密，场强小的地方电场线疏。在图中,EaEo但若只给一条直电场线，如图所示，A. B两点的场强大小无法由疏密程度来确泄.对此 情况可有多种推理判断： 若

10、是正点电荷电场中的一根电场线，则EaEB0 若是负点电荷电场中的一根电场线，则有Ea氐B.粒子带正电，axa5思路点拨：判断粒子电性，可以根据它受到的电场力与电场强度的方向，若方向相同， 则带正电荷：若相反，则带负电荷。解析：根据做曲线运动的物体受到与速度不在同一直线的外力作用，外力方向偏向轨迹 凹处，电场力如图F的大致指向，所以是粒子带负电；F在两处的加速度大小，则根据圧以 配，所以只需判断在A、B两处的电场强度大小即可。根据电场线疏密有EaVE，所以av%。答案：D类型三：电场强度的叠加* 3.如图所示，真空中，带电荷量分别为+Q和一Q的点电荷A、B相距则:（1）两点电荷连结的中点0的电场

11、强度多大？（2）在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为:r的（T点的电场强度如何？AB+ Q O -Q思路点拨：分别求岀+Q和一Q在某点的电场强度大小和方向，然后根据电场强度的叠加 原理，求出合场强。解析：（1）如图（1）所示，A、B两点电荷在0点产生的电场强度方向相同，由A-B。A HE+ QOEb_Q图A、B两点电荷在0点产生的电场强度：（川2）尸o所以0点的场强为：二孔二俘（2）如图（2）所示，厂，由矢量图所形成的等边三角形可知，0点的夕=初=0 =算合场强厂，方向与A、B的中垂线垂直，由A-B答案：肚A-B图方向由A-B （2）丿 方向与A、B的中垂线垂直，由总结升华：（1）因为电

12、场强度是矢量，所以求电场强度时应该既求出大小，也求出方向。（2）在等量异种电荷连线的垂直平分线上，中点的电场强度最大，两边呈对称分布，离 中点越远，电场强度越小，电场强度的方向都相同，平行于两电荷的连线由正电荷指向负电 荷的方向。理论证明：设等量异种电荷带电量分别为Q，相距为2r,分别在P点产生场强为E。I 盼、0%QQQco32 &有 E0=k2 =k ”2Q_可以得到：E=2EoCos0 =2kcos50Q则在中点，即当0=0时E=2E尸2k八在其它点上，电场方向都是垂直于0P宜线，且从0向上下两边逐渐减小。举一反三【变式】等量同种电荷连线中垂线上各点的电场强度有什么特点？解析：因为是等量

13、同种电荷，设带电量为Q,相距为2r,分别在P点产生场强为E。QQcos2 &有 E0=kEs。若是负点电荷电场中的一 根电场线，则有E,E”若是匀强电场中的一根电场线，则有Ea=ESo选项BC错误，D正 确。4. AC解析：由Fq图象可以知道图线a的斜率大于图线b的斜率，所以a点的电场强度一泄 大于b点的电场强度。再由点电荷的电场线分布可以知道，选项AC正确。5. B解析：点电荷产生的场强川o由于QAQ：,所以EfE=之点只能在Q：、Q：连线中间或Q：的右侧出现，而前者E存2E：,后者E沪0,所以B选项正确。6. & 水平向左（或垂直薄板向左）解析：由于a点的电场强度为零，则点电荷+q在a点的电场强度E：和带电薄板在a点产 生的电场强度氐大小相等，即E：=Ea，方向相反，由于a、b两点相对薄板对称，所以b点产生的电场强度和a点的电场强度匕等值反向。则兔一&_了 ,方向和点电荷q产生的电场强度E,方向相同。