高中物理第一章静电场13电场强度课件

。
正电荷
无限远
Fra Baidu bibliotek相交 间隔相等的平行线
较密
2．几种常见的电场线
3．匀强电场
(1)定义：电场中各点电场强度
、
(2)特点：①场强方向处处相同，电场线是
的电场。 大小相等 。
②场强大小处处相等，电场线疏密程度相同，即电场线
方向相同 。
平行直线
间隔相等
[典 例 精 析] 【例5】 下列各电场中，A、B两点电场强度相同的是( )
6．如图5所示，是某静电场的一部分电场线分布情况，下列说法中正确的是 ()
图5 A．这个电场可能是负点电荷的电场 B．点电荷q在A点处受到的静电力比在B点处受到的静电力大 C．点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速度小(不计重力) D．负点电荷在B点处受到的静电力的方向沿B点切线方向
(2)如图乙所示，EA′＝EB′＝krQ2 ，由矢量图所形成的等边三角形 可知，O′点的合场强 EO′＝EA′＝EB′＝krQ2 ，方向与 A、B 的中 垂线垂直，即 EO′与 EO 同向。
答案 (1)8kr2Q，方向由 A 指向 B (2)krQ2 ，方向与 AB 连线平行，由 A 指向 B
[基 础 梳 理]
高中物理第一章静电场13电场强度课件
[基 础 梳 理]
1．电场
(1)概念：存在于电荷周围的一种特殊的 ，由电荷产生。
不同形式。
(2)基本性质：对放入其中的电荷有 场和实物
物质 。电荷之间通过
是物质存在的两种 相互作用。
(3)静电场：
电荷产生的电场。
电场
力的作用
静止
2．电场强度 (1)试探电荷(检验电荷)和场源电荷(源电荷) ①用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷叫做试探电荷，又叫检验电荷。 ②试探电荷的特点 电荷量小：试探电荷产生的电场必须对原来的电场几乎没有影响。 线度小：试探电荷可以看做是点电荷，只有这样才可以用它来确定空间各点的电场性质。 电性任意：试探电荷可以是正电荷也可以是负电荷。 ③场源电荷：被检验的电场是由电荷Q所激发的，则电荷Q称为场源电荷，或源电荷。
答案 B
4．如图3所示，真空中带电荷量分别为＋Q和－Q的点电荷A、B相距为r，则：
图3 (1)两点电荷连线的中点O的场强多大？ (2)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O′点的场强如何？
解析 (1)如图甲所示，A、B 两点电荷在 O 点产生的场强方向相同， 由 A 指向 B。A、B 两点电荷在 O 点产生的电场强度 EA＝EB＝k2rQ2＝4kr2Q。 故 O 点的合场强为 EO＝2EA＝8kr2Q，方向由 A 指向 B。
2．A为已知电场中的一固定点，在A点放一电荷量为q的试探电荷，所受电场力为F，A点的场强 为E，则 () A．若在A点换上－q，A点场强方向发生变化 B．若在A点换上电荷量为2q的试探电荷，A点的场强将变为2E C．若在A点移去电荷q，A点的场强变为零 D．A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关
()
4 A.9E
5 B.9E
图2 C．E
20 D. 9 E
解析 由点电荷的电场强度计算式 E＝kQr2得：E＝k2QL2，两球接触 QQ
后，电荷量平分，有 Q1＝Q2＝Q2 ，ED＝kL22＋k32L2，联立得：ED ＝290E，所以选项 D 正确。
答案 D
(1)公式 E＝Fq中，F 为试探电荷所受的电场力，q 为试探电荷的电荷 量，该式是电场强度的定义式，适用于任何电场；公式 E＝kQr2中， Q 是产生电场的场源电荷的电荷量，该式适用于真空中点电荷产生 的场强的计算。 (2)电场强度是矢量，合成时遵循矢量运算法则(平行四边形定则或 三角形定则)，常用的方法有图解法、解析法、正交分解法等；对于 同一直线上电场强度的合成，可先规定正方向，进而把矢量运算转 化成代数运算。
B．沿电场线的方向，电场强度越来越小
C．电场线越密的地方同一试探电荷受到的静电力就越大
D．顺着电场线移动电荷，电荷所受静电力的大小不变
解析 只有正电荷在电场线上某点所受力的方向才与该点切线方向相同，选项A错误；电场
线的疏密表示电场的强弱，电场线越密的地方电场强度越大，选项B、D错误，C正确。
答案 C
解析 E＝Fq为场强的定义式，电场中某点的场强 E 只由电场本身 性质决定，与是否引入检验电荷及检验电荷的大小、正负均无关， 选项 A 错误；E＝krQ2是点电荷 Q 形成的电场中各点场强的决定式， 故 E∝Qr2，选项 B 正确；场强 E 为矢量，在以 Q 为球心、r 为半径 的球面上，各处的场强大小相等，方向不同，选项 C 错误；若所放 电荷为正电荷，则 E 与所放电荷的受力方向相同，若所放电荷为负 电荷，则 E 与所放电荷的受力方向相反，故选项 D 错误。
向外 ；当 Q 为负电荷时，E 的方向沿半径 向里 。
特别提醒 (1)E＝kQr2仅适用于真空中的点电荷的电场，而 E＝Fq适 用于任何电场。 (2)在计算式 E＝kQr2中，r→0 时，电场强度 E 不可以认为无穷大。 因为 r→0 时，电荷量为 Q 的带电物体就不能看成点电荷了。 (3)均匀带电球体之外某点的电场强度可用此公式计算，r 为球心到 该点的距离。
[典 例 精 析] 【例1】 下列有关电场的叙述，正确的是
A．电场实际上是不存在 B．电荷的作用是通过电场发生的 C．电场看不见、摸不着，因此电场不是物质 D．电场对放入其中的有些电荷不一定有力的作用
()
解析 电荷周围存在着由它产生的电场，处在电场中的电荷受到的作用力就是这个电场给予的， 选项B正确；电场是物质存在的一种形式，A、C错；电场的特征之一是对电场中的电荷有力的作 用，选项D错误。 答案 B
[即 学 即 练]
F 1．由电场强度的定义式E＝ 可知，在电场中的同一点 q
A．电场强度E跟F成正比，跟q成反比 B．无论试探电荷所带的电荷量如何变化，F/q始终不变 C．不同电荷在电场中某点所受的电场力大小不同，该点的电场强度在不断改变 D．一个不带电的小球在P点受到的电场力为零，则P点的场强一定为零
(2)电场强度
①定义：放入电场中某一点的电荷所受到的 静电力F
跟它的
电荷量q 的比值叫做该点的电场强度，用符号 E 表示。
②定义式：E＝Fq 。
③单位：牛[顿]每库[仑]，符号为 N/C，或伏[特]每米，符号为 V/m,1
V/m＝1 N/C。
④方向：电场中某点的电场强度的方向与 正电荷 在该点所受的
答案 B
【例 4】 (2018·绍兴适应性考试)如图 2 所示，绝缘水平面上有 A、
B、C、D 四点，依次相距 L，若把带电金属小球甲(半径远小于
L)放在 B 点，测得 D 点处的电场强度大小为 E；现将不带电的
相同金属小球乙与甲充分接触后，再把两球分置于 A、C 两点，
此时 D 点处的电场强度大小为
2．电场强度的叠加 (1)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。这种关系叫做电场强度的叠加。 (2)电场强度是矢量，电场强度的叠加本质是矢量叠加，所以可应用平行四边形定则求解。 如图1所示，P点的电场强度E等于＋Q1在该点产生的电场强度E1与－Q2在该点产生的电场强 度E2的矢量和。
解析 电场强度 E＝Fq是通过比值定义法得出的，其大小及方向与 试探电荷无关；故放入任何电荷时电场强度的方向和大小均不变， 故 A、B、C 均错误，D 正确。
答案 D
[基 础 梳 理] 1．点电荷电场的场强
(1)公式 E＝kQr2，适用条件：真空中的 点电荷 。 (2)方向：如果以 Q 为中心，r 为半径作一球面，则球面上各点 的电场强度大小 相等 。当 Q 为正电荷时，E 的方向沿半径
(1)电场线的疏密表示电场强度的大小，切线方向表示电场强度的方向，在研究静电力时一定要分清 是正电荷还是负电荷。 (2)带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析步骤 ①根据带电粒子弯曲方向，判断出受力方向和初速度的方向。 ②根据受力方向，判断出电场线(电场强度)方向、粒子受力方向及电性的关系。 ③根据电场线的分布情况，由牛顿第二定律判断出粒子加速度、速度的变化情况。 ④根据功能关系或能量守恒定律求出粒子的能量变化情况。
解析 A图中，A、B两点场强大小相等，方向不同，B图中，A、B两点场强的方向相同，但大小 不等；C图中是匀强电场，则A、B两点场强大小、方向均相同；D图中A、B两点场强大小、方向 均不相同，故选项C正确。 答案 C
【例6】 关于电场线，下列说法中正确的是
()
A．电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同
[即 学 即 练] 5．某电场的电场线分布如图4所示，下列说法正确的是
图4 A．c点的电场强度大于b点的电场强度 B．若将一试探电荷＋q由a点静止释放，它将沿电场线运动到b点 C．b点的电场强度大于d点的电场强度 D．a点和b点的电场强度的方向相同
()
解析 电场线的疏密表征了电场强度的大小，由题图可知Ea＜Eb，Ec＜Eb，Eb＞Ed，故选项C正 确，选项A错误；由于电场线是曲线，由a点静止释放的正电荷不可能沿电场线运动，故选项B错 误；电场线的切线方向为该点电场强度的方向，a点和b点的切线不在同一条直线上，故选项D错 误。 答案 C
【例2】 点电荷Q产生的电场中有一A点，现在在A点放上一电荷量为q＝＋2×10－8C的试探电荷，它受到 的静电力为7.2×10－5N，方向水平向左，求： (1)点电荷Q在A点产生的场强；
(2)若在A点换上另一电荷量为q′＝－4×10－8C的试探电荷，此时点电荷Q在A点产生的场强大小为多少？ 该试探电荷受到的静电力是多少？
图1
[典 例 精 析] 【例 3】 关于电场，下列说法正确的是
() A．由 E＝Fq知，若 q 减半，则电场强度变为原来的 2 倍 B．由 E＝kQr2知，E 与 Q 成正比，与 r2 成反比 C．由 E＝kQr2知，在以 Q 为球心、r 为半径的球面上，各处的场 强均相同 D．电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的静电力的方 向
静电力的方向相同，与 负电荷 在该点所受静电力的方向相反。
⑤矢量性：电场强度是 矢量 ，遵循平行四边形定则。
⑥物理意义：电场强度是描述电场性质的物理量，在数值上等于单
位电荷量的电荷在电场中受到的静电力。
特别提醒 (1)公式 E＝Fq是电场强度的比值定义式，适用于一切电 场，其中 q 为试探电荷的电荷量，F 为电场对试探电荷的作用力。 (2)电场强度的大小与该点放不放电荷、放入的电荷量的大小均无 关。 (3)公式 E＝Fq仅定义了电场强度的大小，其方向需要另外判断。 (4)由 E＝Fq，得 F＝qE，若已知电场中某点的电场强度 E，则可求 出放入电场中该点的电荷所受的静电力大小。
解析
(1)场源电荷在
A
点产生的场强
E
＝
F q
＝
7.2×10－5 2×10－8
N/C＝
3.6×103 N/C，方向水平向左。
(2)试探电荷为 q′＝－4×10－8 C 时，场强不变，即 E＝3.6×103N/C。
试探电荷 q′受到的静电力 F′＝q′E＝1.44×10－4N，方向水平向
右。
答案 (1)3.6×103 N/C 水平向左 (2)3.6×103 N/C 1.44×10－4N 水平向右
()
解析 电场强度等于试探电荷所受电场力与电荷量的比值，但并不是说电场强度E跟F成正比、 跟q成反比，电场强度E由电场本身决定，与F、q无关，故选项A错误；在电场中的同一点，电场 强度E是一定的，无论试探电荷所带的电荷量如何变化，F/q始终不变，故B正确，C错误；由于 电场对不带电的小球没有电场力作用，不带电的小球在P点受到的电场力为零，P点的场强可能为 零，也可能不为零，故选项D错误。 答案 B
1．电场线的特点
(1)电场线是为了形象描述
而假想的，不是实际存在的线，电场线是画在电场中的一条
条有方向的 (2)电场线从
，曲线上每点的
方向电表场示该点的电场强度方向。
(或无限远)出发，终止于
(或负电荷)。
(3)电场线在电场中不 。
曲线
(4)在同一电场中，电场切强线度较大的地方电场线
。
(5)匀强电场的电场线是
[即 学 即 练] 3．真空中距点电荷(电荷量为 Q)为 r 的 A 点处，放一个带电荷量
q(q≪Q)的点电荷，q 受到的电场力大小为 F，则 A 点的场强为
()
F A.Q
F B. q
C．krq2
D．kQr2q
解析 E＝Fq中 q 指的是试探电荷的电荷量，E＝krQ2 中 Q 指的是
场源电荷的电荷量，故 B 正确。