点电荷的电场强度一

复习回顾
1、上节内容介绍了哪几种起电方式？起电的 本质是什么？
2、电荷守恒定律的内容是什么？
3、库仑定律的内容及公式是什么？
4、在什么情况下可以把一个带电体看做点电 荷？
闪电现象解释
剧烈的气流运动使云层 相互摩擦，摩擦导致云层间 异种电荷大量积聚（摩擦起 电）。靠近地面云层中电荷 的大量积聚，会使地面因静 电感应而产生电荷积聚(感 应起电)。云层之间、云层 与地面之间会形成几百万伏 的电压。这个高压足以击穿 空气，瞬时产生几十万安培 的电流。电流生热使空气发 光，叫闪电。
一、电 场
1. 电场: 电荷周围空间里存在的一种特殊形态的物质 称为电场。
2. 静电场: 存在于静止电荷周围的电场称为静电场。
+Q 1 F1
F2
Q2
电荷 1
产生 作用于
作用于
电场
电荷 2
产生
3.电荷间的相互作用是通过电场发生的。
4.电场的基本性质: 对放入其中的电荷有力的作用. 这种力叫电场力
怎样研究电场？ 基本性质（着手） 电荷受力（试探电荷） 认识电场
2. 氢原子中，电子和质子（氢原子核） 的平均距离是5.3 ×10 -11 m，问质子在这个 距离处产生的电场强度是多大？电子受到的 电场力是多大？
分析：质子在电子 处产生的电场强度方向 和电子受到电场力的方 向如图所示。
+
F
E
解：质子产生的电场强度大小为
E

k
Q r2
9.0109 1.610 19 N/C ( 5.3 1011 ) 2
思考
自然界物体间的作用,可分为两种形式
1 、直接作用：摩擦力、弹力等
2、间接作用：万有引力、库仑力等
两电荷之间并没有相互接触而发生了力 的作用，一定是通过一种特殊的“物质” 作为媒介发生的，这种特殊的物质——电 场
§1. 3 电场 电场强度
一、电 场 二、电场强度 三、点电荷的电场强度 四、电场的叠加 五、电场线 六、匀强电场
Q
解:（1）P 点的电场强度大小为
Fq E
F 2.0 10 5
P
E
N/C
q 4.0 10 9
5.0 103 N/C
电场强度方向与放在 P 点的负点电荷所受电场力的方 向相反。
（2）因为场电荷 Q 对负点电荷q 产生的是吸引力，因 此，Q 应该是正电荷。
Q
Fq E
+
P
根据点电荷的电场强度公式
A．不断增大
B．不断减小
C．是吸引力
D．是排斥力
第四题： （2）各点场强方向如图：
EA EB
EC
（3）负电荷放在该点的
受力如图：
FA
-q
FB
-q FC
-q
思考：比较同一电场线上a、b、c三点的场强大小？
·a ·b ·c
(1)
a· b· c·
Ea>Eb>Ec
(2)
a· b· c·
Ea<Eb<Ec
(3)
Ek
Q r2
，正电荷的电荷
量为
Q Er2
k
5.0×103 ×0.302
=
C
9.0 ×10 9
= 5.0×10-8 C
课本P14： 问题与练习 课堂提问：1、3、4、
课堂练习：2
2. 氢原子中，电子和质子的平均距离是 5.3 ×10 -11 m，问质子在这个距离处产生的 电场强度是多大？方向如何？电子受到的电 场力是多大？方向如何？
电场线在电场中不相交.
E1 E2
同一点场强方向只有一个。
3. 电场线的特点 （1）电场线始于正电荷（或无限远处），终止于负电 荷（或无限远处），不闭合，不相交； （2）电场强度大的地方电场线密；电场强度小的地方电 场线疏。
电场线的“疏密”—— 电场的“强弱” 即：场强“E的大小”
电场线的“切线方向”—— 电场的方向 即：场强E的方向
二、电场强度
1. 定义 放入电场中某一点的电荷所受的电场力F 跟 它的电荷量q 的比值叫做这一点电场强度。简称“场强”
2. 大小
E

F q
Q
+
qF
+
3. 单位：
N/C （牛/库 ） 或
V/m(伏/米)
1 V/m =1 N/C
4. 说明：电场中任一点电场强度 E 的大小都是由 电场本身的性质来决定的，与该点有无检验电荷 或者放入的检验电荷q 的大小无关。
⑴分别带何种电荷？ 不能做出判断 ⑵三者之间电性有何关系？ 两“同”夹
“异” ⑶三者之间电量有何关系？ 两“大”夹 总结：若三个点电荷在一同直线“上小在”库仑力作 用下都保持平衡，必定是：
两“同”夹“异” 且 两“大”夹
例1：试探电荷的电荷量q=+5.0×10-9C，测得它 在电场中的A点受到的电场力为F=3.0×10-4N， 问：A点的场强大小和方向？
Q
qF
++
r PE
根据电场强度的定义，可知P 点的电场强度大小为
E

F q
k
Q r2
点电荷在 r 处的电场强度大小为
E

k
Q r2
四、电场的叠加
如果有几个点电荷同时存在，在几个点电荷共同形成的电 源自文库中，如何求某点的电场强度呢？
E1
P
E
E2
+
Q1
Q2
E1 E
+
Q1 P E2
Q2
因为电场强度是矢量，若几个点电荷同时存在，这时某 点的电场强度，等于各个点电荷在该点单独产生的电场强度 的矢量和。
研究电场，必须在电场中放入电荷（试探电荷）。
试探电荷（检验电荷）：用来检验电场 是否存在及其强弱分布情况的带电小球。
试探电荷
场源电荷
试探电荷的电荷量 和尺寸必须充分小， 对金属球A上的电 荷分布不产生明显 的影响，从而原来 的电场不因试探电 荷的出现有明显的 变化。
如图所示，在场电荷Q 形成的电场中A 点，分别放一 检验电荷+q , +2q , +3q ，分别计算检验电荷所受的电场力 大小和F / q 的比值。
检验电荷 的电荷量 q
q
2q
3q
电场力 F
k Qq r2 Qq
2k r 2 Qq
3k r 2
F/ q
kQ r2
kQ r2
kQ r2
Q
qF
+
rA
分析：对电场中某点来说，电场的强弱是一定的，但 把不同的检验电荷放在电场中同一点时，所受的电场力是 不同的。这说明了电场力并不能反映电场中某点的电场的 强弱。实验表明，在电场中同一点，F/q 这一比值是不变的 。比值的大小，反映了这一点电场的强弱，而跟检验电荷 无关, 这个比值我们称之为电场强度。
解： E

F q

3.0 104 5.0 109
6.0104C
场强方向：水平向右
思考：如果改A点用未电放荷试量探为电q=荷-6，.0则×1A0点-9C的的场试强探大电 荷小，为来多确少定？该方点向的如场何强？，场强会不会改变？
I—20（多选）真空中有两个异种点电荷 q1和q2。现固定q1，在把q2移到远处的过 程 中 ， q2 受 到 的 库 仑 力 （）
电场线是假想出来的，并不真实存在，我们用它来形象的表 示电场的情况
六、匀强电场 匀强电场 在电场某一区域里，如果各点的电场强度 大小和方向都相同，这个区域的电场就叫做匀强电场。
匀强电场的电场线：平行等间隔的直线
【例1】在与场电荷Q 相距 r = 30 cm 的P 点，q = 4.0×10-9 C 的负点电荷受到的电场力F = 2.0×10-5 N，方 向指向Q , 如图所示。（1）求P 点电场强度的大小和方向; （2）Q 为何种电荷，其电荷量是多少？
5.11011 N/C
场强的方向背离氢原子核
电子受到的电场力大小为
F qE 1.61019 5.11011 N
8.2108 N 方向指向氢原子核
2.在真空中有A、B、C三个电荷，依次放在同 一直线上，都处于平衡状态，若三个点电荷的 电量、电荷的正负及相互间距离都未知，根据 平衡条件能否判断这三个电荷
5. 方向： 规定电场中某点的电场强度方向跟正 电荷在该点所受电场力的方向相同。
当 q 为正电荷时，F 与 E 同向；
当 q 为负电荷时，F 与 E 反向。
Q
+
qF
+
E
Q
Fq
+
E
Q
Fq
+
E
Q
q
F
E
三、点电荷的电场强度
在点电荷Q 形成的电场中，距Q 为 r 的P 点，检验电荷
受到的电场力为
F

k
Qq r2
a· b· c·
Ea<Ec<Eb
五、电场线
1. 电场线 我们可以在电场中画出一系列带箭头的曲线，使这些 曲线上每一点的切线方向, 都和该点的电场强度方向相同。 这些曲线叫做电场线。
2. 几种典型的电场线 +
正点电荷形成的电场线
负点电荷形成的电场线
等量异种电荷形成的电场线 等量同种电荷形成的电场线
观察：电场线起始于何处？终止于何处？ 电场线起始于正电荷或无穷远, 终止于无穷远或负电荷。