电场 电场强度和电场线(完美版)

怎样检验空间中是否存在看不见 又摸不着的电场呢？ 我们利用电场的基本性质： 电场对放入其中的电荷有力的作用来检验。
电场力
即：把一个检验电荷放入场源电荷产
生的电场中，看是否受到力的作用。
一、电场
认识检验电荷和场源电荷：
1、场源电荷：产生电场的电荷 2、检验电荷：用来检验电场是否存在及其 强弱分布情况的电荷。 对检验电荷的要求：
A B
例8、 如图，是静电场的一部分电场线的分布， B 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 B 线方向
A
例9、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 ）
问题5 怎样形象描述电场？
1.定义:在电场中画出一些有方向的曲线, 如果曲线上各点的切线表示该点的电场方 向,这样的曲线叫做电场线。 2.物理意义:
说明：可以粗略地描述电场强度的大 小和方向（但是形象、直观）。
疏密程度-----该点场强的大小(强弱) 切线方向-----该点的电场方向
3.几种常见电场中电场线的分布及特点
四、电场的叠加
问题4 如何求电场中的合场强？
电场叠加原理：在几个点电荷共同形
成的电场中，某点的场强等于各个 电荷单独存在时在该点产生的场强 的矢量和，这叫做电场的叠加原理。
四、电场的叠加
E E1 E E2 +Q E2 E1 -Q +Q E2 E1 +Q E2 E1
例5、在真空中有两个点电Q1=+3.0×10-8C 和Q2=-3.0×10-8C，它们相距0.1m。求电场 中A点的场强。A点与两个点电荷的距离r相 等r=0.1m。 E1
归纳：常见几种电场线
匀强电场
等量异种点电荷的电场
等量同种点电荷的电场
4、电场线的性质 ①假想的曲线，并不真实存在。 ②起于正电荷,止于负电荷。 ③不相交,不闭合。 ④电场线不是电荷的运动轨迹。
例7、 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
P Q P Q P Q P Q
A
Hale Waihona Puke Baidu
B
C
D
例10、 如图1所示，A、B是一个点电荷产生的电 场的电场线，如图2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 b A、点电荷是正电荷，位置在B侧 A B 图1 a B、点电荷是正电荷，位置在A侧 F C、点电荷是负电荷，位置在A侧 b D、点电荷是负电荷，位置在B侧
那么，没有接触的两 个电荷之间的相互作用靠 什么传递呢？
一、电场
19世纪30年代，法拉第提出一种观念，认为在电荷的周围 存在着由它产生的电场（electric field），处在电场中的其他电荷 受到的作用力就是这个电场给予的。
A
电荷
产生 电场
对A作用
B
对B作用
电荷
产生
B受到的力是A产生 的电场对B的作用力
点电荷1m处的A点放一电荷量为4×10-9C的检验电荷，检
水平向左 验电荷受到的电场力大小为________N，方向_____ , A点 3.6×10-3
9×105 水平向左 的场强为________N/C,方向________；换成电荷量为-3×109C的检验电荷，则检验电荷所受的电场力______N,方向 2.7×10-3
（3）等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线 分布情况
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
（4）匀强电场
特点： a、匀强电场是场强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、电场线的疏密均匀，电场方向与电场 线平行
A E
2kQ1 E= r2 cos60°
E2
代入数值得：E=2.7×104 N/C
Q1
Q2
例6、如图，在x轴上的x = -1和x =1两点 分别固定电荷量为- 4Q 和+9Q 的点电荷。 求：x轴上合场强为零的点的坐标。并求 在x = -3点处的合场强方向。
- 4Q +9Q 1
答案：x=-5，向右
三、点电荷的电场
Q Q 1、决定式： k E 2 r r
：场源电荷
：电场中某点到Q的距离
条件：只适用于真空中点电荷! 2、方向： + -
正电荷
发散
负电荷
收敛
F Q 3、 E 和 E k 2 的区别： r q
公式 适用范围
定义式，适用 于一切电场 决定式，仅 对点电荷的 电场适用
场强与电荷
（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。
（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。
例3、关于电场强度，下列说法正确的是（ B ） A.E=F/q，若q减半，则该处的场强变为原来的2倍 B.E=kQ/r2中，E与Q成正比，而与r平方成反比 C.在以一个点电荷为球心，r为半径的球面上，各 点的场强均相同 D.电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到 的电场力的方向
例4、真空中有两个点电荷A、B，相距 0.2m，相互间的引力为9×10-3N，已知A 的带电量为+1×10-8C，则点电荷B在点 电荷A位置处的电场强度大小为 9×105N/C __________，点电荷A在点电荷B位置处 2.25×103 的电场强度大小为________N/C ，点电 4×10-6C 荷B的电量为_______。
二、电场强度
5.方向：物理学中规定，电场中某点的电场强 度的方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向 相同。与负电荷在电场中某点受到的电场力的 E F 方向相反。 +Q +q F E -q +Q F E 6.电场力： -Q +q F=qE E F -q -Q
例1、真空中有一电荷量为-1×10-4C的点电荷，在距离
-5
-3 -1
六、电场线
在玻璃或塑料容器中盛一些蓖麻油，将两个电 极分别连到感应起电机的正负导电杆上，把头
发屑撒在蓖麻油表面，转动感应起电机，在电
场中头发屑会排列起来，显示出电场线的分布。
模拟点电荷电场线
模拟等量异号电荷电场线
模拟等量同号电 荷电场线
模拟带有等量异号电荷 的一对金属板电场线
六、电场线
q
图2
水平向右 _______;该点的场强为
9×105
水平向左 N/C，方向_______。如果把
检验电荷取走，则A点的电场强度为 9×105 N/C，方
_
向
水平向左
。
二、电场强度
问题3 点电荷的场强如何？
利用电场强度定义和库仑定律，推导 真空中点电荷周围某点的电场强度。
F E q
F
kQq r2
Qq k 2 F r kQ E 2 q q r
q是检验电荷， E与q大小、有 无无关
由场源电荷Q 及该点到Q的 距离r决定
F E q
Q Ek 2 r
F Q 例2、关于 E ……①和 E k 2 ……②，下列说 q r
法中正确的是（ C ） （1）①式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入 电场中试探电荷的电量。 （2）①式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生 电场电荷的电量。 （3）②式中，Q是放入电场中的试探电荷的电量。 （4）②式中，Q是场源电荷的电量。 A、（1）（3） C、（1）（4） B、（2）（3） D、（2）（4）
武胜中学
吴建兵
问题探究
物体之间的相互作用，有的需要通过接触；
例如：压力,支持力,拉力和摩擦力等。
问题探究
物体之间的相互作用，有的不需要接触。
真空中两个静止点电 荷之间的相互作用力。 公式：
静电力（库仑力）
不需要接触就可以产生
力的作用 电荷 电荷
Q1Q2 FK 2 r
作用力方向在它们的 连线上。同性相斥， 异性相吸。
A受到的力是B产生 的电场对A的作用力
法拉第 Faraday
（1791－1867）
让我们一起来想象这个“电场”： 1、看不见、摸不着；却是客观存在的物质。 2、只要存在电荷，它就存在。
一、电场
＋＋＋＋＋＋＋
＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ + + + + +
即：任何带电体的周围都存 在电场！
+Q -
一、电场
（1）电荷量应当充分小，放入电场之后，不致影响 原来要研究的电场（即源电场）。
（2）体积要充分小，以便它在电场中有确定的位置， 便于用来研究电场（源电场）中各点的情况。
一、电场
问题1：能否用电场力的大小表示电场的强弱？
不同的电荷在电场中同一点所受的电场力 不同,但电场中同一点的电场的强弱是一定的, 因此不能用电场力的大小来表示电场的强弱。
一、电场
问题2 怎样描述电场的强弱呢？
实验表明： 1.电场中的同一点，不同电荷所受力同， 但比值F/q是一定的。 2.电场中不同的点，同一电荷所受力也 不同，比值F/q一般是不同的。 结论: F/q能反映电场中某点的性质——电场 的强弱。
二、电场强度
1.定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟 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。 F 2.定义式： E （适用于一切电场） q 3.单位： (N/C) ， (V/m) ，1 V/m=1N/C 4.物理意义： 电场场强反映电场力的性质，由电场本身决定， 与试探电荷是否存在、电荷的正负、电荷量的大 小及受到的电场力都无关。