电场电场强度

学科物理学科物理 教学内容电场教学内容电场电场强度电场强度 【基础知识精讲】【基础知识精讲】 1.电场 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. 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. 可见，电场具有力和能的特征. 2.电场强度反映电场的力的性质的物理量 定义在电场中某位置放一电荷q，电荷在该点所受电场力F 与其电荷量 q 的比值称为 电场中该点的电场强度，简称场强. E＝ F q 1方向性 规定正的检验电荷受力的方向为该点的场强方向， 如检验电荷为负， 则该点的场强方向 为其受力方向的反方向. 2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. 3叠加性 在同一空间里， 如果有几个静止电荷在空间同时产生电场， 那么空间某点的场强是各场 源电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和. 3.点电荷的场强公式 点电荷 Q 在真空中产生的电场强度大小为 Ek Q r2 其中，Q 是产生电场的场源电荷的大小，r 是所研究点到场源电荷的距离. 【重点难点解析】【重点难点解析】 重点电场强度是描述电场性质的物理量. 2 难点理解 E＝F/q 和 E＝kQ/r 这两个公式的含义、区别和联系. -6 例 1把一个电量 q-10 C 的电荷，依次放在带正电的点电荷 Q 周围的 A、B 两处，如 -3-3 图，受到的电场力大分别是FA＝510 N,FB＝310 N. 1画出电荷 q 在 A、B 两处的受力方向. 2求出 A、B 两处的电场强度. -5 3如在 A、B 两处分别放上另一电量q′＝10 C 的电荷，受到的电场力各为多大 解析解析 1电荷 q 在 A、 B 两处的受力方向分别沿着它们与点电荷Q 的连线向内， 如下图 中，FA、FB所示. 2A、B 两处的场强大小分别为 F A 5103 3 EA＝＝＝510 N/C, 6q10 F B 3103 3 EB＝＝＝310 N/C. 6q10 电场强度的方向决定于正电荷的受力方向，因此分别沿着A、B 两点与点电荷 Q 的连线 向外图所示. 3当在 A、B 两点放上电荷 q′时，受到的电场力分别为 3-5-2 F’A＝q’EA＝510 10 N＝510 N, 3-5-2 F’B＝q’EB＝310 10 N＝310 N. 其方向与场强方向相同. 说明说明通过本题可进一步认识场强与电场力的不同.场强是由场本身决定的，与场中所 放置的电荷无关.知道了电场中某一处的场强后，则可求出任何电荷在该处所受的电场力. 例 2电场中有一点 P，下列说法正确的是 A.若放在 P 点电荷的电量减半，则 P 点的场强减半 B.若 P 点没有检验电荷，则 P 点场强为零 C.P 点的场强越大，则同一电荷在P 点所受电场力越大 D.P 点的场强方向为检验电荷在该点受力方向 解析解析此题易错选 A、D，A 错误原因是对场强的定义式理解不深.虽然电场强度是利用 检验电荷在 P 点受力与检验电荷电量本身比值而得， 但它反映的是电场本身的性质， 而与检 验电荷是否存在及其电量大小并无关系，所以A、B 选项均错，只有C 选项正确.D 的错误在 于电场强度的方向是正电荷在该点受力方向，与放在该点负电荷的受力方向相反， D 选项中 并未说明检验电荷的正、负，所以错误. 【难题巧解点拨】【难题巧解点拨】 例 1关于电场，下列叙述正确的是 A.以点电荷为圆心，r 为半径的球面上，各点的场强都相同 B.正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强度大 C.在电场中某点放入检验电荷q，该点的场强为 E＝ F ，取走 q 后，该点场强不为零 q D.电荷在电场中某点所受电场力很大，则该点电场一定很大. 解析解析 A场强是矢量，不仅有大小，而且有方向，以点电荷 Q 为圆心，r 为半径的球 面上，场强的大小 E＝k Q ，但方向不同，故 A 错误. 2r F .由此可见，何处场强大，何处场强小，与电荷的正负并没有 q B在正电荷和负电荷周围确定场强的方法相同，用检验电荷q 放到被考察点，如 q 所 受的电场力为 F，那么 E＝ 什么关系，故 B 也错误. C正确.电场强度 E 是电场的性质，检验电荷是用来体现这一性质的“试验品” ，就像 用温度计测量水的温度一样， 温度计插入水中， 水的温度就由温度计显示出来， 取走温度计， 水的温度仍然如此，不会消失. DE＝ F 一式中，E 的大小并不是由 F、q 单独决定的.在电场中某一确定点放入一检 q F 这一比值将不变，故 D 错误. q 验电荷 q，那么 q 越大，F 越大，而 答案答案选 C. 例 2在真空中，带电量均为 q 的异种点电荷相距 r，则两点电荷连线中点和到两点电 荷距离均为 r 的点的场强大小分别为和 . 解析解析如下图所示，A 点放置正电荷q，B 点放置负电荷-q，o 点为 AB 连线中点，根据 r 2 ，方向向右；-q 单独在 O 点产生 2 r 2 8kq 的场强大小 EB＝kq/ ＝EA,方向也为向右，所以 O 点的合场强 E0＝EAEB＝ 2 ，方向为 2r 点电荷场强公式q 单独在 o 点产生的场强 EA＝kq/ O→B. 如图 O’为到两点电荷距离为 r 的点，q 单元在 O′点产生的场强大小 E’A＝ 向 O’→A，-q 单独在 B 点产生的场强大小 E’B＝ kq ，方 2r kq ，方向 O’→B，则 O’点场强应为这两个 2r 2kq 场强的矢量合成，易求大小EO’＝E’A＝E’B＝ 2 cos，方向与 O 点的合场强方向相同. r 总结总结在等量异种电荷连线的垂直平分线上， 中点的场强最大， 两边成对称分布，离中 点越远，场强越小，场强的方向都相同，都是正电荷指向负电荷的方向. 思考如此题中 A、B 两位置是放置的两等量同种电荷呢 结论结论 1连线中点的场强为零，因两点电荷、在该点产生的场强刚好等值反向，合成 为零. 2AB 连线的垂直平分线上除中点外， 其它点的场强随该点与中点的距离增大而是先增 大而后又逐渐小的过程，这可以用极限法分析得到中点场强为零，无限远处场强也为零， 说明中间某位置存在极大值. 3如为等量正电荷，则连线垂直平分线上某点场强的方向为中点指向该点；如为等量 负电荷，则连线垂直平分线上某点场强方向为该点指向中点. 【命题趋势分析】【命题趋势分析】 本节的考查主要有这两个方面 一是对两个场强公式的理解和正确应用； 另一方面是要 掌握