高中物理电场强度
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高中物理电学公式大全一、电场。
1. 库仑定律。
- 公式:F = k(Q_1Q_2)/(r^2)(k = 9.0×10^9N· m^2/C^2)- 适用条件:真空中的点电荷。
2. 电场强度。
- 定义式:E=(F)/(q)(q为试探电荷,F是试探电荷在电场中所受的力)- 点电荷的电场强度:E = k(Q)/(r^2)(Q为场源电荷)- 匀强电场:E=(U)/(d)(U为电场中两点间的电势差,d为沿电场方向的距离)3. 电势差。
- 定义式:U_AB=frac{W_AB}{q}(W_AB是电荷q从A点移动到B点电场力做的功)4. 电场力做功。
- W = qU(q为电荷电量,U为电势差)- 特点:电场力做功与路径无关,只与初末位置的电势差有关。
5. 电势能。
- E_p = qφ(q为电荷电量,φ为电势)- 电场力做功与电势能变化关系:W_AB=E_pA-E_pB二、电路。
1. 欧姆定律。
- 部分电路欧姆定律:I=(U)/(R)(I为电流,U为电压,R为电阻)- 闭合电路欧姆定律:I=(E)/(R + r)(E为电源电动势,R为外电路电阻,r为电源内阻)- 路端电压:U = E - Ir2. 电阻定律。
- R=ρ(l)/(a)(ρ为电阻率,l为导体长度,a为导体横截面积)3. 焦耳定律。
- Q = I^2Rt(Q为电热,I为电流,R为电阻,t为时间)- 纯电阻电路(Q = W):Q=UIt=frac{U^2}{R}t = I^2Rt- 非纯电阻电路(Q≠ W):W = UIt,Q = I^2Rt,W>Q,P_总=UI,P_热=I^2R三、磁场。
1. 磁感应强度。
- 定义式:B=(F)/(IL)(F为通电导线在磁场中所受的安培力,I为电流强度,L为导线长度,B的方向为小磁针静止时N极所指方向)- 当B与I垂直时F = BIL;当B与I夹角为θ时F = BILsinθ2. 洛伦兹力。
- f = qvB(q为带电粒子电量,v为粒子速度,B为磁感应强度)- 当B与v垂直时;当B与v夹角为θ时f = qvBsinθ- 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动:qvB = mfrac{v^2}{r},可得r=(mv)/(qB),周期T=(2π m)/(qB)四、电磁感应。
高中物理电场知识点一、电场的定义电场是由带电粒子产生的物理场,能够对其他带电粒子施加力。
在电场中,任意一点上的电场强度描述了该点电场的作用强度和方向。
二、电场强度1. 定义:电场强度(E)是单位正电荷在电场中受到的力(F)。
2. 计算公式:E = F/q,其中q是测试电荷的量。
3. 方向:电场的方向是正电荷受力的方向,即电势降低最快的方向。
三、电场线1. 定义:电场线是用于形象表示电场分布的曲线,其切线方向表示电场方向,密度表示电场强度。
2. 特点:电场线从正电荷出发,终止于负电荷,不相交。
四、高斯定律1. 内容:高斯定律表明,通过任意闭合表面的电通量(Φ)等于该闭合表面内部净电荷量(Q)除以电常数(ε₀)。
2. 公式:Φ = ∮E⋅dA = Q/ε₀。
五、电势能和电势1. 电势能:两个带电粒子间的相互作用能称为电势能。
2. 电势:电势(V)是单位正电荷在电场中的电势能。
3. 关系:电势差(U)等于电场强度(E)与两点间距离(d)的乘积,U = E⋅d。
六、电容和电容器1. 电容:电容(C)表示电容器存储电荷的能力,单位是法拉(F)。
2. 电容器:电容器是一种能够存储和释放电能的器件,由两个导体板(极板)和一个绝缘介质组成。
3. 公式:C = Q/V,其中Q是存储的电荷量,V是两极板间的电势差。
七、电场的应用1. 电场在日常生活中的应用:如静电除尘、静电喷涂等。
2. 电场在科技领域的应用:如电场加速器、粒子探测器等。
八、重要性质1. 叠加原理:多个电荷产生的电场可以通过矢量叠加得到。
2. 电场的保守性:在保守电场中,电场力做功仅与初始和最终位置有关,与路径无关。
九、实验测量1. 电场强度的测量:使用电场强度计。
2. 电容的测量:使用电容表或通过电荷量和电势差的关系计算。
以上内容为高中物理电场知识点的直接概述,涵盖了电场的基本概念、计算方法和重要性质。
这些知识点是高中物理教学大纲中电学部分的核心内容,对于理解和应用电场理论至关重要。
高中物理复习:电场与电场强度考点一:电场(1)概念:存在于电荷周围的一种特殊物质,场与实物是物质存在的两种不同形式.(2)性质:对放入其中的电荷有力的作用,电荷间通过电场发生相互作用.(3)静电场:静止的电荷产生的电场.考点二:.电场强度(1)两种不同功能的电荷:①试探电荷:用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷,电荷量和尺寸必须较小.②场源电荷:产生电场的电荷.(2)定义:试探电荷在电场中某个位置所受的力与其电荷量成正比,即F =Eq ,在电场的不同位置,比例常数E 一般不一样,它反映了电场在这点的性质,叫做电场强度.(3)公式:E =F q.(4)单位:N/C 或V/m.(5)方向:电场强度是矢量,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静电力的方向相同.技巧总结:对电场强度的理解(深化理解)1.对电场强度的理解:(1)电场强度反映了电场的力的性质.(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.(3)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.公式E =F q 与E =kQr2的区别区别公式物理含义引入过程适用范围E =F q是电场强度大小的定义式F ∝q ,但E 与F 、q 无关,E 是反映某点处电场的性质适用于一切电场E =kQr 2是真空中点电荷场强的决定式由E =Fq和库仑定律导出,E 由Q 、r 决定在真空中,场源电荷Q 是点电荷考点三:点电荷的电场,电场的叠加1.真空中点电荷的场强①大小:E =k Qr2.②方向:Q为正电荷时,在电场中的某点P,E的方向由Q指向P;Q是负电荷时,E的方向由P指向Q.2.电场强度的叠加如果场源电荷不只是一个点电荷,则电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和.四:电场线、匀强电场1.电场线:画在电场中的有方向的曲线,曲线上每一点的切线方向与该点电场强度的方向一致.2.电场线特点:(1)起始于无限远或正电荷,终止于负电荷或无限远.(2)任意两条电场线不相交.(3)电场线的疏密表示电场的强弱.(4)电场线不是实际存在的线,是为了形象地描述电场而假想的线.3.匀强电场(1)定义:各点电场强度的大小相等、方向相同的电场.(2)匀强电场的电场线:间距相等的平行直线.技巧总结:对电场线的理解1.电场线的应用(1)比较电场强度大小:场强大处电场线密,场强小处电场线疏,故根据电场线的疏密可以比较场强的大小.(2)确定电场强度方向:电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向.2.电场线与带电粒子运动轨迹的关系:电场线不是带电粒子的运动轨迹,带电粒子在电场力作用下的运动轨迹可能与电场线重合,也可能不重合.可分以下几种情况讨论:(1)运动轨迹与电场线重合时应同时具备以下条件:①电场线为直线;②带电粒子的初速度为零,或初速度沿电场线所在直线;③带电粒子只受电场力,或其他力的合力沿电场线所在直线.(2)只在电场力作用下,以下情况带电粒子做曲线运动,且与电场线不重合:①电场线为直线时,有初速度且与电场线不共线;②电场线为曲线.3.常见电场线的类型图形特点点电荷正点电荷负点电荷(1)离点电荷越近,电场线越密集,场强越强.(2)若以点电荷为球心作一个球面,电场线处处与球面垂直,在此球面上场强大小处处相等,方向各不相同等量异号点电荷(1)两点电荷连线上各点处,电场线方向从正电荷指向负电荷,中点场强最小,越靠近点电荷场强越强(2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上,电场线的方向均相同,即场强方向均相同,且总与中垂面(线)垂直(3)沿中垂线从O 点到无穷远,场强逐渐减弱等量同号点电荷(1)两点电荷连线的中点O 处场强为零,此处无电场线,中点O 处附近的电场线非常稀疏,但场强并不为零(2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上,场强方向总沿面(线)远离O (等量正电荷)或指向O (等量负电荷)(3)在中垂面(线)上从O 点到无穷远处,场强先变强后变弱题型一:电场强度的定义1.关于电场强度有下列说法,正确的是()A .电场中某点的电场强度在数值上等于单位正电荷在该点所受的电场力B .电场强度的方向总是跟电场力的方向一致C .在点电荷Q 附近的任意一点,如果没有把试探电荷q 放进去,则这一点的电场强度为零D .根据公式FE q=可知,电场强度跟电场力成正比,跟放入电场中的试探电荷的电荷量成反比2.关于电场强度,下列说法正确的是()A .若在电场中的P 点不放试探电荷,则P 点的电场强度为零B .根据公式2QE kr =可知,若r 变为原来的2倍,则电场强度大小变为原来的14倍C .匀强电场中电场强度处处相同,所以任何电荷在其中受力都相同D .根据公式FE q=可知,若试探电荷所带电荷量q 减半,则该处的电场强度变为原来的2倍3.有关电场的理解,下述正确的是()A .由FE q=可知,电场强度E 跟放入的电荷q 所受的电场力成正比B .只有当电场中存在试探电荷时,电荷周围才出现电场这种特殊的物质,才存在电场强度C .电场强度是反映电场本身特性的物理量,与是否存在试探电荷无关D .由公式E =2Qkr 可知,在离带电体很近时,r 接近于零,电场强度达无穷大题型二:点电荷产生的电场强度问题4.在一个点电荷的电场中,让x 轴与它的一条电场线重合,x 轴上A 、B 两点的坐标如图甲所示。
高中物理电场强度与电势分布关键信息项:1、电场强度的定义与计算方法2、电势的定义与计算方法3、电场强度与电势的关系4、常见电场(如点电荷电场、匀强电场)中的电场强度与电势分布特点5、电场线与等势面的关系6、电场强度与电势分布在实际问题中的应用11 电场强度的定义与计算方法111 电场强度是描述电场强弱和方向的物理量。
其定义为置于电场中某点的电荷所受到的电场力 F 与电荷量 q 的比值,即 E = F / q 。
112 电场强度是矢量,其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。
113 计算电场强度时,对于点电荷产生的电场,其电场强度公式为E = kQ / r²,其中 k 为静电力常量, Q 为点电荷的电荷量, r 为该点到点电荷的距离。
114 对于多个点电荷组成的系统,电场强度可通过矢量叠加原理计算。
12 电势的定义与计算方法121 电势是描述电场能的性质的物理量。
在电场中,某点的电势等于单位正电荷在该点所具有的电势能。
122 选取电场中的某一点作为电势的零点,通常选取无穷远处或大地的电势为零。
123 点电荷产生的电场中,某点的电势公式为φ = kQ / r 。
124 对于多个点电荷组成的系统,某点的电势可通过电势叠加原理计算。
13 电场强度与电势的关系131 电场强度与电势在数值上没有直接的定量关系,但电场强度的方向沿着电势降低最快的方向。
132 电场强度的大小等于电势在空间上的变化率,即 E =Δφ /Δs ,其中Δφ 为电势差,Δs 为沿电场方向的距离。
14 常见电场中的电场强度与电势分布特点141 点电荷电场1411 电场强度:以点电荷为中心,距离越远,电场强度越小,方向沿径向向外(正电荷)或向内(负电荷)。
1412 电势:距离点电荷越远,电势越低,且与距离成反比。
142 匀强电场1421 电场强度:大小和方向处处相同。
1422 电势:沿电场线方向电势均匀降低。
15 电场线与等势面的关系151 电场线总是垂直于等势面。
高中物理电场知识点一、电场概念电场是指电荷在空间中所形成的一种物理场,是由于电荷的存在而产生的,可以对其他电荷施加电力作用。
二、电场强度1.定义:电场强度E是单位正电荷所受到的电力的大小,标量量,单位是伏/米(V/m)。
2.计算:由于电场强度是单位正电荷所受力的大小,可以通过电场强度的定义公式E=F/q计算,其中F为电荷所受力,q为单位正电荷的电荷量。
三、电场线与电势1.电场线:电场线是指在电场中,在任意一点的切线方向上,使得切线方向为电场强度方向的曲线。
2.电势:电势是指单位正电荷所具有的电位能,是标量量,用V表示,单位是伏特(V)。
3.电势的计算:电势的计算可以通过电场力做功的公式V=W/q计算,其中W为电场力对电荷做的功,q为电荷量。
四、点电荷的电场1.点电荷:电量集中在一个极点上的电荷称为点电荷。
2. 点电荷的电场强度:点电荷的电场强度E与与其距离r的关系式为E=kq/r^2,其中k为电场常数,q为点电荷的电荷量。
五、均匀带电直导线的电场1.均匀带电直导线:均匀带电直导线是指线上的电荷分布均匀的直导线。
2.均匀带电直导线的电场强度:均匀带电直导线上点P处的电场强度E与点P到直导线的距离r的关系式为E=λ/2πεr,其中λ为导线上单位长度的电荷量,ε为真空介电常数。
六、均匀带电平面的电场1.均匀带电平面:电荷均匀分布在一个平面上的电荷平面。
2.均匀带电平面的电场强度:均匀带电平面上点P处的电场强度E与点P到平面的距离d的关系式为E=σ/2ε,其中σ为平面上单位面积的电荷量。
七、电势差与电势能1. 电势差:在电场中,两点A和B之间的电势差Vab是指单位正电荷从A点移动到B点所获得的电位能的变化量。
2.电势能:电荷在电场中具有的电位能,当电荷与电势零点之间存在电势差时,电荷具有电势能。
八、电容和电容器1.电容:电容C是指单位电势差U所存储的电荷量,是标量量,单位是法拉(F)。
2.电容器:电容器是指能够存储电荷并且具有电容的器件。
高中物理每日一点十题之电场强度 一知识点电场强度1.定义:放入电场中某点的试探电荷q,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。
2.定义式:QF E =(适用于一切电场) 3.单位:牛每库(N/C) 或 伏/米(V/m).4.物理意义:描述电场强弱和方向的物理量。
某点的电场强度数值上等于单位正电荷所受的电场力。
5.电场强度的矢量性规定:跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同(跟负电荷在该点所受的静电力的方向相反);6.注意(1)区分:试探电荷(检验电荷)与场源电荷(源电荷)。
试探电荷要求:电荷量和尺寸必须充分小,可以看成点电荷。
(2)场强相同的条件:大小相等,方向相同。
(3)由电场强度 E= F/q ,可得电场力 F=qE 。
点电荷电场强度 1.表达式:2rQ k E = 2.适用条件:真空、静止、点电荷3.注意:Q :场源电荷; r :电场中的点到场源电荷Q 的距离。
十道练习题(含答案)一、单选题(共7小题)1. 在电场中某点放一检验电荷,其电荷量为q,检验电荷受到的电场力为F,则该点电场强度为E=,那么下列说法正确的是( )A. 若移去检验电荷q,该点的电场强度就变为零B. 若在该点放一个电荷量为2q的检验电荷,该点的电场强度就变为C. 若在该点放一个电荷量为-2q的检验电荷,则该点电荷强度大小仍为E,但电场强度的方向变为原来相反的方向D. 若在该点放一个电荷量为-q的检验电荷,则该点电场强度大小仍为E,电场强度的方向也还是原来的电场强度方向2. 由电场强度的定义式E=可知,在电场中的同一点( )A. 电场强度E跟F成正比,跟q成反比B. 无论试探电荷所带的电荷量如何变化,始终不变C. 如果电荷在电场中某点所受的静电力大,则该点的电场强度就强D. 一个小球在P点受到的静电力为0,P点的电场强度一定为03. 在电场中某点放一电荷量为-2.4×10-7 C的负电荷,该电荷受到的电场力为4.8×10-5 N,方向水平向东,则该点的电场强度大小和方向分别为( )A. 2×102 N/C水平向东B. 2×10-2 N/C水平向东C. 2×102 N/C水平向西D. 2×10-2 N/C水平向西4. 下列关于点电荷的场强公式E=k的几种不同的理解,正确的是( )A. 以点电荷Q为中心,r为半径的球面上,各处的场强相同B. 当r→0时,E→∞;当r→∞时,E→0C. 在点电荷Q产生的电场中,各点的场强方向一定是背向点电荷QD. 在点电荷Q产生的电场中,某点的场强大小与Q成正比,与r2成反比5. 真空中,A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r,则A、B两点的电场强度大小之比为( )A. 3∶1B. 1∶3C. 9∶1D. 1∶96. 如图所示,Q是真空中固定的点电荷,a、b、c是以Q所在位置为圆心、半径分别为r和2r球面上的三点,电量为-q的试探电荷在a点受到的库仑力方向指向Q,则( )A. Q带负电B. b、c两点电场强度相同C. a、b两点的电场强度大小之比为4∶1D. 将a处试探电荷电量变为+2q,该处电场强度变为原来两倍a与ab连线成60°角,b点的场强大小为E b,方向与ab连线成30°角,a、b两点距O点的距离分别为r a、r b,则关于a、b两点场强大小E a、E b的关系,以下结论正确的是( )A. E a=E bB. E a=E bC. E a=E bD. E a=3E b二、多选题(共3小题)8. 关于电场,下列说法正确的是( )A. 只要有电荷存在,电荷周围就一定存在着电场B. 电场不是客观存在的,是人们虚构的C. 电荷间的相互作用是通过电场产生的,电场最基本的性质是对放在其中的电荷有力的作用D. 电场只能存在于真空中和空气中,不可能存在于物体中9. 如图甲所示,在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出),O、A、B为x轴上的三点.放在A、B两点的试探电荷受到的静电力跟其所带电荷量的关系如图乙所示,则( )A. A点的电场强度大小为2×103 N/CB. B点的电场强度大小为2×103 N/CC. 点电荷Q在A、B之间D. 点电荷Q在O、B之间10. 下列关于电场强度的两个表达式E=和E=k的叙述,正确的是( )A. E=是电场强度的定义式,E的大小与F、q没有必然联系B. E=是电场强度的定义式,F是放入电场中的电荷所受的力,q是产生电场的电荷的电荷量,它适用于任何电场C. E=k是点电荷场强的计算公式,Q是产生电场的电荷的电荷量,它不适用于匀强电场D. 从点电荷场强计算式分析库仑定律表达式F=k,式中k是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小,而k是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小1. 【答案】D【解析】电场强度由电场本身的性质决定,与检验电荷无关,若移去检验电荷或改变检验电荷的电荷量,该点的电场强度大小与方向均不变,故D正确.2. 【答案】B【解析】电场强度是表示电场的强弱和方向的物理量,只跟场源电荷有关,跟放入其中的试探电荷无关,E=是电场强度的定义式,不是决定式,选项A、C错误,B正确;不带电的小球在P点受到的电场力为零,则P点的电场强度不一定为零,选项D错误.3. 【答案】C【解析】该点的电场强度大小E==2×102 N/C,方向与负电荷受力方向相反,水平向西.故选C.4. 【答案】D【解析】以点电荷Q为中心,r为半径的球面上,各处的场强大小相等、方向不同,场强是矢量,所以场强不同,故A错误.当r→0时,点电荷的场强公式E=k已经不适用,当r→∞时,E→0,故B错误.在点电荷Q产生的电场中,各点的场强方向与点电荷Q的性质有关,正点电荷产生的电场中,各点的场强方向是背向点电荷Q,负点电荷产生的电场中,各点的场强方向是指向点电荷Q,故C错误.在点电荷Q产生的电场中,场强为E=k,某点的场强大小与Q成正比,与r2成反比,故D正确.5. 【答案】C【解析】由点电荷产生电场的电场强度公式E=k可知,电场强度大小与该点到场源电荷的距离的二次方成反比,则E A∶E B=r∶r=9∶1,故选项C正确.6. 【答案】C【解析】电量为-q的试探电荷在a点受到的库仑力方向指向Q,电场强度方向背离Q,则Q带正电,A错误;根据公式E=k知,b、c两点电场强度大小相同,方向不同,B错误;根据公式E=k,a、b两点与Q距离之比为1∶2,所以a、b两点的电场强度大小之比为4∶1,C正确;场强由电场本身决定,与检验电荷无关,所以a处的试探电荷电量变为2q,该处场强不变,D错误.7. 【答案】D【解析】由题图可知,r b=r a,再由E=可知,==3,D正确.8. 【答案】AC【解析】电荷周围存在着电场,电场对放在其中的电荷有力的作用,电荷之间的相互作用是通过电场发生的,A、C正确;电场是一种物质,它与其他物质一样,不依赖于我们的感觉而客观存在,在真空中、导体中都能存在,B、D错误.9. 【答案】AC【解析】在F-q图像中,斜率大小表示电场强度大小.A点,E==N/C=2×103 N/C,A 正确;B点,E′==N/C=5×102 N/C,B错误;由于A点和B点场强方向相反,故Q在A、B之间.C正确,D错误.10. 【答案】ACD【解析】公式E=是电场强度的定义式,是比值定义法,即E的大小与F、q没有必然联系,选项A 正确;公式E=是电场强度的定义式,F是放入电场中的电荷所受的力,q是放入电场中的电荷的电荷量,它适用于任何电场,选项B错误;公式E=k是点电荷场强的计算公式,Q是产生电场的电荷的电荷量,它不适用于匀强电场,选项C正确;从点电荷场强计算式分析库仑定律表达式F=k,式中k是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小,而k是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小,选项D正确.。
电场强度【要点梳理】要点一、电场、电场强度 要点诠释: 1、电场(1)产生:电场是在电荷周围存在着的由自由电荷产生的一种传递电荷间相互作用的特殊物质. (2)基本性质:对放入其中的电荷(不管是静止的还是运动的)有力的作用,这种力叫电场力.电场具有能量.2、试探电荷与场源电荷(1)试探电荷:用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷,也叫检验电荷.这种电荷必须电量很小、体积很小.(2)场源电荷:被检验的电场是由电荷Q 激发的,则电荷Q 被称为场源电荷或源电荷. 3、电场强度 (1)物理意义电场强度是描述电场强弱及方向的物理量,反映了电场力的特性. (2)定义在电场中放一个检验电荷,它所受到的电场力跟它所带电量的比值叫做这个位置上的电场强度,简称场强.定义式: qFE =单位:牛/库(N / C ) (3)电场强度的理解①矢量性:场强是矢量,其大小按定义式FE q=计算即可,其方向规定为正电荷在该点的受力方向.负电荷受电场力方向与该点场强方向相反.②唯一性:电场中某一点处的电场强度E 的大小和方向是唯一的,其大小和方向取决于场源电荷及空间位置.是客观存在的,与放不放检验电荷以及放入检验电荷的正、负电量的多少均无关,既不能认为与成正比,也不能认为与成反比.(4)电场强度和电场力的比较 ①由电场强度的定义式FE q=,可导出电场力F=qE. ②电场力是由电荷和场强共同决定的,而场强是由电场本身决定的. 要点二、点电荷的电场 要点诠释:1、点电荷Q 在真空中形成的电场 (1)大小:E =k2r Q ,Q 为场源点电荷,r 为考察点与场源电荷的距离.(2)方向:正电荷受电场力的方向为该点场强方向, 负电荷受电场力的方向与该点场强方向相反. 可见,在点电荷形成的电场中,在以点电荷为球心的球面上的各点电场强度大小相等,但方向不同.F E q=是电场强度大小的定义式 由比值法引入,E 与F 、q 无关,反映某点电场的性质适用于一切电场电场强度由场本身决定,与试探电荷无关,不能理解为E 与F 成正比,与q 成反比2Q E k r=是真空中点电荷场强的决定式 由F E q=和库仑定律导出真空中的点电荷2kQ E r=告诉人们场强大小的决定因素是Q 和r ,而FE q=中E 与F 、q 无关. 要点诠释:(1)定义:电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场. (2)特点:电场线是间隔相等的平行直线.(3)常见的匀强电场:两等大、正对且带等量异种电荷的平行金属板间的电场中,除边缘附近外,就是匀强电场. 【典型例题】类型一、对电场强度的理解例1、在真空中O 点放一个试探电荷Q=+1.0×10-9C ,直线MN 通过O 点,OM 的距离r=30cm ,M 点放一个试探电荷q=-1.0×10-10C,如图所示.求: (1)q 在M 点受到的作用力; (2)M 点的场强;(3)拿走q 后M 点的场强; (4)M 、N 两点的场强哪点大?(5)如果把Q 换成电荷量为-1.0×10-9C 的点电荷,情况又如何?【解析】本题分层次逐步递进地考查了电场和电场强度的理解,求解释时要注意区分场源电荷和试探电荷.本题中Q 是场源电荷,q 是试探电荷.(1)电荷q 在电场中M 点所受到的作用力是Q 通过它的电场对q 的作用力,根据库仑定律91098221.010 1.0109.010 1.0100.3Qq F k N N r ---⨯⨯⨯==⨯⨯=⨯因为Q 为正电荷,q 为负电荷,库仑力是引力,所以力的方向沿MO 指向Q.(2)M 点的场强891.010/100/1.010F E N C N C q --⨯===⨯ (3)在M 点拿走检验电荷q ,M 点的场强是不变的.其原因在于场强是反映电场的力的性质的物理量,它是由形成电场的场源电荷Q 决定的,与检验电荷q 是否存在无关.(4)根据公式2QE k r=知道,M 电场强较大.(5)如果把Q 由正电荷换成负电荷,其电荷量不变,除去q 所受的库仑力的方向和场强的方向变为原来的反方向外,其他情况不变.【变式1】 关于电场,下列说法正确的是( )A 、由FE q=知,若q 减小,则该处电场强度为原来的2倍 B 、由2QE kr =知,E 与Q 成正比,而与r 2成反比 C 、由2QE k r=知,在以Q 为球心,以r 为半径的球面上,各处电场强度均相同D 、电场中某点电场强度方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向 【答案】B【变式2】在电场中某点放一检验电荷,其电量为q ,受到的力为F ,则该点电场强度为FE q=,那么( )A 、若移去检验电荷,该点电场强度变为零;B 、若该点放一电量为2q 的检验电荷,则该点电场强度变为E/2;C 、该点放一电量为2q 的检验电荷,该点电场强度仍为E ;D 、该点放一电量为2q 的检验电荷,该点电场强度为2E. 【答案】C要点四、电场的叠加如果空间有几个点电荷同时存在,它们的电场就互相叠加,形成合电场,这时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,这叫作电场的叠加原理.电场叠加时某点场强的合成遵守矢量运算的平行四边形定则. 类型二、电场强度的叠加例2、(2015 山东高考)直角坐标系xOy 中,M 、N 两点位于x 轴上,G 、H 两点坐标如图,M 、N 两点各固定一负点电荷,一电量为Q 的正点电荷置于O 点时,G 点处的电场强度恰好为零。
(用计算机展示几种典型电场线的分布图,并介绍它们的特点)
问:根据我们所看到的几种电场线,谁能归纳一下电场线的方向有什么特点?
教师归纳:电场线总是从正电荷出发,终止于负电荷或无穷远,如果只有负电荷,则电场线来自无穷远,终止于负电荷。
问:任意两条电场线都不会相交,这是为什么?
教师归纳:如果相交,则交点就会有两个切线方向,而同一点场强的大小和方向是唯一的。
实验模拟以上几种典型的电场线。
归纳:大家要特别注意一个问题:我们虽然可以用实验模拟电场线的分布,但是,电场线并不是电场中真实存在的曲线,它只是我们为了形象地描述电场而引入的。
大家知道,法拉第首先
提出了电场,并用电场线形象地描述电场的分布,这在物理学中是非常重要的。
虽然法拉第当时认为电场线是真实的曲线,这是不对的,但是,法拉第的场线思想却是非常宝贵的。
用场线来形象地描绘矢量场的分布这种方法一直被普遍地采用着。
小结:(投影片)
电场是电荷周围客观存在的一种物质,它“看不见”、“摸不着”,我们是怎么认识它的呢?根据电场和其它物质的相互作用来认识电场的。
为此我们引入了检验电荷,用检验电荷是否受到电场力来判断电场是否存在;又用检验电荷受到的电场力与它的电量的比值即电场强度来定量描述电场的性质。
用电场线形象地描述电场的分布。
课堂训练
1.关于电场强度,下列说法正确的是:
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。