第3节电场强度(电场线)

第3节电场__电场强度和电场线1．电场是电荷周围存在的一种特殊物质，它对放入其中的电荷有力的作用。

2．电场强度是用来描述电场的力的性质的物理量，其定义式为E＝F q。

3．电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向规定为正电荷在该点所受的静电力的方向。

4．电场线是为了形象描述电场而引入的假想的线，是由英国物理学家法拉第首先提出的。

其疏密程度表示电场的强弱，其每点的切线方向表示该点的电场强度的方向。

5．匀强电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，其电场线是间隔相等的平行直线。

一、电场1．电场的概念与基本性质2．电场力电场对电荷的作用力。

3．静电场静止电荷周围产生的电场。

二、电场强度1．检验电荷和场源电荷 (1)检验电荷(2)场源电荷如果电场是由某个带电体激发产生的，那么该带电体所带的电荷称为场源电荷或源电荷。

2．电场强度(1)定义：放入电场中某处的检验电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值。

(2)公式：E ＝Fq 。

(3)单位：牛每库，符号N/C 。

(4)方向：电场强度是矢量，规定某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同。

负电荷在电场中某点所受的静电力的方向跟该点电场强度的方向相反。

3．真空中点电荷的场强 (1)大小：E ＝k Qr 2。

(2)方向①正点电荷：某点P 的场强方向沿着二者连线背离正电荷，如图1-3-1甲所示。

图1-3-1②负点电荷：某点P 的场强方向沿着二者连线指向负电荷，如图乙所示。

三、电场线 1．概念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。

2．特点(1)曲线上切线方向表示该点的场强方向。

(2)起始于正电荷(或无穷远)终止于负电荷(或无穷远)，电场线不闭合。

(3)任意两条电场线不相交。

(4)电场线的疏密表示场强的强弱。

(5)电场线是为了形象描述电场而假想的曲线，实际并不存在。

3．几种常见典型电场的电场线1．自主思考——判一判(1)在电场中的电荷，不论是静止的还是运动的，都受到电场力的作用。

第3节电场电场强度[学习目标] 1.知道电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质。

2.理解电场强度的定义及物理意义，知道它的矢量性。

3.会推导点电荷电场强度的计算式并能进行有关的计算。

4.知道电场强度的叠加原理，会应用该原理进行简单计算。

5.理解电场线的概念，了解常见的电场线的分布特点，知道什么是匀强电场。

知识点一电场电场强度❶电场(1)电场：存在于电荷周围的一种特殊物质，电荷之间的相互作用是通过电场产生的。

(2)场像分子、原子等实物粒子一样具有能量，场是物质存在的一种形式。

❷电场强度(1)试探电荷与场源电荷①试探电荷：为了便于研究电场各点的性质而引入的电荷，是电荷量和体积都很小的点电荷。

②场源电荷：激发电场的带电体所带的电荷，也叫源电荷。

(2)电场强度①定义：放入电场中某点的试探电荷所受的静电力与它的电荷量之比，叫作该点的电场强度。

②定义式：E＝F q。

③单位：牛每库，符号为N/C。

④方向：电场强度是矢量，规定电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同，与负电荷在该点所受静电力的方向相反。

1.电场的性质(1)唯一性：电场中某点的电场强度E的大小和方向都是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)决定的，与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关。

电场中不同的地方，电场强度一般是不同的。

(2)矢量性：电场强度描述了电场的强弱，是矢量，其方向与在该点的正电荷所受电场力的方向相同，与在该点的负电荷所受电场力的方向相反。

2.对电场强度公式E＝Fq的理解(1)公式E＝Fq是电场强度的比值定义式，适用于一切电场中电场强度的计算。

(2)公式E＝Fq可变形为F＝qE，正电荷所受静电力方向与该点电场强度方向相同，负电荷所受静电力方向与该点电场强度方向相反。

【例1】如图所示，在一带负电荷的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q1＝－2.0×10－8 C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0×10－6 N，方向如图，则：(1)B处电场强度多大？方向如何？(2)如果换成一个q2＝＋4.0×10－7 C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处电场强度多大？(3)如果将B处电荷拿走，B处的电场强度是多大？答案(1)200 N/C方向与F1方向相反(2)8.0×10－5 N200 N/C(3)200 N/C解析(1)由电场强度公式可得E B＝F1|q1|＝4.0×10－62.0×10－8N/C＝200 N/C，因为B处是负电荷，所以B处电场强度方向与F1方向相反。

第3节电场电场强度核心素养物理观念科学思维科学探究1.知道电场是客观存在的一种特殊物质。

2.掌握电场强度的概念、公式、矢量性及方向的规定。

3.知道电场线，熟记几种常见电场的电场线。

1.领悟比值定义法定义物理量的特点。

2.能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式，并能进行有关的计算。

3.在进行场强叠加等计算时培养综合分析能力和知识的迁移能力。

通过实验探究和定量分析，了解电场强度，体会用物理量之比定义新物理量的方法。

知识点一电场[观图助学](1)如图甲所示，F1和F2为电荷q1和q2间的相互作用的库仑力，那么F1和F2各是怎样产生的？(2)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。

如图乙所示，带电橡胶棒与水流没有接触，就可以发生静电力的作用。

那么，它们之间的相互作用是通过什么发生的？甲乙1.电场电荷的周围存在着由它产生的电场。

电荷之间的相互作用是通过电场产生的。

2.电场的基本性质电场对放入其中的电荷有力的作用。

由静止的电荷产生的电场，叫作静电场。

[思考判断](1)电场看不见，摸不着，因此电场实际不存在。

(×)(2)电场是一种特殊物质，并非由分子、原子组成，但客观存在。

(√)(3)电荷间的相互作用是通过电场发生的。

(√)知识点二电场强度[观图助学]观察上图，连接小球的细绳与竖直方向的夹角不同，离电荷Q越远，夹角越小，这说明了什么问题？猜想：电场的强弱与哪些因素有关呢？1.试探电荷与场源电荷(1)试探电荷：如上图所示，带电小球q是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的，称为试探电荷，或检验电荷。

(2)场源电荷：被检验的电场是电荷Q所激发的，电荷Q称为场源电荷，或源电荷。

2.电场强度(1)定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫作该点的电场强度。

(2)定义式：E＝F q。

(3)单位：牛/库(N/C)，伏/米(V/m)。

第九章 第三节 电场 电场强度考点精讲与习题训练解析版考点一：电场强度的定义和单位【技巧与方法】（1）对公式E ＝Fq的理解公式E ＝Fq 适用于任何电场，电场强度的大小可以由该式计算，但某点的电场强度只由电场本身决定。

（2）对电场强度的理解①电场强度反映了电场具有力的性质。

②唯一性：电场中某点的电场强度E 是唯一的，是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)决定的，与是否放入试探电荷、放入试探电荷的电性、试探电荷的电荷量多少均无关。

电场中不同的位置，电场强度一般是不同的。

③矢量性：电场强度描述了电场的强弱和方向，其方向与在该点的正电荷所受静电力的方向相同，与在该点的负电荷所受静电力的方向相反。

【例1】在电场中某点放一电量为125.010C -⨯的负电荷，受到方向竖直向下、大小为83.010N -⨯的电场力，则该处的场强大小为________N/C ，方向_________； 【答案】 3610N/C ⨯ 竖直向上 【详解】[1][2]该处的场强大小为负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反，则电场强度的方向竖直向上。

【针对训练1】关于场强的两个公式①F E q =，②2QE k r=，下列说法正确的是（ ） A ．公式①适用于任何电荷形成的电场B ．公式①中，F 是放入电场中的点电荷受的电场力，q 是产生电场电荷的电量C ．公式②只能在真空中适用且只能用于点电荷形成的电场D ．公式②中，Q 是产生电场电荷的电量 【答案】ACD【详解】A ．因公式①为电场强度的定义式，适用于任意电场，故A 正确；B ．公式①中，q 为试探电荷的电量，即为放入电场中电荷的电量，而F 是放入电场中的电荷所受的力，故B 错误；C ．公式②是由库仑定律得出的直空中点电荷周围的场强，故只能适用于真空中点电荷形成的电场，故C 正确；D ．公式②中，Q 是场源电荷，r 是到场源电荷的距离，故D 正确。

故选ACD 。

考点二：点电荷与均匀球体（球壳）周围的场强【技巧与方法】（1）点电荷的电场①点电荷产生的电场的电场强度的大小：E ＝kQ r 2。

第三节、电场电场强度第3节电场电场强度1、电场：电荷A和B是怎样通过电场与其他电荷发生作用．电荷A对电荷B的作用，实际上是电荷A 的电场对电荷B的作用；电荷B对电荷A的作用，实际上是电荷B的电场对电荷A的作用．（1）电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质——电场发生的，电荷的周围都存在电场.特殊性：不同于生活中常见的物质，看不见，摸不着，无法称量，可以叠加.物质性：是客观存在的，具有物质的基本属性——质量和能量.（2）基本性质：主要表现在以下几方面①引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用，且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样.②电场能使引入其中的导体产生静电感应现象.③当带电体在电场中移动时，电场力将对带电体做功，这表示电场具有能量.电场具有力和能的特征因为电场具有方向性以及各点强弱不同，所以造成同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小不同，我们用电场强度来表示电场的强弱和方向．2、电场强度(E)：试探电荷和场源电荷----（1）关于试探电荷和场源电荷注意：检验电荷是一种理想化模型，它是电量很小的点电荷，将其放入电场后对原电场强度无影响指出：虽然可用同一电荷q在电场中各点所受电场力F的大小来比较各点的电场强弱，但是电场力F的大小还和电荷q的电量有关，所以不能直接用电场力的大小表示电场的强弱．实验表明：在电场中的同一点，电场力F与电荷电量q成正比，比值F/q由电荷q在电场中的位置所决定，跟电荷电量无关，是反映电场性质的物理量，所以我们用这个比值F/q来表示电场的强弱．（2）电场强度①定义：电场中某一点的电荷受到的电场力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。

公式（大小）：E=F/q （适用于所有电场）单位：N/C意义P13②方向性：物理学中规定，电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同．负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点的场强方向相反．将检验电荷放入点电荷周围的电场中某点，判断其所受的电场力的大小和方向，从而得出该点场强．．◎唯一性和固定性电场中某一点处的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放入该点电荷q无关，它决定于电场的源电荷及空间位置，电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷无关.总结公式E=F/q和E=kQ/r2的区别及联系．3、（真空中）点电荷周围的电场、电场强度的叠加（1）点电荷周围的电场①大小：E=kQ/r2 （只适用于点电荷的电场）②方向：如果是正电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q；如果是负电荷：E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q．说明：公式E=kQ/r2中的Q是场源电荷的电量，r是场中某点到场源电荷的距离．所以，空间某点的场强是由产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离决定的，与检验电荷无关．电场的叠加原理．（2）电场强度的叠加原理：某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和．（1）关于静电平衡（2）静电平衡后导体内部电场的特点：①处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零（注意：这时的场强是合场强，即外电场和感应电场的叠加）②处于静电平衡状态的导体，电荷只分布在导体的外表面上。