物理选修3-1静电场知识点详 细解析

静电场重点知识点

第2课时 电场 电场强度

知识点一：电场和电场的基本性质

1．电场： 场是物质存在的一种形式．电荷的周围存在着电场，静止电荷周围产生的电场称为静电场．电荷之间的相互作用是通过电场发生的．电荷A对电荷B的作用，实际是电荷A的电场对电荷B的作用，电荷B对电荷A的作用实际是电荷B的电场对电荷A的作用．

２． 电场的基本性质是：对放入其中的电荷有力的作用，电场具有能量.

知识点二：电场强度（重点）

１．定义 ：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值，叫做这一点的电场强度，简称为场强．用E描述电场强度２．定义表达式：E=F/q 它是失量,规定场强的方向是正电荷受力的方向；负电荷受力的方向跟场强的方向相反;单位是N/C．说明：（1）在电场中的同一点,F/q的比值是不变的,在电场中的不同点,F/q往往不同．即F/q完全由电场本身性质决定,与放不放电荷,放入电荷的电性,电量多少均无关．

（2）E=F/q变形为F=qE．表明如果已知电场中某点场强E,便可计算出电场中该点放任何电荷、电量的带电体所受电场力的大小．即电场强度E是反映电场力性质的物理量;电场力是电荷和场共同决定的,而场强是由电场本身决定的．

3.三个性质

（1）矢量性：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．

指出：负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点的场强方向相反．

带领学生讨论真空中点电荷周围的电场，说明研究方法：将检验电荷放入点电荷周围的电场中某点，判断其所受的电场力的大小和方向，从而得出该点场强．

（2） 唯一性：电场中某一点处的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放入该点电荷q无关，它决定于电场的源电荷及空间位置，电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷无关.

（3） 叠加性

电场强度的叠加原理：某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和．

知识点三：点电荷周围的电场

①大小：E=kQ/r2 （只适用于点电荷的电场）

②方向：如果是正电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q；如果是负电荷：E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q．(参见课本图14－7)说明：公式E=kQ/r2中的Q是场源电荷的电量，r是场中某点到场源电荷的距离．从而使学生理解：空间某点的场强是由产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离决定的，与检验电荷无关．

提出问题：如果空间中有几个点电荷同时存在，此时各点的场强是怎样的呢？带领学生由检验电荷所受电场力具有的叠加性，分析出电场的叠加原理．

电场强度的叠加原理：某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和．

知识点三：电场强度的三种表达方式的比较

定义式决定式关系式

表达

式

适用

范围

任何电场真空中的点电荷匀强电场

说明E的大小和方向与检验

电荷

的电荷量以及电性以

及存在与否无关Q：场源电荷的电

荷量

r:研究点到场源

电荷的距离

U:电场中两点的电

势差

d：两点沿电场线

方向的距离

知识点四：电场线

1.电场线定义：在电场中画一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点场强方向一致，这样的曲线叫电场线.

2.电场线性质

（1）电场线是人们为研究电场而假想的一些曲线，实际电场中并不存在这些曲线，但它能反映出实际现象的基本规律.

（2）电场线总是从正电荷（或无穷远处）出发，到负电荷（或无穷远处）终止，因此电场线有起始点和终止点，不是闭合曲线.

（3）电场中的电场线永不相交.因为电场中每一点的场强只有一个唯一的方向，如果电场线在电场中某点相交，则在交点处相对两条电场线就有两个切线方向，该点处场强就有两个方向，这是不可能的.

（4）电场线不是带电粒子在电场中的运动轨迹.只有当电场线为直线，点电荷初速度为零或初速度方向与电场线方向一致，且只受电场力作用时，点电荷运动轨迹才会与电场线重合.

3.电场线在描述电场中的作用

（1）电场线的疏密程度反映了电场的强弱，即表示电场强度的大小.在电场线密集的地方，电场强度大，稀的地方电场强度小，如图9-2-1，电场中A点处的电场线稀，B点处的电场线密，所以E A

图9-2-1

·

·

图9-2-2

B

A

（2）电场线上某一点的切线方向表示该点的场强方向.

（3）根据电场线上任何一点的切线方向，可以判断带电粒子在电场线上任何一点所受电场力的方向.反之，若知正（负）点电荷在电场中某点的受力方向，可以判断该点场强方向.

知识点五：几种特殊电场线的分布（重点）

1.正负点电荷的电场中“电场线”的分布情况如图9-2-3：

图9-2-3

特点：（1）离点电荷越近，电场线越密，场强越强；（2）在点电荷形成的电场中，不存在场强相等的点；（3）若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，但方向各不相同.

2.等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布情况如图9-2-4：

图9-2-4

特点：

（1）沿两点电荷的连线场强先变小后变大；

（2）两点电荷连线中垂面上，场强方向均相同，点与中垂面垂直；（3）在中垂面上，与两点电荷连线的中点O等距离的各点场强相等.

3、等量同种点电荷形成的电场中电场线分布情况如图9-2-5。特点：图9-2-5

（1）两点电荷连线中点O处场强为零；

（2）从两点电荷连线中点O沿中垂面到无限远，电场线先变密后变疏，即场强先变大后变小.

重点：等量异种和等量同种电荷连线与中垂线上电场强度变化（1）．等量异种点电荷连线上的中点场强最小，中垂线上以中点场强最大；等量同种点电荷连线上以中点场强最小，等于零，因无限远处场强为零，则沿中垂线从中点到无限远处，电场强度先增大后减