好用13电场强度

13电场强度ＡＢ两电荷不直接接触，它们之间的相互作用是怎样产生的

+问题1猜一猜法拉第提出电荷周围存在电场，电场的基本性质是：它对放入的电荷产生力的作用，这种力叫电场力。磁体与磁体间的相互作用是通过发生的磁场问题1两电荷间的相互作用怎样产生的一电场：2、基本性质：对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫电场力。1、定义：存在于带电体周围的特殊物质。3、电荷间的相互作用力通过电场发生电荷A电场电荷B用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场？检验电荷（试探电荷）：用来检验电场的电量很小（不影响原电场）；体积很小（可以当作质点）的电荷。场源电荷：产生电场的电荷结论:F/q能反映电场中某点电场的力的性质——电场的强弱。2电场中不同的点，同一电荷所受力也不同，比值F/q一般是不同的。1电场中的同一点，不同电荷所受力不同，比值F/q是一定的。问题2二电场强度1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，叫做该点的电场强度，简称场强。5理解：场强反映电场力的性质，由电场本身决定，与放入的试探电荷无关。3单位：牛/库N/C伏/米V/m1伏/米=1牛/库4方向：规定与正电荷在该点的受力方向相同2定义式：练习：在电场中A处放点电荷q，其受电场力为F，方向向左，则A处场强大小，方向为；若将A处放点电荷为－2q，则该处电场强度大小为，方向为。向左向左三、真空中点电荷的场强＋－由库仑定律和场强的定义式推导1、大小2场强方向：正点电荷电场方向背离电荷负点电荷电场方向指向电荷魅力四射万箭穿心适用范围电荷的意义定义式，适用于一切电场仅对点电荷的电场适用q是检验电荷，E与q无关Q是场源电荷，E与Q成正比和的区别：1、电场强度是矢量，合成应遵循平行四边形法则E+E-E合四、电场强度的叠加P＋Q1

−Q2

如图，在真空中有两个点电荷Q1=+3.0×10-8C和Q2=-3.0×10-8C，它们相距0.1m。求电场中A点的场强。A点与两个点电荷的距离r相等，r=0.1m。

Q2AQ1=2E1cos60°r22kQ1cos60°=代入数值得：E=27×104N/C合场强E的大小为E=E1cos60°E2cos60°解：点电荷Q1和Q2的电场在A点的场强分别为E1和E2，巩固练习它们大小相等，方向如图中所示。合场强E在E1和E2的夹角的平分线上，此平分线跟Q1和Q2的连线平行。E1E2EQrPrQP2、一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同五、电场力正电荷的电场力方向与场强方向相同F＝qE负电荷的电场力方向与场强方向相反12345

3、电场强度和电场力的对比分析

电场强度E

电场力F

仅指电荷在电场中的受力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定义式：计算式：E的大小只决定于电场本身，与电荷q无关F的大小由放在电场中某点的电荷q和该点的场强E共同决定E是矢量，其方向与正电荷q在该点受到的电场力的方向相同F是矢量，其方向对于正电荷q,F与E同向；对于负电荷-q,F与E反向

E的单位：F的单位：E=F/qF=qE牛/库N/C牛N1电场1产生：带电体在其周围空间存在电场2性质：对处在场中的电荷有电场力的作用。2．电场强度：描述电场强弱和方向的物理量（1）定义:E=F/q（2）单位：N/CV/m（3）方向：与正电荷在该点受电场力方向相同（4）电场中某一点的场强与检验电荷无关。（5）真空中点电荷的场强公式:

3．场强的叠加：矢量求和小结E=kQr21、电场中有一点P，下列哪些说法正确的是（）A若放在P点的试探电荷的电量减半，则P点的场强减半。B若P点没有试探电荷，则P点的场强为零。CP点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大。DP点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向C课堂训练2、真空中有一电场，在电场中的P点放一电量为4×10-9C的试探电荷，它受到的电场力2×10-5N，则P点的场强度N/C；把试探电荷的电量减少为2×10-9C，则检验电荷所受的电场力为N。如果把这个试探电荷取走，则P点的电场强度为N/C。5×1031×10-55×103课堂训练3、关于电场强度，下列说法正确的是（）A．E=F/q，若q减半，则该处的场强变为原来的2倍B．E=Q/r2中，E与Q成正比，而与r平方成反比C．在以一个点电荷为球心，r为半径的球面上，各点的场强均相同D．电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向课堂训练B4、在真空中有两个点电荷q1和q2，分别位于A和B，相距20cm，q1为4×10-8C，q2为－8×10-8C。则在AB连线上A点的外侧离A点20cm处的D点场强大小、方向如何45×103N/C，方向由B指向A。课堂训练5．如图所示，用两根同样长的细绳把两个带同种电荷的小球悬挂在一点上，两球的质量相等，A球所带的电量大于B球所带的电量，两球静止，悬线的偏角分别为α、β，则（）A．α>β;B．α=β;C．α<β;D．无法确定Bαβ注意：两电荷之间的静电力为相互作用力：等值反向AB

4、思考题：

场是物理学中的重要概念，除了电场和磁场，还有引力场。物体之间的万有引力就是通过引力场发生作用的，地球附近的引力场叫做重力场。仿照电场强度的定义，你认为应该怎样定义重力场的大小和方向？重力场的方向跟正电荷的电场相似，还是跟负电荷的电场相似？

在重力场中的某一点，重力F和物体质量m之比是一定的，在不同的位置F/m是不同的，因此可以用F/m表示重力场的强弱

g=F/m=GM地/R2

重力场方向总是指向地心，所以重力场方向跟负电荷的电场相似。书14页说一说静电平衡电场线一、电场线电场线是用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇曲线。电场线上每一点的切线方向，都和该点的场强方向一致。二、电场线的特征1、电场线密的地方场强大，电场线疏的地方场强小2、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于）无穷远处点3、电场线不会相交，也不会相切4、电场线是假想的，实际电场中并不存在5、电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系点电荷的电场线2、常见带电体电场线的分布-等量异种点电荷的电场线等量同种点电荷的电场线点电荷与带电平板的电场线带等量异种电荷的平行板之间电场线电场线电场线特点：a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大b、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。三、几种常见电场中电场线的分布及特点1、正、负点电荷的电场中电场线的分布特点：a、沿点电荷的连线，场强先变小后变大b、两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且总与中垂面（中垂线）垂直2、等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布c、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点0等距离各点场强相等。3、等量同种点电荷形成的电场中电场线分布情况特点：a、两点电荷连线中点O处场强为0b、两点电荷连线中点0附近的电场线非常稀疏，但场强并不为0c、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏4、匀强电场特点：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例1：如图，是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是：（）A、这个电场只能是负电荷的电场B、点电荷q在A、B两处受到的电场力FB>FAC、点电荷q在A、B两处的加速度大小，aA>aB（不计重力）D、负电荷在B点处受到的电场力方向沿B点切线方向ABB例2：如图为一条电场线，下列说法正确的是：（）A、EA一定大于EBB、因电场线是直线，所以是匀强电场，故EA=EBC、A点电场方向一定由A指向BD、AB两点的场强方向不能确定ABC如图所示，为一条水平向右的电场线，由此能确定a、b、c三点的场强方向吗？能否判断三点的场强的大小？为什么？abc····

dd点是否有场强？场强大小与a、b、c三点场强大小的关系如何？练习例3：正检验电荷q在电场中P点处开始向Q点作减速运动，且运动的加速度值越来越小（重力不计），则可以确定它所处的电场可能是：（）ABCDPQPQPQPQCabABa例4：如图a所示，A、B是一个点电荷产生的电场的电场线，如图b则是方向在电场线上，a、b两处的检验电荷的电荷量大小与所受电场力大小之间的函数图线，则：（）A、点电荷是正电荷，位置在B侧B、点电荷是正电荷，位置在A侧C、点电荷是负电荷，位置在A侧D、点电荷是负电荷，位置在B侧qFbB是非题A若将放在电场中某点的电荷q改为－q，则该点的电场强度大小不变，方向与原来相反。（B）若取走放在电场中某点的电荷，则该点的电场强度变为零。（C）沿电场线方向，场强一定越来越小。（D）若电荷q在A处受到的电场力比B点时大，则A点电场强度比B点的大。（E）电场中某点电场线的方向，就是放在该点的电荷所受电场力的方向。（F）已知A、B为某一电场线（直线）上的两点由此可知，A、B两点的电场强度方向相同，但EA和EB的大小无法比较。例电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹，这个说法正确吗？答：这个说法是错误的。电场线不是电荷的运动轨迹，因为运动轨迹的切线方向是速度的方向，而电场线的切线方向是正电荷的受力方向和加速度方向（负电荷则相反）。要使两条曲线能重合，要满足一些特殊条件，例如：①电场线是直线；②电荷初速度为零或初速度方向与电场线在同一直线上；③电荷只受电场力作用。练习如图，在轴上的=-1和=1两点分别固定电荷量为-4Q和9Q的点电荷。求：轴上合场强为零的点的坐标。并求在=-3点处的合场强方向。1-1-3-5-4Q+9Q

答案：x=-5，向右方法指导一、关于场强的计算例1如图3－1甲所示，A为带正电Q的金属板，沿金属板的垂直平分线，在距板r处放一质量为m、带电荷量为q的小球，小球受水平向右的电场力偏转θ角而静止．小球用绝缘细线悬挂于O点，试求小球所在处的电场强度．图3－1甲图3－1乙变式训练1如图3－2所示，中子内有一个电荷量为＋e的上夸克和两个电荷量为－e的下夸克，3个夸克都分布在半径为r的同一圆周上，且间距相等，则3个夸克在其圆心处产生的电场强度大小为图3－2

答案A二、电场力的计算例2如图3－3甲所示，把一个电荷量q＝－1×10－6C的点电荷，依次放在带正电的点电荷Q周围的A、B两处，它受到的电场力大小依次是FA＝5×10－3N，FB＝3×10－3N图3－3甲1分别画出电荷q在A、B两处的受力方向．2求出A、B两处的电场强度．3如在A、B两处依次放上另一电荷量q′＝1×10－5C的电荷，其受到的电场力分别为多大？解析1电荷q在A、B两处的受力方向分别沿着它们与点电荷Q的连线并指向点电荷Q，如图3－3乙中FA、FB所示．图3－3乙3当在A、B两点放上电荷q′时，其受到的电场力分别为：FA′＝q′·EA＝5×103×10－5N＝5×10－2NFB′＝q′·EB＝3×103×10－5N＝3×10－2N其方向与场强方向相同．答案1如图3－3乙中FA、FB所示2EA＝5×103N/C、EB＝3×103N/C，方向分别如图3－3乙中EA、EB所示3FA′＝5×10－2N、FB′＝3×10－2N点评通过本题可进一步认识电场强度与电场力的不同．场强是由电场本身决定的，与场中所放置的电荷无关．知道了电场中某一处的场强后，则可求出任何电荷在该处所受的电场力．变式训练2在点电荷Q产生的电场中的，则Q的电荷量为多少？已知静电力常量＝90×109N·m2/C2答案13×104N/C方向水平向右212×10－3N方向水平向右3×104N/C方向水平向右312×10－3N方向水平向左3×104N/C方向水平向右43×104N/C方向水平向右53×10－7C三、关于电场线的问题例3如图3－4所示，A、B是某点电荷电场中的一条电场线．在电场线上P处自由释放一个负检验电荷时，它沿直线向B点运动．对此现象，下列判断正确的是不计电荷重力图3-4A．电荷向B做匀速运动B．电荷向B做加速度越来越小的运动C．电荷向B做加速度越来越大的运动D．电荷向B做加速运动，加速度的变化情况不能确定解析由于负电荷从P点静止释放，它沿直线运动到B点，说明负电荷受力方向自P指向B，则场强方向自A指向B，由于正电荷、负电荷、异种电荷，平行且带异种电荷的金属板等都能产生一段直线电场线，所以只能确定负电荷的受力方向向左自P指向A，不能确定受力变化情况，也就不能确定加速度情况，故选项D正确．答案D点评根据负电荷受力方向与场强方向相反和几种典型电场线的特点．变式训练3带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动：①在电场线上运动；②在等势面上做匀速圆周运动．该电场可能由A．一个带正电的点电荷形成B．一个带负电的点电荷形成C．两个分立的带等量负电的点电荷形成D．一带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成解析在仅受电场力作用下完成在电场线上的运动，只要电场线是直线的就可能实现；在等势面上做匀速圆周运动，就需要带负电的粒子在电场中所受的电场力提供向心力，根据题目中给出的4个电场，同时符合两个条件的是选项A答案A点评熟悉几种模型的电场线是解答本题的关键，本题从电场线的概念出发，通过力和运动考查考生的理解问题和分析问题的能力．库仑定律与力学的综合应用有两个带电小球，电荷量分别为＋Q和-9Q,在真空中分别放在A、B两点，相距L=,若引进第三个带电小球，正好要使三个小球都处于平衡状态三个带电小球可看做点电荷，如图7-1-1所示则：图7-1-11第三个小球应放在什么位置？2第三个小球带电性质如何？带电量多少？因为A带电量为Q，B带电量为-9Q,要使三个小球都处于平衡状态，则第三个小球可能带负电，放在A的左边；可能带正电，,放在A的左边处，由库仑定律和力的平衡条件知①②由①②得：==舍去q=-Q设第三个小球带正电为q′,放在B的右边′处，由库仑定律和力的平衡条件知③④由③④得⑤因为′,L均为正值，所以⑤式不成立综上可得：1处，2第三个小球带负电，带电量为q=-Q类似这种三个点电荷的平衡问题，可归纳成口诀：“电性：同夹异；电量：大夹小；间距：远大近小”即：在库仑力作用下能平衡时，三个电荷中两侧的电荷具有同种电性，中间的电荷电性与两侧的相反；中间的电荷电量比两侧的要小且离电荷量大的远，离电荷量小的要近要求解三个电荷电量和位置的定量关系，可根据任一电荷受另两个电荷的库仑力作用的平衡条件来列方程求解两个大小相同的小球带有同种电荷，质量分别为m1和m2，带电量分别是q1和q2，用细绝缘线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，分别与铅垂线方向成角α1和α2，且两球同处一水平线上如图7-1-2所示，若α1＝α2，则下述结论正确的是21＝q2/m221＝q2，m1＝m2图7-1-2理解库仑定律，作好受力分析图，而后利用平衡条件求解．电场的力学性质如图7-1-3甲所示，AB是电场中的一条直电场线，在只有电场力的作用下一带负电粒子沿直线从A运动到B点的速度—时间图象如图乙所示，图7-1-3则关于A、B两点的电场强度EA和EB的下列说法正确的是<EA，电场方向从A指向B<EB，电场方向从B指向A=EB，电场方向从A指向BD无法确定由速度—时间图象可以看出，图线上各点切线斜率随时间逐渐增大，说明粒子从A到B的运动加速度逐渐增大，根据牛顿第二定律知粒子在B点受到的电场力较大，加速，根据动力学知识知粒子受到的电场力方向与速度方向相同，即由A指向B；负电荷受到的电场力方向与场强方向相反，正确虽