第三节电场电场强度

如图所示，正电荷Q放在一匀强电场中， 在以Q为圆心、半径为r的圆周上有a、b、c三 点，将检验电荷q放在a点，它受到的电场力正 好为零，则匀强电场的大小和方向如何？b、c 两点的场强大小和方向如何？
c
a
b
Q
（4）用于求电场力：F=qE
三、真空中点电荷的场强
Q 1、大小: E k
r2
由库仑定律和场 强的定义式推导
2.场强方向：正点电荷电场方向背离电荷
负点电荷电场方向指向电荷
+
EF q
和
E
k
Q r2
的区别：
适用范围 电荷的意义
EF q
Q E k r2
定义式，适 用于一切电 场
仅对点电荷 的电场适用
① B点的场强 ② q’所受的电场力 ③ 场电荷电量
能否利用作图的
方法展示电场中 各处的电场强度？
五、电场线
1.电场线： 定义：在电场中画出一些曲线，使曲线上每
一点的切线方向都和该处的场强方向一致，这样 的曲线就叫做电场线。
物理意义: 用于描述电场强度的大小和方向 切线方向--该点的电场方向 疏密程度--该点场强的大小(强弱)
P
Q
P
பைடு நூலகம்
Q
PQ
PQ
A
B
C
D
正检验电荷q在电场中P点处开始向Q点作减速 运动，且运动的加速度值越来越小（重力不
计），则可以确定它所处的电场可能是：( C )
P
Q
P
Q
PQ
PQ
A
B
C
D
如图为一条电场线，下列说法正确的是：（ ）
A、EA一定大于EB B、因电场线是直线，所以是匀强电场，
故EA=EB C、A点电场方向一定由A指向B
Ａ点在Ｃ点产生的场强大小
EA
k
(r
4q R)2
方向向右
Ｂ点在Ｃ点产生的场强大小
EB
k
q 方向向左 R2
因为Ｃ点的合场强等于零
所以
EA
EB
k
(r
4q R)2
k
q R2
解得Ｒ＝r
A
B
ＥＢ Ｃ ＥＡ
r
R
解：设Ｃ点的电场强度为零，由题意可知Ｃ点一定 在ＡＢ连线上Ｂ点右侧．设ＢＣ距离为Ｒ．
Ａ点在Ｃ点产生的场强大小
EA
k
(r
4q R)2
方向向右
Ｂ点在Ｃ点产生的场强大小
EB
k
q 方向向左 R2
因为Ｃ点的合场强等于零
所以
EA
EB
k
(r
4q R)2
k
q R2
解得Ｒ＝r
电场强度为零的位置在ＡＢ连线上并距离Ｂ点右侧为r
A
B
ＥＢ Ｃ ＥＡ
r
R
正检验电荷q在电场中P点处开始向Q点作减速 运动，且运动的加速度值越来越小（重力不 计），则可以确定它所处的电场可能是：( )
选修3-1 第一章 静电场
§1.3 电场 电场强度
一、电场
1.定义：电荷周围存在的一种特殊物质。 2.电场的基本性质：对放入其中的电荷具有力的作用，
这种力叫做电场力。 （电荷和电荷间的作用力是通过电场来实现的） 3.任何电荷周围都存在电场。
问题：怎样描述电场的强弱？
场（源）电荷：产生电场的电荷Q
说法正确的是：（ B ）
A、这个电场只能是负电荷的电场 B、点电荷q在A、B两处受到的电场力FB>FA C、点电荷q在A、B两处的加速度大小，aA>aB
（不计重力） D、负电荷在B点处受到的电场力方向沿B点切
线方向
B
A
真空中的A、B两点分别放置有异种点电荷
Q1、Q2，已知它们间的库仑力为10N，电荷量 分别为Q1=2X10-4C，Q2=-2X10-4C，AB连线的中 点O点的电场强度是多少？若将Q2换成与Q1电 荷量和电性完全相同的电荷，AB连线的中点O
q是检验电 荷，但E与 q无关
Q是场源电 荷，E与Q 成正比
四、电场的叠加
电场强度是矢量，合成应遵循平 行四边形法则
电场（场强）叠加原理
E+
P
＋Q1
−Q2
课堂练习
1.Q=2 ×10-4C,检验电荷q=-2 ×10-5C，r=2m， 静止在真空中，求：
①q所受电场力 ②q所在点的场强 ③将q换成q’=4×10-5C，求该点的场强 ④将q拿走，求该点的场强
A
P
B
如左图所示，AB是一个点电荷产生的电场的电 场线，右图则是方向在电场线上，a、b两处的 检验电荷的电荷量大小与所受电场力大小之间 的函数图线，则（ ） A、点电荷是正电荷，位置在B侧 B、点电荷是正电荷，位置在A侧 C、点电荷是负电荷，位置在A侧 D、点电荷是负电荷，位置在B侧
Aa
F
bB
a b
q
如左图所示，AB是一个点电荷产生的电场的电 场线，右图则是方向在电场线上，a、b两处的 检验电荷的电荷量大小与所受电场力大小之间
的函数图线，则（ B ）
A、点电荷是正电荷，位置在B侧 B、点电荷是正电荷，位置在A侧 C、点电荷是负电荷，位置在A侧 D、点电荷是负电荷，位置在B侧
Aa
F
bB
a b
q
五、电场线
2.电场线的特点： ①假想的曲线，并不真实存在. ②起于正电荷或无限远,止于无限远或负电荷. ③不相交,不闭合.分布于立体空间。 ④电场线不一定是电荷的运动轨迹.
五、电场线
3.常见电场的电场线
①正、负点电荷的电场中电场线的分布
特点： a、离点电荷越近，电 场线越密，场强越大 b、以点电荷为球心作 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，方 向不同。
五、电场线
3.常见电场的电场线
②等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布
特点： a、沿点电荷的连线，场强先 变小后变大 b、两点电荷连线中垂面（中垂 线）上，场强方向均相同，且 总与中垂面（中垂线）垂直
c、在中垂面（中垂线）上，与 两点电荷连线的中点0等距离各 点场强相等。
五、电场线
3.常见电场的电场线
课堂练习
2.+q和+9q，静止在真空中，相距为r，求： ①连线中点的场强 ②场强为0的位置
课堂练习
3. 已知场电荷在P点，q在A点，受的力F=6×10-4C， 方向由A指向P，A点场强大小EA=2 ×104N/C,方向 由P指向A，在B点放一个q’，与q异号且电量为q/2， rPB=2rPA=0.2m，求：
的电场强度又是多少？
Q1
Q2
A
O
B
如图所示，在A点处有一点电荷带有电荷量 +4q，在B点处有一点电荷带有电荷量-q，AB相 距r。
（1）求电场强度为零的位置。
（2）若在该位置放入电荷量为-4q的点电 荷，求其所受电场力
A
B
r
解：设Ｃ点的电场强度为零，由题意可知Ｃ点一定 在ＡＢ连线上Ｂ点右侧．设ＢＣ距离为Ｒ．
③等量同种点电荷形成的电场中电场线分布
特点： a、两点电荷连线中点O处场 强为0 b、两点电荷连线中点附近的 电场线非常稀疏，但场强并 不为0 c、两点电荷连线的中点到无 限远电场线先变密后变疏
五、电场线
3.常见电场的电场线
④匀强电场
特点：
a、匀强电场是大小和 方向都相同的电场，故 匀强电场的电场线是平 行等距的直线 b、电场线的疏密反映 场强大小，电场方向与 电场线平行
F2=
kQq r2
2
F3=
kQq r2
3
F1 q1
F2 q2
F3 q3
kQ r2 比值！
二、电场强度
1.定义:电场中电荷所受的电场力与带电量的比值叫做 电场强度。
2.定义式: E F q
q表示检验电荷的电量
3.单位:N/C ; V/m (伏/米)
4.物理意义:描述电场自身电场力的性质
二、电场强度
如图，是静电场的一部分电场线的分布，下列 说法正确的是：（ ） A、这个电场只能是负电荷的电场 B、点电荷q在A、B两处受到的电场力FB>FA C、点电荷q在A、B两处的加速度大小，aA>aB
（不计重力） D、负电荷在B点处受到的电场力方向沿B点切
线方向
B
A
如图，是静电场的一部分电场线的分布，下列
试探电荷（检验电荷、试验电荷）： 电量比较小、体积比较小的点电荷q
F
+q
+Q
问题：怎样描述电场的强弱呢？
同一点电荷距场源电荷不同位置
的受力情况 不同.
能否用电场力的
大小表示电场的
F3
强弱？
+q
+q
+Q
+q
不同电量点电荷距场源电荷相同
位置的受力情况也 不同.
F 它们之间
+Q
有什么规 律吗？
F1=
kQq 1 r2
A
B
ＥＢ Ｃ ＥＡ
r
R
解：设Ｃ点的电场强度为零，由题意可知Ｃ点一定 在ＡＢ连线上Ｂ点右侧．设ＢＣ距离为Ｒ．
Ａ点在Ｃ点产生的场强大小
EA
k
(r
4q R)2
方向向右
Ｂ点在Ｃ点产生的场强大小
EB
k
q 方向向左 R2
因为Ｃ点的合场强等于零
所以
EA
EB
k
(r
4q R)2
k
q R2
A
B
ＥＢ Ｃ ＥＡ
r
R
解：设Ｃ点的电场强度为零，由题意可知Ｃ点一定 在ＡＢ连线上Ｂ点右侧．设ＢＣ距离为Ｒ．
一个质量m=30g，带电荷量为q=-1.7*10-8C 的半径极小的小球，用丝线悬挂在某匀强电场 中，电场线水平。当小球静止时，测得悬线与竖 直方向成30o夹角，如图所示，求该电场的场强 大小，说明场强方向。
30o
在匀强电场中,将一质量为m、电荷量为 q的小球由静止释放,带电小球的运动轨迹为 一直线,该直线与竖直方向的夹角为θ,如图 所示,求匀强电场场强E的最小值。
D、AB两点的场强方向不能确定
A
B
如图为一条电场线，下列说法正确的是：（C）
A、EA一定大于EB B、因电场线是直线，所以是匀强电场，
故EA=EB C、A点电场方向一定由A指向B
D、AB两点的场强方向不能确定
A
B
如图,AB是某电场中一条电场线,在电场线上P 处自由释放一个负试探电荷时,它沿直线向B 点处运动,对此现象下列判断正确的是(不计 电荷重力)( ) A. 电荷向B做匀加速运动 B. 电荷向B做加速度越来越小的运动 C.电荷向B做加速度越来越大的运动 D.电荷向B做加速运动,加速度的变化情况不 能确定
竖直放置的两块足够长的平等金属板间有匀 强电场。其电场强度为E，在该匀强电场中，用 丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向 成θ角时小球恰好平衡，如图所示，请问： (1)小球带电荷量是多少？ (2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？
θ b
+
-
如图所示，一质量为m、电荷量为+q的小 球从距地面为h处，以某一水平初速度v0抛出， 在小球运动的区域里，加有与小球初速度方向 相反的匀强电场，若小球落地时速度方向恰好 竖直向下，则小球飞行的水平距离L，小球落 地时的动能Ek和电场强度各是多少？
A
B
ＥＢ Ｃ ＥＡ
r
R
解：设Ｃ点的电场强度为零，由题意可知Ｃ点一定
在ＡＢ连线上Ｂ点右侧．设ＢＣ距离为Ｒ．
Ａ点在Ｃ点产生的场强大小
EA
k
(r
4q R)2
方向向右
A
B
ＥＢ Ｃ ＥＡ
r
R
解：设Ｃ点的电场强度为零，由题意可知Ｃ点一定
在ＡＢ连线上Ｂ点右侧．设ＢＣ距离为Ｒ．
Ａ点在Ｃ点产生的场强大小
EA
k
(r
4q R)2
方向向右
Ｂ点在Ｃ点产生的场强大小
EB
k
q 方向向左 R2
A
B
ＥＢ Ｃ ＥＡ
r
R
解：设Ｃ点的电场强度为零，由题意可知Ｃ点一定
在ＡＢ连线上Ｂ点右侧．设ＢＣ距离为Ｒ．
Ａ点在Ｃ点产生的场强大小
EA
k
(r
4q R)2
方向向右
Ｂ点在Ｃ点产生的场强大小
EB
k
q 方向向左 R2
因为Ｃ点的合场强等于零
5.矢量性:电场强度是矢量 正电荷在该点的电场力方向就是该点的电
场强度方向 负电荷在该点的电场力方向与该点的电场
强度方向相反
二、电场强度
6.关于场强理解
（1） E F q
为定义式，适用于一切电场。
（2）电场强度是反映电场强弱和方向的物理量。
（3）由电场本身的性质决定，与试探电荷的正负、电 荷量的大小及受到的电场力都无关。