电场强度（1）课件高二上学期物理人教版

人教版物理必修三第九章

静电场及其应用第三节

电场强度(1)讨论交流：电荷之间的相互作用力是如何发生的？任何力的作用都离不开物质19世纪30年代,法拉第提出:在电荷的周围存在着由它产生的电场,处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。电场是一种特殊的物质--场物质。F1AF2B媒介物电场电荷电荷电场AB一.电场：（1）电荷的周围存在着由它产生的特殊物质，这种特殊物质就是电场．（2）电场的最基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。（3）电荷之间的相互作用是通过电场发生的。Q说明：场的概念的建立，是人类对客观世界认识的一个重要进展。现在，人们已经认识到，实物和场是物质存在的两种不同形式，虽然我们看不见电场和磁场，但它们是客观存在的物质。静止电荷产生的电场叫静电场。静止的电荷只产生电场．运动的电荷除产生电场外还会产生磁场，叫电磁场．电场和磁场是相互联系的．多个电荷的电场可以同时并存于同一个空间．因为库仑力是通过电场产生的，所以库仑力也叫电场力．放入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用，且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样．电场能使引入其中的导体产生静电感应现象．当带电体在电场中移动时，电场力将对带电体做功，这表示电场具有能量．讨论交流：怎样研究电场？研究方法：基本性质（着手）电荷受力（试探电荷）认识电场研究电场，必须在电场中放入电荷（试探电荷）。试探电荷（检验电荷）：用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的带电小球试探电荷的电荷量和尺寸必须充分小，对金属球A上的电荷分布不产生明显的影响，从而原来的电场不因试探电荷的出现有明显的变化。激发电场的电荷（不一定是点电荷）称场源电荷。看不见摸不着的东西，能够研究、认识、利用它，这才是科学的力量+B+A试探电荷场源电荷二、电场强度电荷q在电场中的不同点受到的电场力的大小一般是不同的。+++AFBFAB由库仑定律知，FA>FB

，说明A点电场比B点强。能否用静电力的大小来客观地表示电场的强弱？不同的电荷q在电场的同一点所受的电场力F是不同的。实验表明，在电场中的同一点，比值F/q是恒定的。在物理学中，用比值F/q来描述电场的强弱，叫做电场强度。在场电荷Q形成的电场中A点，分别放一检验电荷+q,+2q,+3q，分别计算检验电荷所受的电场力大小和F/q的比值。

QqA+Fr1.定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做这点的电场强度，简称场强。3.物理意义：描述空间某点电场强弱和方向的物理量4.电场强度是矢量：物理学中规定，电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同。

Qq+E

QqE-5.唯一性：场强反映电场的力的性质，由电场源电荷本身决定，与放入的试探电荷无关，与放不放试探电荷无关。由电场的强弱及空间位置决定．电场中某一点处的电场强度E唯一的。2.定义式：（适用于一切电场）单位：牛每库；N/C.大小：E＝F/q＝kQ/r2(式中Q表示场源电荷，q表示试探电荷)．6．点电荷的场强公式由公式可知点电荷电场中某点场强E的大小仅由场源电荷电量Q与该点位置和场源电荷间距离r决定．均匀带电球体或球壳在球的外部产生的电场与一个位于球心、电荷量相等的点电荷产生的电场相同，即在计算电场强度(球的外部)或电场力时，均匀带电球体或球壳可看成电量集中于球心的点电荷．方向：如果场源电荷是正电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q；如果场源电荷是负电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q(P点为电场中任意一点)．+—场源电荷为正时，无论试探电荷是正还是负，电场方向均背离场源电荷(Q)方向．场源电荷为负时，无论试探电荷是正还是负，电场方向均指向场源电荷(Q)方向．方向：当Q是正电荷时背离场源电荷，Q为负电荷时指向场源电荷．E＝kQ/r2

只适于真空中点电荷的电场7．两个场强公式的比较场强公式公式类别定义式决定式适用范围任何电场点电荷电场相关因素由场源电荷决定．与F、q无关由场源电荷Q和距离r决定．与试探电荷无关

场强叠加规律：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．8.电场强度的叠加与电场的独立性比较大的带电体的电场，可把带电体分成若干小块，每小块看成点电荷，用点电荷电场叠加的方法计算．1．电场线的一般规律(1)电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇曲线.起于无穷远或正电荷、终于无穷远或负电荷；不是真实存在的．(3)电场线不会相交，因为交点处有两条切线，而电场中某点电场强度方向只能有一个．三、电场线(2)曲线上每一点的切线方向表示该点电场强度方向，电场线的疏密表示电场强度的大小．有电场线的地方一定有电场，没有电场线的地方不一定没有电场．(4)只有在同一幅图中才能用电场线的疏密来比较电场的强弱.②正(负)点电荷形成的电场中，不存在场强大小和方向都相同的点．2．常见电场线特点(1)真空中孤立点电荷电场线分布规律：①离点电荷越近电场线越密集，场强越强，正点电荷场强方向沿径向向外，负电荷沿径向向里．③以电荷为球心的球面上所有点场强大小相等，方向不同．

(2)等量异种电荷电场线分布规律：③存在场强大小和方向都相等的点，这些点只分布在两电荷连线或连线的中垂线上．这些点关于两电荷连线或连线中垂线对称．②沿两电荷连线的中垂线，场强由中心点向两侧变稀疏，场强变小．①沿两电荷连线，电场线由正电荷向负电荷先变疏后变密，场强先减小后增大，场强大小关于中心点对称．①沿两电荷连线从一点电荷向另一个电荷电场线先变疏后变密，电场先减小到零后反向增大．方向指向中心点(负电荷由中心点指向点电荷)．③电场中存在场强大小与方向都相等的点，这些点只分布在两电荷连线或连线中垂线上，(请思考在哪些位置？)这些点不关于两电荷连线或中垂线对称．(3)等量同种正(负)点电荷电场线分布规律：②在两电荷连线中垂线上，由中心向两侧场强先变大后变小，场强方向由中心沿中垂线指向无穷远处(负电荷由无穷远指向中心点)．(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.(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．等量异种等量同种3.匀强电场匀强电场：是指场强大小和方向处处相同的电场特点：a、匀强电场是大小和方向都相同的电场，故匀强电场的电场线是平行等距的直线.b、电场线的疏密反映场强大小，电场方向与电场线平行.4.点电荷与带电平板所形成的电场练习1.在电场中某点，当放入正电荷时受到的静电力向右，当放入负电荷时受到的静电力向左．下列判断正确的是(

)A．该点的电场强度方向与静电力的方向一致B．当放入正电荷时，该点的电场强度方向向右；当放入负电荷时，该点的电场强度方向向左C．该点的电场强度方向一定向左D．该点的电场强度方向一定向右解析：电场强度和静电力都是矢量，但两者方向并不始终相同，正电荷所受静电力的方向与电场强度的方向相同，负电荷所受静电力的方向与电场强度的方向相反．故正确选项为D.D练习2.在真空中O点放一个点电荷Q＝＋1.0×10－9C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30cm，M点放一个点电荷q＝－1.0×10－10C，如图所示．求：(1)q在M点受到的作用力．(2)M点的电场强度．(3)拿走q后M点的电场强度．(4)M、N两点的电场强度哪点大？

答案：(1)大小为1.0×10－8N，方向沿MO指向Q(2)大小为100N/C，方向沿OM连线背离Q(3)大小为100N/C，方向沿OM连线背离Q(4)M点电场强度大解析：(1)电场是一种物质，电荷q在电场中M点所受的作用力是电荷Q通过它的电场对q的作用力，根据库仑定律，得FM＝kQq/r2＝1.0×10－8N.因为Q为正电荷，q为负电荷，库仑力是吸引力，所以力的方向沿MO指向Q.(2)M点的电场强度EM＝FM/q＝100N/C，其方向沿OM连线背离Q，因为它的方向跟正电荷受电场力的方向相同．(3)在M点拿走试探电荷q，有的同学说M点的电场强度EM＝0，这是错误的．其原因在于不懂得电场强度是反映电场的力的性质的物理量，它是由形成电场的电荷Q及场中位置决定的，与试探电荷q是否存在无关．故M点的电场强度仍为100N/C，方向沿OM连线背离Q.(4)M点电场强度大．练习3．真空中，A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r，则A、B两点的电场强度大小之比为(

)A．3:1

B．1:3C．9:1D．1:9解析：由点电荷场强公式有：E＝kQ/r2∝r－2，故有EA/EB＝(rB/rA)2＝(3r/r)2＝9:1，C项正确．C练习4．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.求：(1)两点电荷连线的中点O的场强的大小和方向；(2)在两电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O′点的场强大小和方向．

解析：(1)如图甲所示，A、B两点电荷在O点产生的场强方向相同，由、B两点电荷分别在O点产生的电场强度为EA＝EB＝kQ/(r/2)2＝4kQ/r2