电场与电场强度 高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

不负青春奋力前行第3节

电场与电场强度学习目标1.理解电场是一种物质。2.理解电场强度的概念及其定义式，并会进行有关的计算。3.熟记几种常见电场的电场线分布。4.掌握用物理量之比定义新物理量的方法。生活中常见有两种力：▲一种是没有接触，施力物体与受力物体可以存在一定的距离，如：重力、静电力相隔一定距离的物体之间是怎样产生作用的呢？引入新课▲一种是通过直接接触产生，如：弹力、摩擦力万有引力库仑定律麦克斯韦法拉第赫兹16871785186518311887超距作用说不需要物质作为媒介，能从一个物体立即作用到相隔一定距离的另一个物体，这是超距作用的观点首次提出“场”的观点通过实验证实了电磁波的存在以太说另一种观点认为，力是通过空间中的一种弹性媒介—“以太”传递的。用数学描述了电磁场理论，并预言了电磁波的存在

物质的存在形式实物(由分子、原子组成，如水、铁块等)场(如电磁场、引力场等，是客观存在的另一种物质形态)

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。电场电场电场电场FB法拉第Faraday（1791－1867）＋电荷A电荷B—我们一起来想象这个“电场”：电场就好像“花香”镜湖八百里何长，中有荷花分外香——徐渭《荷明》电场就好像“声音”闻砧声捣，蛩声细，漏声长——李清照《行香子·天与秋光》一.电场及电场力

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：电荷周围存在的特殊物质。

3、电荷间的相互作用力通过电场发生电荷A电荷B电场静止电荷产生的电场，叫作静电场电场对电荷有力的作用，怎样描述这种作用呢？＋qFA＋qFB场源电荷：产生电场的电荷

试探电荷（或称为检验电荷）＋Q试探电荷（检验电荷）两个基本概念场源电荷（源电荷）尺寸充分小电量充分小+Ｏ产生电场的电荷场源电荷试探电荷(检验电荷)电场中同一试探电荷在电场中不同位置受力不同电场有强弱吗？实验结论：电场的强弱与

有关位置qqqABCP1P2P3电场中电场的强弱能用试探电荷受到的电场力来表示吗？不同试探电荷在电场中同一位置受力不同！实验结论：不同试探电荷受到的电场力还与试探电荷的

有关电量q1(q2)A二.电场强度3.单位：N/C1、定义：放入电场中某点的试探电荷所受的电场力F与它的电荷量q的比值2、定义式：E与F成正比，与q成反比？比值法定义试探电荷电荷量4.物理意义：反映电场强弱的物理量，某点的电场强度数值上等于单位正电荷在那里所受的电场力。5、注：电场强度仅有电场本身决定，与是否存在试探电荷及其正负均无关。场强相同的条件：大小相等，方向相同。6.电场强度的方向——矢量性+Q+qFE+Q-qFE按照规定：负电荷在电场中某点受到的电场力的方向跟该点的电场强度方向相反。

物理学中规定，电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同．例1.N是电场中的一点,某时刻在N点放入电量为-q的试探电荷,测得该点的电场强度为E;若在该点放入电量为+2q的试探电荷,此时测得该点的场强为()A.大小为2E,方向与E相反 B.大小为E,方向与E相同C.大小为2E,方向与E相同 D.大小为E,方向与E相反【解析】选B。电场强度是描述电场本身性质的物理量,与试探电荷的电荷量、电性无关。E=是电场强度的定义式,E的大小、方向与F、q无关;比值只是在客观上反映空间某点场强的强弱,而空间某点场强的有无、强弱、方向与是否放入试探电荷、放入什么样的试探电荷无关,所以选B。例2.在电场中的M点放入一电荷量为1.2×10-9C的正电荷,它受到的电场力为6×10-6N,方向向南。则:(1)求M点的场强的大小和方向。(2)如果在M点放置另一电荷量为1.5×10-6C的负点电荷。求它受到的电场力的大小和方向;此时M点的电场强度大小和方向如何变化?【解析】(1)根据定义式知M点的场强E==N/C=5.0×103N/C,方向与该正电荷受力的方向相同,向南。(2)在M点放置另一个电荷量为1.5×10-6C的负电荷,由于M点的场强与试探电荷无关,故其场强的大小和方向不变,电荷所受电场力的大小为F′=Eq′=5×103×1.5×10-6N=7.5×10-3N方向向北例3.(多选)如图所示,图甲中AB是一个点电荷电场中的过点电荷的一条直线,图乙是放在直线上a、b处的检验电荷的电荷量与所受电场力数值间的函数图象,由此可以判定 ()A.场源可能是正电荷,位置必在A侧B.场源可能是正电荷,位置必在B侧C.场源可能是负电荷,位置必在A侧D.场源可能是负电荷,位置必在B侧【解析】选A、C。因为点电荷没有说明其正负,所以存在两种情况,图象中图线的斜率是该点的场强的大小,则有Ea>Eb,所以点电荷一定放在A侧,则A、C正确,B、D错误。思考:电场看不见,摸不着,怎样才能形象的描述电场呢?定义：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。三.电场线

除了用数学公式描述电场外，形象地了解和描述电场中各点电场强度的大小和方向也很重要。法拉第采用了一个简洁的方法来描述电场，那就是画电场线（electricfieldline）。特点：1.电场线是假想的，实际并不存在，只是为了形象直观的描述电场而人为引入的。2.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。4.电场线的疏密表示电场的强弱。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。6.电场线上某点的切线方向与该点的场强方向相同。特点：（1）离点电荷越近，电场线越密，场强越大。（2）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。1.正、负点电荷的电场中电场线的分布几种常见电场中的电场线分布及特点等量异种点电荷周围空间电场分布3.等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况特点：（1）两点电荷连线中点O处场强最小为0。（2）两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为0。（3）在中垂面（中垂线）上，从中点O到无限远时，场强线先变大后变小。（4在中垂面（中垂线）上，关于0对称的两点场强大小相等，方向相反。等量两正点电荷周围空间电场分布3.等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况特点：（1）两点电荷连线中点O处场强最小为0。（2）两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为0。（3）在中垂面（中垂线）上，从中点O到无限远时，场强线先变大后变小。（4在中垂面（中垂线）上，关于0对称的两点场强大小相等，方向相反。

1.判断对错2.正电荷q在电场力作用下从静止开始由p向Q做加速运动，而且加速度越来越大，那么可以断定，它所在的电场是下图中的哪一个？（）D解析：加速度越来越大，则受力越来越大，说明电场线越来越密集。3.如图所示是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线,虚线是一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。若带电粒子在运动中只受电场力的作用,根据此图得出下列判断正确的是 ()A.带电粒子电性与场源电荷的电性相同B.在a、b两点加速度aa>abC.由于带电粒子带电性未知,无法判断在a、b两点受力的方向D.在a、b两点的速度va<vb

4.两点电荷形成电场的电场线分布如图所示,A、B是电场线上的两点,则下列判断正确的是 ()A.A、B两点的电场强度大小不等,方向相同