1.3.2电场线教案

第一章：静电场

1.3.2电场线

1.※※能识别常见电场的电场线特征，理解匀强电场的定义及电场线分布特征

弹力和摩擦力都是在两个物体互相接触的情况下产生的.而两个带电体没有接触，就可以发生静电力的作用.那么，电荷之间的相互作用是通过什么发生的？

一.电场线

1.定义：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每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的弱度.这些曲线就是电场线.

2.特点：

(1)电场线从正电荷或无限远出发终止于无限远或负电荷，是不闭合曲线.

(2)电场线在电场中不相交，表示电场中任意一点的电场强度方向的唯一性.

(3)在同一幅图中，电场线的疏密反映了电场强度的相对大小，电场线越密的地方表示电场强度越大.

(4)电场线不是实际存在的线，而是为了描述电场而假想的线.

(5)电场线并不是带电粒子在电场中的运动轨迹(选讲).

①电场线是直线；

②带电粒子只受电场力作用，或受其他力，但方向沿电场线所在的直线；

③带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直线.

二.匀强电场

(1)定义：电场强度的大小相等、方向相同的电场.

(2)电场线特点：匀强电场的电场线是间隔相等的平行线.

(3)实例：两块等大、靠近、正对的平行金属板，带等量异种电荷时，它们之间的电场除边缘附近外就是匀强电场.

三.几种常见电场线的分布及特点

1.点电荷的电场：正电荷的电场线从正电荷出发延伸到无限远处，负电荷的电场线由无限远处延伸到负

电荷，如图所示.

①点电荷形成的电场中，不存在电场强度相等的点.

②若以点电荷为球心做一个球面，电场线处处与球面垂直.在此球面上电场强度大小处处相等，方向各不相同.

2.等量同种电荷的电场：电场线分布如图所示(以等量正电荷为例)，其特点有：

①两点电荷连线的中点O 处电场强度为零，向两侧电场强度逐渐增大，方向指向中点.

②两点电荷连线中点O 沿中垂面(中垂线)到无限远，电场线先变密后变疏，即电场强度先变大后变小，方向背离中点.

3.等量异种电荷的电场：电场线分布如图所示，其特点有：

①两点电荷连线上的各点电场强度方向从正电荷指向负电荷，沿电场线方向先变小再变大，中点处电场强度最小.

②两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，电场线的方向均相同，即电场强度方向都相同，总与中垂面(或中垂线)垂直且指向负点电荷一侧，从中点到无穷远处，电场强度大小一直减小，中点处电场强度最大.

4.匀强电场：电场线分布如图所示.其电场线是互相平行且等间距的直线.

四.总结

如图所示的四个电场的电场线，其中A 和C 图中小圆圈表示一个点电荷，A 图中虚线是一个圆，

B

即学即用

图中几条直线间距相等互相平行，则在图中M、N处电场强度相同的是()

答案：B

解析：电场强度是矢量，电场强度相同必定其大小相等、方向相同.故答案为B.

一负电荷从电场中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—时间图象如图所示.则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的()

解析：由速度—时间图象可知，电荷的速度越来越大，且加速度也是越来越大，故电荷在运动过程中，应受到逐渐增大的静电力作用，所以电场线的方向应由B指向A.由于加速度越来越大，所以电场力越来越大，即B点的电场强度应大于A点的电场强度，即B点处电场线应比A点处密集.所以正确答案为C.

答案：C

点评：如果对v－t图象的斜率即加速度值理解不够，就不能得出电荷加速度变大的结论，而得不到正确的结果.

如图所示，实线为三条未知方向的电场线，从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如图中的虚线所示(a、b只受电场力作用)，则()

A.a一定带正电，b一定带负电

B.电场力对a做正功，对b做负功

C.a的速度将减小，b的速度将增大

D.a的加速度将减小，b的加速度将增大

答案：D

解析：由于电场线方向未知，故不能确定带电粒子的电性，A错误；由于a、b粒子在电场力作用下做曲线运动，电场力做正功，两粒子的速度都增大，B、C错误；加速度由电场力产生，由于b处电场线较a处密，

所以b处电场强度大，由E＝F

q知，带电粒子在b处受电场力大，故加速度大，D正确.

如图甲中，MN为很大的薄金属板(可理解为无限大)，金属板原来不带电.在金属板的右侧，距金属板距离为d的位置上放入一个带正电荷、电荷量为q的点电荷，由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布.P 是点电荷右侧与点电荷之间的距离也为d的一个点，几位同学想求出P点的电场强度大小，但发现很难.几位同学经过仔细研究，从图乙所示的电场得到了一些启示，经过查阅资料他们知道：图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的.

图乙中两异号点电荷电荷量的大小均为q，它们之间的距离为2d，虚线是两点电荷连线的中垂线.由此他们分别求出了P点的电场强度大小，一共有以下四个不同的答案(答案中k为静电力常量)，其中正确的是()

A.8kq 9d 2

B.kq d 2

C.3kq 4d 2

D.10kq 9d 2 解析：P 点的电场强度是正负电荷共同产生的，如图所示.正电荷在P 点产生的电场E 1＝kq d 2，方向向右；负电荷在P 点产生的电场E 2＝kq (3d )2，方向向左.所以P 点的场强是两电场的合场强，即E p ＝E 1－E 2＝8kq 9d 2

答案：A