物理选修3-1粤教版1.3 电场强度

答案
D
例12. 如图所示，两个点电荷+q与+9q静止于真 空中，相距为r.求： （1）二者连线中点A的场强？ （2）求场强为0的点的位置？
A
q r 9q
答案：（1）EA=32kq2/r2 ，方向指向+q; （2）该点在两电荷的连线上，且与q距离r/4
小结
基本知识点
电场
电场强度
客观存在、特殊物质
E=F/q
寻找描述电场性质的物理量 1、能否直接用试探电荷所受的静电力表示电场 的性质？为什么？ 不能，因为在同一位置P放入不同电量的试探 电荷，其所受的电场力F不同！这样就不能反 映电场的内在性质。 2、该物理量能否与试探电荷有关？为什么？
不能，因为试探电荷的作用仅仅是检测空间 是否存在电场，也不能反映电场的内在性质。
【答案】C
例7.关于电场力和电场强度，以下说法正 确的是: A.一点电荷分别处于电场中的A、B两点，电 荷受到的电场力大则该处场强大 B.在电场某点如果没有检验电荷，则电场力 为零，电场强度也为零 C.电场中某点场强为零，则检验电荷在该点 受到的电场力为零 D.一检验电荷在以一个点电荷为球心，半径 为r的球面上各点所受电场力相同
Q A
q
B 答案：（1） EB=4.5×105N/C （2） F=9N （3）18N，EB=4.5×105N/C （4）EB=4.5×105N/C
r
电场强度的叠加
如果场源是多个点电荷， 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。
E1
P
平行四边形法则定则
＋ Q1
−Q2
例10. 如图所示，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点的场强大小？A点与两个 点电荷的距离r相等，r＝0.1m。
2、等量异种点电荷形成的电场中的电 场线分布
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 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0 b、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 c、两点电荷连线的中点到无限远电场线先 变密后变疏
F E q
F qE
例1. 根据场强的定义式E＝F／q可以知道( ) A、电场中某点的场强跟放入该点的电荷所受的 电场力成正比，跟放入该点的电荷的电荷量 成反比 B、电场中的某一点，如果不放入检验电荷，则 该点的场强为零 C、电场中的某一点，如果不放入检验电荷，则 该点的场强为无穷大 D、电场中的某一点，不管放不放入检验电荷， 也不管检验电荷的电荷量是多少，该点的场 强都是一定的
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：（ ）B 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>FA C、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
近代物理学证实并发展了法拉第的观点
实物
物质的 存在形式
(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)
用场的观点来说明电荷A和B间的相互作用 电荷A和B间是通过电场实现相互作用的
F
A B
F
一、电场（electric field）：
1.电荷周围存在着一种特殊的物质 ———电场。 2.电荷间的相互作用是通过电场这 种物质作为媒介而发生的。 3.电场的基本性质：电场对放入其 中的电荷有力的作用————电 场力 。
特例
E=kQ/r2
电场的叠加
矢量运算
比值定义法： E=F/q 基本思想方法
作 业
试探电荷（理想模型）
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
P Q P Q P Q P Q
A
B
C
D
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：（ B ） 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
解：E=F/q
=3.0×10-4N/(5.0×10-9C)
=6.0×104N/C
场强方向：水平向右
如果改用电荷量为q=+6.0×10-9C的试探电荷， 来确定该点的场强，场强会不会改变？
例5.在一带负电的导体A附近有一点B,如在B处放 置一个q1= - 2.0×10-8C的电荷，测得其受到的电 场力大小为F1=4.0×10-6N、方向水平向右，则B 点的场强？如果换用一个q2= 4.0×10-7C的电荷放 在B点，其受力多大？此时B处场强多大？ 解: EB=F1/q1=4.0×10-6N/(2.0×10-8C) =2.0×102(N/C) 场强的方向：水平向左
B A
例2：如图为一条电场线，下列说法正确的是： （ C ） A、EA一定大于EB B、因电场线是直线，所以是匀强电场，故 EA=EB C、A点电场方向一定由A指向B D、AB两点的场强方向不能确定
A B
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： （ C ）
例3.电场中有一点P，下列说法正确的是(
A.若放在P点的点电荷的电量减半，则P点的 场强也减半 B.若P点没有检验电荷，则P点场强为零
)
C.P点的场强越大，则同一电荷在P点所受电 场力越大
D.P点的场强方向为检验电荷在该点受力方向
答案 C
例4.设：试探电荷的电荷量q=+5.0×10-9C， 测得它在电场中的A点受到的电场力为 F=3.0×10-4N，求：A点的场强？
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
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、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。
寻找描述电场性质的物理量 （1）推理：
在电场中的同一点，试探电荷所受电场力大小F随试 探电荷电量q成正比变化，但F与q的比值不变，即
F1 F2 F3 Fn q1 q2 q3 qn
结论：在电场中
1、同一位置， F / q 为一恒量，与试探电
荷无关。
2、不同位置， F / q 为一变量，与试探电
解：
E＝E1cos600＋E2cos600 ＝2 E1cos600 A
E1
E
E2 Q2
＝2kQ1cos600／r2
＝2.7×104 N／C Q1
例11. 真空中，两个等量异种电荷电量 数值均为q，相距为r 。两点电荷连线中点处 的电场强度的大小为 A. 0 C. 4kq／r2 B. 2kq／r2 D. 8kq／r2
则该点的场强为 Q是场源电荷的电量， r是场中某点到场源电荷的距离
真空中点电荷的场强
Q 1.大小 E k 2 r
Q—真空中点电荷的电量
r—某点到点电荷的距离
2.场强方向：以点电荷Q为球心，当Q为正电荷时电场 方向沿半径向外；当Q为负电荷时电场方向沿半径向内
＋
－
一点电荷Q=2.0×10-8C，在距 此点电荷30cm处，该点电荷产生 的电场的场强是多大？
回顾：已学过哪几种不同性质的力？
重力（万有引力）
静电力（库仑力） 弹 力
物体间无需接触就可发生 作用（非接触力）
摩擦力
存在于直接接触的 物体之间（接触力）
牛顿的困惑
“没有其他东西做媒介，一个物
体可以超越பைடு நூலகம்离通过真空对另 一个物体作用……在我看来， 这种思想荒唐之极。”
法拉第的观点 电荷周围存在着由电荷产生 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施加 的。
答案 D
例2. 关于电场强度的方向，下列说法正确的是( )
A、电场中某点的场强方向与放在这一点的电荷
所受的电场力的方向相同
B、电场中某点的场强方向与正电荷在这一点所 受的电场力的方向相同 C、电场中某点的场强方向与放在这一点的电荷 的种类有关
D、电场中某点的场强方向与在这一点放不放入
电荷无关
答案 B D
F2=q2EB=4.0×10-7C×2.0×102N/C=8.0×10-5N 方向：水平向左
E’B=F2/q2=8.0×10-5N/(4.0×10-7C)=2.0×102(N/C) B处场强的大小方向不变
真空中点电荷的场强
一点电荷的电荷量为Q，在距此点电荷r处的 A点的电场强度是多少？
设想在A点放一个电荷 量为+q的试探电荷，则 它所受到的电场力为
答案：AC
例9. 场源电荷Q=2×10-4C，是正点电荷，检验 电荷q=2×10-5C，是负电荷，它们相距r=2m且 都在真空中，如图所示。 求： (1)q 所在的B点的场强EB ? (2)q 受到的电场力? (3) 只将 q 换为 q’=4×10-5C 的正点电荷， 再求受力及B点的场强? (4)将受力电荷拿去后再求B点场强?