物理人教版(2019)必修第三册9

本章只讨论静止电荷产生的电场，叫作静电场
研究电场性质------电场强度
引入两个基本概念
场源电荷：激发电场的带电体所带的电荷，又叫作源电荷
试探电荷：感知电场是否存在以及强弱的电荷
1．电荷量小，放入电场后不影响原本要研究的电场
2．体积很小，能看做点电荷，便于研究电场各点的性质
r
源电荷
试探电荷（电量不同的试探电荷）
探究
用静电力来表示电场强弱？
不行
寻找一个不变的量
Q
Q
Q
q1
F1
进一步研究表明：
对于电场中的同一点，试探
2q1
2F1
电荷受到的电场力与其电荷
量的比值是一定的。
3q1
3F1
二、电场强度
1.定义：
放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值叫该
点的电场强度，简称场强，用E表示。

2.表达式： =
为了形象描述电
场引入假想曲线
法拉第
——电场线
1、定义：电场线是用来形象地描述电场强弱与电场强度方向特
性的一条条有方向的曲线。
电场线是假想的，实际电场中并不存在
B
A
电场线的什么表示什么？
怎么看
B
2.电场线的特点
1.某点切线方向表示该点的场强方向
A
2.同一幅图电场线的疏密表示电场的强度的大小。
（电场线越密的地方，场强大；越稀疏的地方，场强小）
B处电场强度方向与F1方向相反。
F2的方向与B处电场强度的方向相同，与F
1方向相反。
思考:电场看不见,摸不着,怎样才能直观形象的描述电场呢?
五、电场线
电场看不见,摸不着,除了用公式描述电场以外，形象地描述电场中
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（electric fieldline）。
－7 C ，求F ，E ′。
（2）已知
q
＝4.0×10
2
（1）已知
q1＝－2.0×10－8 C2 ，FB1＝4.0×10－6 N，求EB。
B处电场强度大小、方向不变。
F1 4.0× 106
解：EB
N C 200 N C
8
7
2.0
× ×1010
C 8.0× 105 C
F2 EB q2 200q×1 4.0
E
1
E
+
Q
1
1
P
E
E
E2
P E
2
Q
2
电场强度的叠加性：矢量和
+
Q
1
Q
2
请作出图中两个等量电荷连线的中垂线A、B、C、O
位置的场强方向，并大致描述连线和中垂线上的场强方向
E
E2
A
B
E1
E
E1
+
Q
E2
E
O
O
Q
+Q
+Q
O
拓展：
一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在外部产生的电场
Q
r
与一个位于球心的、电荷量相等的点
9.3电场 电场强度
电场
问题1 电荷之间的相互作用通过什么实现的？
电场
英国科学家法拉第提出：在电荷的周围存在着由它产生的电场
F
A
英国物理学家
B
法拉第
（1791-1867）
物理学的理论和实验证实了电场和磁场是一种客观的存在。场像分子、
原子等实物粒子一样具有能量，因而场也是物质存在的一种形式。
电场
静电力
势不两立，相斥状
电场中为什么任意两条电场线不相交？
如果相交，交点就会有两个切线，也就会有两个场强方向。而同一点
场强大小方向是唯一的。
扩展
电场线和带电粒子在电场中的运动轨迹相同吗？
推导点电荷周围的电场强度
F
E
q
Q
E k 2 只适用于真空中点电荷
r
直接知道一个电荷量为Q的点电荷，在与之相距r处的电
场强度不需要借助检验电荷。
三、点电荷的电场
Q—真空中点电荷的电量
Q
1.公式： E k
2
r
r—某点到点电荷的距离
2.场强方向：
＋
－
负电荷电场方向沿半径向内
（指向）
正电荷电场方向沿半径向外；
【课堂反馈1】电场中有一点P，下列说法中正确的有（ C ）
A.若放在P点的电荷的电量减半，则P点的场强减半
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点受到的电场力越大
D.P点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向
场强由电场本身决定，与检验电荷大小、正负、有无都
无关系，场强的方向与正的检验电荷的受力方向一致。


B．由E＝k 2 知，E与Q成正比，而与r 2 成反比


C．由E＝k 2 知，在以Q为球心，以r为半径的球面上，各处场强均

相同
D．电场中某点的场强方向就是该点正电荷受到的静电力的方向
四、电场强度的叠加——遵循平行四边形定则
问题2：如果有几个点电荷同时存在，在几个点电荷共同形成
的电场中，如何求某点的电场强度呢？
静止电荷
产生
静电场
电场对场中的其它电荷产生力的作用
产生
F
F
A
电场A
施力于
电荷A
电荷B
B
施力于
电场B
电荷间的相互作用力通过电场发生
产生
注：电场看不见、摸不着的但又客观存在的特殊物质。
一.电场
1.产生 带电体周围存在的特殊物质，静止电荷产生的电场称为静电场。
2.性质
对放入电场中的电荷有力的作用，叫电场力（静电力）。
3.电场线不是闭合曲线：电场线从正电荷或无限远出发，终止
于无限远或负电荷
4.电场线不相交
5. 电场线 ≠ 运动轨迹
1.同一幅图中电场线的疏密表示电场强度的大小。
电场线越密的地方，场强越大；电场线越稀疏的地方，场强越小。
EB
EC
EA
EA >EB> EC
点电荷
的电场
光芒万丈
万箭穿心
等量电
荷电场
手牵手，心连心，相吸状
P
电荷产生的电场相同
Q
Ek 2
r
Q
r
P
例2．如图所示，在一带负电的导体A附近有一点B，如
在B处放置一个q1＝－2.0×10－8 C 的电荷，测出其受到
的静电力F1大小为4.0×10－6 N，方向如图，求B处的电
场强度。如果换用一个q2＝4.0×10－7 C 的电荷放在B点，
求q2受到的静电力、此时B处的电场强度。
（背离）
同一球面电场强度大小相同
辨析
F
E
q
和
Q
Ek 2
r
的区别：
适用范围
电荷的意义
q是检验电荷，
但E与q无关
F
E
q
定义式，适用
于一切电场
Q
Ek 2
r
决定式，仅对
真空中点电荷 Qቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ场源电荷，
E与Q成正比
的电场适用
●【例3】（多选）关于电场强度E，下列说法正确的是( BD)

A．由E＝ 知，若q减半，则该处电场强度为原来的2倍

3.单位：/
定义式，适用于任意电场
试探电荷电荷量
4.物理意义：反映电场强弱的物理量，
电场本身决定，与放入的试探电荷无关
• 场强相同的条件：大小相等，方向相同。
场强方向跟正电荷受力方向相同。
4.方向：矢量性
（与负电荷的受力方向相反）
E
+Q
+Q
F
+q
F
-q
E
正电荷在电场中的受力方向？
负电荷在电场中的受力方向？