电场及其描述

第3节电场及其描述

[先填空]

1．电场：电荷周围存在电场，电荷之间的相互作用力是通过电场传递的．

图1-3-1

2．电场力：电场对于处在其中的电荷的作用力．

3．电场强度

(1)场源电荷和试探电荷：电场最明显的特征就是对置入其中的电荷有力的作用，激发电场的电荷被称为场源电荷或源电荷，检验电场是否存在或强弱分布

的电荷称为试探电荷或检验电荷．

(2)放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强，用E表示．

(3)公式：E＝F q.

(4)方向：跟正电荷在该点所受电场力的方向相同．

(5)单位：牛/库，符号：N/C.

(6)物理意义：描述电场力的性质的物理量，反映电场的强弱．

[再判断]

1．电场是人们为了解释电荷间的作用力，人为创造的，并不是真实存在的．(×)

2．电场看不见、摸不着，因此电场不是物质．(×)

3．公式E＝F

q是电场强度的比值定义式，适用于一切电场．(√)

4．电场强度定义式E＝F

q为我们提供了一种计算静电力的方法，即F＝

qE.(√)

[后思考]

根据电场强度的定义式E＝F

q，是不是只有试探电荷q存在时，电场才存

在？

【提示】不是，电场是由场源电荷产生的，与试探电荷的存在与否没有关系．

[合作探讨]

把同一试探电荷放在电场中的不同位置，由图1-3-2可知，该试探电荷在不同点所受的电场力的大小和方向不相同，这说明各点的电场的强弱和方向不相同．

图1-3-2

探讨1：用什么物理量表征电场的强弱？如何定义这个物理量？

【提示】电场强度，可以通过试探电荷受力来定义．

探讨2：同一位置，放不同试探电荷，试探电荷受力越大，则该位置场强越强吗？

【提示】E与F无关，E与试探电荷q无关．

[核心点击]

1．对电场的认识

电场是客观存在的一种特殊物质，并非由分子、原子组成．场和实物是物质存在的两种不同形式．

2．对电场强度的三点理解

(1)矢量性：场强有大小和方向，是矢量．

(2)唯一性：电场中某点的电场强度是唯一的，是由电场本身的性质即形成电场的源电荷与空间位置决定的．电场中某点的电场强度，既与该点试探电荷的电荷量q无关，又与该点试探电荷受力无关．即使无试探电荷存在，该点的电场强度依然是原有的值．

(3)叠加性：某空间中有多个电荷时，该空间某点的场强等于所有电荷在该点产生的电场强度的矢量和．

3．电场强度与电场力比较

1．关于电场强度的概念，下列说法正确的是()

【导学号：34022006】

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

【解析】 电场中某点场强的大小由电场本身决定，与试探电荷的受力情况及电荷性质无关，故A 、D 错误，C 正确；而电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同，与负电荷所受电场力方向相反，与放入试探电荷的正负无关，B 错误．

【答案】 C

2．一检验电荷q ＝＋4×10－9 C ，在电场中某点P 受到的电场力大小为F ＝6×10－7 N ，方向水平向右．求：

(1)P 点的电场强度；

(2)没有检验电荷时P 点的电场强度；

(3)若将检验电荷换为q ′＝－1.2×10－

6 C ，再放于P 点，此检验电荷所受的

电场力F ′.

【解析】 (1)根据电场强度的定义式E ＝F

q ，得P 点的电场强度大小为E ＝F q ＝6×10－7

4×10

－9 N/C ＝1.5×102 N/C. 由于检验电荷电性为正，则P 点电场强度的方向与其所受电场力的方向相同，为水平向右．

(2)电场强度是描述电场的物理量，跟有无检验电荷无关，所以没有检验电荷时，P 点的电场强度大小仍为1.5×102 N/C ，方向为水平向右．

(3)由E ＝F

q 得F ＝qE

F ′＝q ′E ＝1.5×102×1.2×10－6 N ＝1.8×10－4 N

负电荷所受电场力的方向与该点场强的方向相反，所以F ′方向为水平向左．

【答案】 (1)1.5×102 N/C ，方向水平向右 (2)1.5×102 N/C ，方向水平向右 (3)1.8×10－4 N ，方向水平向左

对E ＝F

q 的深刻认识

(1)对于电场强度的公式E ＝F q 不能仅从数学的角度理解成E ∝F ，E ∝1

q ，这是错误的．

(2)产生电场的电荷，通常被称为场源电荷，简称源电荷，而试探电荷正是用来检验场源电荷产生的电场的强弱和方向的．

[先填空] 1．点电荷的电场 (1)公式：E ＝k Q

r 2.

(2)含义：点电荷Q 的电场中任意点的电场强度的大小，与点电荷的电荷量成正比，与该点到点电荷距离的平方成反比．

2．匀强电场：电场中各点的电场强度的大小和方向都相同的电场． [再判断]

1．根据E ＝k Q

r 2，点电荷电场强度与场源电荷Q 成正比，与距离r 的平方成反比．(√)

2．E ＝kQ

r 2适用于计算一切电场中的电场强度．(×) 3．E ＝kQ

r 2与Q 无关．(×) [后思考]

以点电荷为球心的球面上各点电场强度处处相同吗？为什么？

【提示】 不同．以点电荷为球心的球面上电场强度处处大小相等，但方向