18学年高中物理第一章静电场第3节电场强度教学案3_1

第3节电场强度

一、电场┄┄┄┄┄┄┄┄①

1．概念：电荷周围存在的一种特殊的物质，由电荷产生。场和实物是物质存在的两种不同形式。

2．基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。电荷之间通过电场相互作用。

3．静电场：静止电荷产生的电场。

[说明] 关于电场的三点说明

(1)特殊物质性：电场是一种特殊的物质，虽然电场看不

见摸不着，但它与实物一样客观存在着，也具有动量、能量等重要属性。

(2)客观存在性：电荷的周围一定存在电场，静止电荷的周围存在着静电场。

(3)“桥梁纽带”作用：电场是电荷间相互作用的桥梁，故电荷间不直接接触就能发生相互作用。

①[判一判]

1．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在电场(√)

2．电场是一种物质，与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西(√) 3．电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的其他电荷有力的作用(√)

二、电场强度┄┄┄┄┄┄┄┄②

1．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电荷，是研究电场的工具。

2．场源电荷(源电荷)：激发或产生我们正在研究的电场的电荷。

3．电场强度

(1)概念：放入电场中某点的点电荷所受静电力F与它的电荷量q的比值，简称场强。

(2)物理意义：表示电场的强弱和方向。

(3)定义式及单位：E＝F/q，单位牛/库仑，符号N/C。

(4)矢量性：电场强度的方向与正电荷在该点所受静电力的方向相同。

[说明] 关于电场强度的三点说明

(1)电场强度反映了电场的力的性质。

(2)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。

(3)矢量性：电场强度描述了电场的强弱，是矢量，其运算遵循平行四边形定则。 ②[选一选]

电场中有一点P ，下列哪种说法是正确的( )

A ．若放在P 点试探电荷的电荷量减半，则P 点场强减半

B ．若P 点没有试探电荷，则P 点场强为零

C ．P 点场强越大，则同一电荷在P 点所受静电力越大

D ．P 点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向

解析：选C 电场中某点的电场强度与试探电荷无关，故A 、B 错误；由电场强度的定义可知C 对；电场强度方向与正试探电荷受力方向相同，故D 错。

三、点电荷的电场 电场强度的叠加┄┄┄┄┄┄┄┄③

2．电场强度的叠加：如果场源电荷不只是一个点电荷，则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。

3．均匀带电球体外部的电场强度：与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场强度相同，E ＝k Q r

2，r 是球心到该点的距离(r >R )，Q 为整个球体所带的电荷量。

[注意] E ＝F q 与E ＝k Q r

2两个公式的比较

③[选一选]

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∶3

C ．9∶1

D ．1∶9

解析：选C 由点电荷场强公式有：E ＝k Q r

2∝r －2

，故有E A E B ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫r B r A 2＝⎝ ⎛⎭

⎪⎫3r r 2＝9∶1，C 项正

确。

四、电场线 匀强电场┄┄┄┄┄┄┄┄④

1．电场线：为了形象描述电场而假想的一条条有方向的曲线。曲线上每点的切线的方向表示该点的电场强度的方向。

2．电场线的特点

(1)电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷。 (2)电场线在电场中不相交。

(3)电场强度较大的地方，电场线较密；电场强度较小的地方，电场线较疏。

(4)电场线上任一点顺着电场线的切线方向，就表示该点电场强度的方向。

(5)电场线不是实际存在的曲线，是为了形象描述电场而假想的。

3．匀强电场

(1)定义：各点电场强度的大小相等、方向相同的电场。

(2)匀强电场的电场线：间隔相等的平行直线。

④[选一选]

[多选]

如图是某电场区域的电场线分布，A、B、C是电场中的三个点，下列说

法正确的是( )

A．A点的电场强度最小

B．B点的电场强度最小

C．把一个正点电荷依次放在这三点时，其中放在B点时它受到的静电

力最大

D．把一个负点电荷放在A点时，它所受的静电力方向和A点的电场强度方向一致

解析：选AC 电场线密的地方电场强度大，电场线稀疏的地方电场强度小，A正确，B 错误；由F＝qE知，C正确；电场强度的方向与负电荷受力方向相反，D错误。

电场强度和静电力的区别和联系

[典型例题]

例1.[多选]图甲中AB是一个点电荷形成电场的一条电场线，图乙则是电场线上P、Q

处的试探电荷所受电场力的大小与其电荷量间的函数关系图象，下列说法可能的是( )

A ．场源电荷在P 点左侧

B ．场源电荷在P 、Q 之间

C ．场源电荷在Q 点右侧

D ．因不知场源电荷的电性，所以无法确定场强方向

[解析] 由F ＝Eq 和图乙可知，E P >E Q ，故场源电荷离P 点较近，因为图甲中AB 是一个点电荷形成电场的一条电场线，如果场源电荷在P 、Q 之间，那AB 就是两条电场线了，所以场源电荷在P 点左侧，A 正确，B 、C 错误；如果场源电荷为正电荷，则场强方向由P 指向Q ；如果场源电荷为负电荷，则场强方向由Q 指向P 。由于不知道点电荷的电性，故无法确定场强方向，D 正确。

[答案] AD

[点评] 场强公式的应用技巧

在解答和计算与场强有关的问题时应注意区分电场强度定义式E ＝F q 及决定式E ＝k Q r

2，二者不能混淆。

(1)若检验电荷的电量和所受库仑力已知，则用场强的定义式计算。

(2)若场源电荷的电量和检验电荷到场源的距离已知，则用场强的决定式计算。

[即时巩固]

1．下列关于电场强度的说法正确的是( )

A ．公式E ＝F q

只适用于真空中点电荷产生的电场

B ．由公式E ＝F q

可知，电场中某点的电场强度E 与试探电荷在电场中该点所受的电场力成正比

C ．在公式F ＝k

Q 1Q 2r 2中，k Q 2r 2是点电荷Q 2产生的电场在点电荷Q 1处的场强大小；而k Q 1

r

2是点电荷Q 1产生的电场在点电荷Q 2处的场强的大小

D ．由公式

E ＝kQ r

可知，在离点电荷非常近的地方(r →0)，电场强度E 可达无穷大 解析：选C 电场强度的定义式E ＝F q

适用于任何电场，A 错误；电场中某点的电场强度，由电场本身决定，与电场中该点是否有试探电荷或引入的试探电荷在该点所受的电场力无关，B 错误；由F ＝k Qq r 2和E ＝F q 可知，C 正确；公式E ＝k Q r

2是点电荷产生的电场中某点场强的计算式，当r →0时，场源就不能视为点电荷了，该公式不再适用，D 错误。

电场强度叠加时应注意的问题