静电场 电场力和能的性质

静电场 第1课时 电场力的性质

考点梳理

一、电场强度 1．静电场

(1)电场是存在于电荷周围的一种物质，静电荷产生的电场叫静电场．

(2)电荷间的相互作用是通过电场实现的．电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用． 2．电场强度

(1)物理意义：表示电场的强弱和方向．

(2)定义：电场中某一点的电荷受到的电场力F 跟它的电荷量q 的比值叫做该点的电场强度． (3)定义式：E ＝F

q

.

(4)标矢性：电场强度是矢量，正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向，电场强度的叠加遵从平行四边形定则． 二、电场线 1．定义：

为了直观形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向，在电场中画出一系列的曲线，使曲线上各点的切线方向表示该点的电场强度方向，曲线的疏密表示电场强度的大小． 2．特点：

(1)电场线从正电荷或无限远处出发，终止于负电荷或无限远处； (2)电场线在电场中不相交；

(3)在同一电场里，电场线越密的地方场强越大； (4)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向； (5)沿电场线方向电势逐渐降低； (6)电场线和等势面在相交处互相垂直． 3．几种典型电场的电场线(如图1所示)．

图1

[基本知识运用]

1．[对电场强度的理解]关于电场强度的概念，下列说法正确的是

( )

A ．由E ＝F

q

可知，某电场的场强E 与q 成反比，与F 成正比

B．正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入试探电荷的正负有关

C．电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关

D．电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零

2．[电场强度的矢量合成]在如图所示的四个电场中，均有相互对称分布的a、b两点，其中a、b两点电势和场强都相同的是()

3．[对电场线性质和特点的理解]以下关于电场和电场线的说法中正确的是() A．电场、电场线都是客观存在的物质，因此电场线不仅能在空间相交，也能相切

B．在电场中，凡是电场线通过的点，场强不为零，不画电场线区域内的点场强为零

C．同一试探电荷在电场线密集的地方所受电场力大

D．电场线是人们假想的，用以形象表示电场的强弱和方向，客观上并不存在

4．[应用电场线分析电场性质]如图2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() A．这个电场可能是负点电荷的电场

B．A点的电场强度大于B点的电场强度

C．A、B两点的电场强度方向不相同

D．负电荷在B点处受到的电场力的方向沿B点切线方向图2

5．[电场线与带电粒子轨迹问题分析]如图3所示，图中实线是一簇未

标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场

区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程

中只受到电场力作用，根据此图可以作出的正确判断是()

A．带电粒子所带电荷的正、负

B．带电粒子在a、b两点的受力方向

C．带电粒子在a、b两点的加速度何处较大

D．带电粒子在a、b两点的速度何处较大图3

6．[带电粒子在电场中的运动分析]一负电荷从电场中的A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的速度—时间图象如图4所示，则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下列图中的

()

图4

方法提炼解答电场线与粒子运动轨迹问题的方法

1．由轨迹弯曲方向判断电场力的方向． 2．由电场线的疏密判断加速度的大小． 3．根据动能定理分析速度的大小.

[考点例题讲解]

考点一 电场强度的叠加与计算 1．场强的公式

三个公式⎩⎪⎪⎨

⎪⎪

⎧

E ＝

F q ⎩⎪⎨

⎪⎧ 适用于任何电场与检验电荷是否存在无关

E ＝kQ

r 2⎩

⎪⎨⎪⎧ 适用于点电荷产生的电场

Q 为场源电荷的电荷量E ＝U d ⎩⎪

⎨⎪

⎧

适用于匀强电场

U 为两点间的电势差，d 为沿电场方向两点间的距离

2．电场的叠加

(1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和． (2)运算法则：平行四边形定则．

例1 在电场强度为E 的匀强电场中，取O 点为圆心，r 为半径 作一圆周，在O 点固定一电荷量为＋Q 的点电荷，a 、b 、c 、d 为相互垂直的两条直线和圆周的交点．当把一检验电荷＋q 放 在d 点恰好平衡(如图5所示，不计重力)．问： (1)匀强电场电场强度E 的大小、方向如何？

图5

(2)检验电荷＋q 放在点c 时，受力F c 的大小、方向如何？ (3)检验电荷＋q 放在点b 时，受力F b 的大小、方向如何？

电场叠加问题的求解方法

1．确定要分析计算的位置；

2．分析该处存在几个分电场，先计算出各个分电场电场强度的大小，判断 其方向；

3．利用平行四边形定则作出矢量图，根据矢量图求解．

突破训练1 AB 和CD 为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O .将电荷量分别为＋q 和 －q 的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB 对称且距离等于圆的半径，如图6所示． 要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q ，则该点电荷Q ( )

A ．应放在A 点，Q ＝2q

B ．应放在B 点，Q ＝－2q 图6

C ．应放在C 点，Q ＝－q

D ．应放在D 点，Q ＝－q

考点二 两个等量点电荷电场的分布特点