電場強(qiáng)度與電場線.

1、電場強(qiáng)度和電場線一、電場：（1）電荷之間的相互作用是通過特殊形式的物質(zhì)一一電場發(fā)生的，電荷的周圍都存在電場 特殊性：不同于生活中常見的物質(zhì)，看不見，摸不著，無法稱量，可以疊加物質(zhì)性：是客觀存在的，具有物質(zhì)的基本屬性一一質(zhì)量和能量（2）基本性質(zhì)：主要表現(xiàn)在以下幾方面 引入電場中的任何帶電體都將受到電場力的作用，且同一點電荷在電場中不同點處受到的電 場力的大小或方向都可能不一樣 電場能使引入其中的導(dǎo)體產(chǎn)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象 當(dāng)帶電體在電場中移動時，電場力將對帶電體做功，這表示電場具有能量二、電場強(qiáng)度（E）:同一電荷q在電場中不同點受到的電場力的方向和大小一般不同，這是什么因素造成的？（1）關(guān)于試探電荷和

2、場源電荷注意：試探電荷是一種理想化模型，它是電量很小的點電荷，將其放入電場后對原電場 強(qiáng)度無影響指出：雖然可用同一電荷 q在電場中各點所受電場力 F的大小來比較各點的電場強(qiáng)弱， 但是電場力F的大小還和電荷q的電量有關(guān)，所以不能直接用電場力的大小表示電場的強(qiáng) 弱.實驗表明：在電場中的同一點，電場力F與電荷電量q成正比，比值F/q由電荷q在電場中的位置所決定，跟電荷電量無關(guān)，是反映電場性質(zhì)的物理量，所以我們用這個比值F/q來表示電場的強(qiáng)弱.（2）電場強(qiáng)度 定義：電場中某一點的電荷受到的電場力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點的電場強(qiáng)度，簡稱場強(qiáng).用 E表示。公式（大?。篍=F/q（適用于所有電場）

3、單位：N/C 意義 方向性：物理學(xué)中規(guī)定，電場中某點的場強(qiáng)方向跟正電荷在該點所受的電場力的方向相同.指出：負(fù)電荷在電場中某點所受的電場力的方向跟該點的場強(qiáng)方向相反.唯一性和固定性電場中某一點處的電場強(qiáng)度 E是唯一的，它的大小和方向與放入該點電荷q無關(guān)，它決定于電場的源電荷及空間位置，電場中每一點對應(yīng)著的電場強(qiáng)度與是否放入電荷無關(guān)三、（真空中）點電荷周圍的電場、電場強(qiáng)度的疊加（1）點電荷周圍的電場 大?。篍=kQ/r2 （只適用于點電荷的電場） 方向：如果是正電荷，E的方向就是沿著 PQ的連線并背離 Q如果是負(fù)電荷：E的方向就是沿著PQ的連線并指向Q.說明：公式E=kQ/r2中的Q是場源電荷的電

4、量，r是場中某點到場源電荷的距離. 理解：空間某點的場強(qiáng)是由產(chǎn)生電場的場源電荷和該點距場源電荷的距離決定的，與檢 驗電荷無關(guān).（2 ）電場強(qiáng)度的疊加原理：某點的場強(qiáng)等于該點周圍各個電荷單獨(dú)存在時在該點產(chǎn)生的 場強(qiáng)的矢量和.要點提煉FkQ公式E= q與E= 2的對比理解項目意義適用條件Q或q的意義公式中各量的 關(guān)系F E=-q電場強(qiáng)度的定義式任何電場q是試探電荷E用F與q的比 值來表示，但E 大小與F、q大 小無關(guān)E = Q k孑點電荷的場強(qiáng)公式點電何在真空 中Q是場源電荷E不僅由Q、r決定且Ex Q,1Ex孑四、電場線（1）電場線：電場線是畫在電場中的一條條有方向的曲線，曲線上每點的切線方向表

5、示該點的電場強(qiáng)度的方向。（2）電場線的基本性質(zhì) 電場線上每點的切線方向就是該點電場強(qiáng)度的方向 電場線的疏密反映電場強(qiáng)度的大?。ㄊ枞趺軓?qiáng)）. 靜電場中電場線始于正電荷或無窮遠(yuǎn)，止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn).它不封閉，也不在無電荷處中斷 任意兩條電場線不會在無電荷處相交（包括相切）指出：電場線是為了形象描述電場而引入的，電場線不是實際存在的線。如圖常見電場的電場線電場電場線圖樣簡要描述正點電荷發(fā)散狀負(fù)點電荷火會聚狀等量冋號電荷相斥狀等量異號電荷相吸狀勻強(qiáng)電場平行的、等間距的、同向的直線五、勻強(qiáng)電場（1）定義：電場中各點場強(qiáng)的大小相等、方向相同的電場就叫勻強(qiáng)電場（2）勻強(qiáng)電場的電場線：是一組疏密程度相同（等間

6、距）的平行直線.例如，兩等大、正對且?guī)У攘慨惙N電荷的平行金屬板間的電場中，除邊緣附近外，就是勻強(qiáng)電場.解題芳法探究師生互動探究總焙規(guī)律有法1、對電場強(qiáng)度的概念的理解【例1】(單項)電場中有一點P,下列說法中正確的有A. 若放在P點的電荷的電量減半，貝UP點的場強(qiáng)減半B. 若P點沒有檢驗電荷，則 P點場強(qiáng)為零C. P點的場強(qiáng)越大，則同一電荷在P點受到的電場力越大D. P點的場強(qiáng)方向為放在該點的電荷的受力方向【例2】如圖2所示，在一帶負(fù)電的導(dǎo)體 A附近有一點B,如在B處放置一個qi=- 2.0X 108c的 電荷，測出其受到的靜電力Fi大小為4.0X 10-6 N,方向如圖，則B處場強(qiáng)是多大？如果

7、換用一個q2= 4.0X 10-7C的電荷放在B點，其受力多大？此時 B處場強(qiáng)多大？：圖22、點電荷的電場強(qiáng)度【例1】在真空中有兩個點電荷 qi和q2,分別位于A和B,qi為4X 10-8 c,q2為一8X 10-8 cAB=AD=20Cm，求；(1) q1在D點產(chǎn)生的場強(qiáng)大小(2) q2在D點產(chǎn)生的場強(qiáng)大小(3) 求出D點場強(qiáng)大小、方向如何 ？圖3【例2】 在真空中0點放一個電荷 Q=+ 1.0X 10-9C,直線MN通過0點，0M的距離r= 30 cm,10M點放一個點電荷q= 1.0X 10 C,如圖4所示，求：Q q*0 *圖4(1) q在M點受到的作用力；(2) M點的場強(qiáng)；(3)

8、拿走q后M點的場強(qiáng)；(4) 若MN = 30 cm,貝U N點的場強(qiáng)多大？【例3】 如圖5所示，真空中，帶電荷量分別為+Q和一Q的點電荷A、B相距r,則:AB i afi+Q O -Q圖5(1) 兩點電荷連線的中點 0的場強(qiáng)為多大？(2) 在兩點電荷連線的中垂線上，距A、B兩點都為r的O點的場強(qiáng)如何？3、電場線【例1】如圖3所示是點電荷 Q周圍的電場線，圖中 A到Q的距離小于B到Q的距離以下判斷正確的是()24A Q是正電荷, B Q是正電荷,C Q是負(fù)電荷, D Q是負(fù)電荷,B點的電場強(qiáng)度B點的電場強(qiáng)度B點的電場強(qiáng)度B點的電場強(qiáng)度A點的電場強(qiáng)度大于A點的電場強(qiáng)度小于A點的電場強(qiáng)度大于A點的電

9、場強(qiáng)度小于【即學(xué)即練】1. 電場強(qiáng)度的定義式為 E= F/q()A 該定義式只適用于點電荷產(chǎn)生的電場B F是檢驗電荷所受到的力，q是產(chǎn)生電場的電荷的電荷量C .場強(qiáng)的方向與F的方向相同D 由該定義式可知，場中某點電荷所受的電場力大小與該點場強(qiáng)的大小成正比2 A為已知電場中的一固定點，在 A點放一電荷量為q的電荷，所受電場力為 F, A點的場強(qiáng) 為E,則()A若在A點換上一q, A點場強(qiáng)方向發(fā)生變化B若在A點換上電荷量為2q的電荷，A點的場強(qiáng)將變?yōu)?EC若在A點移去電荷q, A點的場強(qiáng)變?yōu)榱鉊 A點場強(qiáng)的大小、方向與 q的大小、正負(fù)、有無均無關(guān)3 關(guān)于電場線的說法，正確的是()A 電場線的方向，

10、就是電荷受力的方向B 正電荷只在電場力作用下一定沿電場線運(yùn)動C 電場線越密的地方，同一電荷所受電場力越大D 靜電場的電場線不可能是閉合的4.如圖6所示，帶箭頭的直線是某一電場中的一條電場線，在這條線上有A、B兩點，用Ea、Eb表示A、B兩處的場強(qiáng)，則（）ABV 1-圖6A. A、B兩處的場強(qiáng)方向相同B .因為A、B在一條電場線上，且電場線是直線，所以Ea= EbC .電場線從A指向B,所以Ea EbD .不知A、B附近電場線的分布情況，Ea、Eb的大小不能確定【達(dá)標(biāo)提升】1、 在電場中 A處放點電荷+q，其受電場力為 F,方向向左，貝UA處場強(qiáng)大小 ，方向為 ;若將A處放點電荷為一2q，則該處

11、電場強(qiáng)度大小為 ，方向為 。2、 真空中有一電場，在電場中的P點放一電量為4X 10-9C的試探電荷，它受到的電場力2X 10-5N ,則P點的場強(qiáng)度 N/C ;把試探電荷的電量減少為2X 10-9C，則檢驗電荷所受的電場力為N。如果把這個試探電荷取走，則P點的電場強(qiáng)度為 N/C。3、 真空中，A , B兩點上分別設(shè)置異種點電荷QQ2,已知兩點電荷間引力為10N , Q1=1.0X 10-2C,Q2=2.0 X 10-2C .貝U Q2在A處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小是 N/C，方向是 ;貝卩Q1在B處產(chǎn)生的場強(qiáng)的大小是 N/C，方向是.4、 關(guān)于電場強(qiáng)度 E的說法正確的是（）A、電場中某點的場強(qiáng)方向跟正

12、電荷在該點所受的電場力的方向相同；B、 根據(jù)E=F/q可知，電場中某點的電場強(qiáng)度與電場力F成正比，與電量q成反比；C、 E是矢量，與F的方向一致；D公式E=kQ/r2對任何電場都適用。5、在電場中某一點，當(dāng)放入正電荷時受到的電場力向右，當(dāng)放入負(fù)電荷時受到電場力向左，下列說法正確的是：（）A .當(dāng)放入正電荷時，該點的場強(qiáng)向右，當(dāng)放入負(fù)電荷時，該點的場強(qiáng)向左B .只有在該點放入電荷時，該點才有場強(qiáng)C.該點的場強(qiáng)方向一定向右D .以上說法均不正確6. （多項）下列說法中正確的是：（）A .只要有電荷存在，電荷周圍就一定存在著電場B .電場是一種物質(zhì)，它與其他物質(zhì)一樣，是不依賴我們的感覺而客觀存在的東

13、西C.電荷間的相互作用是通過電場而產(chǎn)生的，電場最基本的性質(zhì)是對處在它里面的電荷有力的作用 D .場強(qiáng)的定義式 E=F/q中，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力， q是產(chǎn)生電場的電荷的電量7. （多項）下列說法中正確的是：（）A .電場強(qiáng)度反映了電場的力的性質(zhì)，因此場中某點的場強(qiáng)與檢驗電荷在該點所受的電場力成正比 B .電場中某點的場強(qiáng)等于F/q,但與檢驗電荷的受力大小及帶電量無關(guān)C.電場中某點的場強(qiáng)方向即檢驗電荷在該點的受力方向D .公式E=F/q和E=kQ/r 2對于任何靜電場都是適用的電勢能與電勢教學(xué)目標(biāo)1理解靜電力做功的特點、電勢能的概念、電勢能與電場力做功的關(guān)系。2理解電勢的概念，知道電勢是

14、描述電場的能的性質(zhì)的物理量。3明確電勢能、電勢、靜電力的功、電勢能的關(guān)系。一、靜電力做功的特點讓試探電荷q在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中沿幾條不同路徑從A點運(yùn)動到B點，我們來計算這幾種情況下靜電力對電荷所做的功。直線傾斜亶線131曲線*- a血；A JW = F|AB| = qE|AB| W = F|AB|cos 0 = qE|AB| W = WWW 其中 F= qE|AM|分析三種情況下的做功的數(shù)據(jù)結(jié)果，從中找到共同點和不同點，歸納得出相關(guān)的 物理知識。結(jié)論：靜電力做的功只與電荷的起始位置和終點位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)。拓展：該特點對于非勻強(qiáng)電場中也是成立的。、電勢能1 電勢能：由于移動電

15、荷時靜電力做功與移動的路徑無關(guān)，電荷在電場中也具有勢能，這種 勢能我們叫做電勢能。電勢能用&表示（是電荷郁所在的電場所共有的）單位 焦耳j2. 討論：靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系兩看進(jìn)行真比査 找相同和不同之處霜籬劉誓麴薦湼瓏齬盤通過知識的類比，靜電力做的功等于電勢能的變化。功是能量變化的量度。電場力做多少功，電勢能就變化多少，在只受電場力作用下，電勢能與動能相互轉(zhuǎn)化，而他們 總量保持不變。Wab = -( EpB - EpA) = EpA- Ep【思考討論】對不同的電荷從 A運(yùn)動到B的過程中，電勢能的變化情況:正電荷從A運(yùn)動到B做正功，即有VW0,貝U EpaEpb，電勢能減少。正電荷順著電

16、場線的方向其電勢能逐漸減少。負(fù)電荷從A運(yùn)動到B做正功，即有 WAb樂，電勢能增加。，電勢能增加。負(fù)電荷順著電場線的方向其電勢能逐漸降低。3. 求電荷在某點處具有的電勢能問題，請分析求出 A點的電勢能為多少?:如何求出A點的重力勢能呢？進(jìn)而聯(lián)系到電勢能的求法。推廣Wjb-EpjEb、 AB .EaEb、（fA AC.Ea aD.EaEb、a c、;:d由高到低的排列順序是 ，帶電粒子經(jīng) M和N點時，在 點具有較大的電勢能.abed17. 如圖所示，A、B、C、D是勻強(qiáng)電場中一正方形的四個頂點，已知A、B、C三點的電勢分別為他中A T5V，中B =3VC = -3V，求D點的電勢半D =.三、計算

17、題18. 個帶負(fù)電的粒子，q=-2.0 x 10-9C，在靜電場中的a點運(yùn)動到b點，在這過程中，除電場 力外，其他力做功為 6.0x 10-5j，粒子的動能增加了8.0x 1O-5J，求a、b兩點間的電勢差 Uab.19. 固定不動的正點電荷A，帶電量為Q=1.0X 10-6C，點電荷B從距A無窮遠(yuǎn)的電勢為零處移到距A為3m、電勢為3000V的P點，電場力做功-1.8x 10-3j，求（1）電荷B的電荷量.（2）電荷 B在P點處所受的電場力大小.（3）若在P處自由釋放電荷 B，它能獲得的最大動能是多少？1、對電場強(qiáng)度的概念的理解【例1】C【例2】思路點撥解答本題應(yīng)把握以下三點:電場強(qiáng)度的大小計

18、算和方向判斷可分開進(jìn)行.（2）場強(qiáng)大小可由場強(qiáng)的定義式求解.（3）場強(qiáng)方向與正（負(fù)）電荷所受電場力方向相同（反）.解析由場強(qiáng)公式可得Fi 4.0 X 106Eb = qi = 2 N/C= 200 N/C因為是負(fù)電荷，所以場強(qiáng)方向與Fi方向相反.q2在B點所受靜電力-7- 5F2= q2EB = 4.0X 10 X 200 N= 8.0X 10 N 方向與場強(qiáng)方向相同，也就是與F1反向.此時Eb 答案B處場強(qiáng)：-5F28.0 X 10=一=N/C= 200 N/C.q24.0 X 10200 N/C 8.0 X0-5 N 200 N/C 2、點電荷的電場強(qiáng)度【例1】【例2思路點撥 解答本題時，

19、可按以下思路分析:（1）庫侖定律求受力.（2）場強(qiáng)定義求 M點場強(qiáng).（3）場強(qiáng)的決定式求 N點場強(qiáng).解析（1）電場是一種物質(zhì)，電荷 q在電場中M點所受的作用力是電荷Q通過它的電場對q的作Qq 9 0X 109x 1.0 X 10-9X 1.0X 10-10用力，根據(jù)庫侖定律，得Fm = kQq = 90X20蘆 N =r0.31.0 X 10-8N.因為Q帶正電，q帶負(fù)電，庫侖力是吸引力，所以力的方向沿MO指向Q.（2）由電場強(qiáng)度的定義式得：8Fm 1.0 X 10Em =二=F N/C= 100 N/C,方向由 O 指向 M.q 1.0 x 10拿走q后M點的場強(qiáng)仍為100 N/C，方向由O

20、指向M.N點的場強(qiáng)kQ 1 kQ 1 cuwEn =2= 72 = Em = 25 N/C.(2Q 4 r 4答案(1)1.0 X 10-8 N,方向沿MO指向Q (2)100 N/C,方向沿OM指向M (3)100 N/C,沿OM指 向 M (4)25 N/C【例3答案（1） 8kQ，方向由AtB （2） 辱，方向由AtBrrAB N一-a a d uBi+Q O 氏-Q解析 分別求出+ Q和一Q在某點的場強(qiáng)大小和方向，然后根據(jù)電場強(qiáng)度的疊加原理，求出合 場強(qiáng).如圖甲所示，A B兩點電荷在O點產(chǎn)生的場強(qiáng)方向相同，均由AtB.A、B兩點電荷在O點kQ _ 4kQ2 一 _，產(chǎn)生的電場強(qiáng)度 Ea Eb遼丿所以0點的場強(qiáng)為:E- 2Ea- 8kQ r(2)如圖乙所示，Ea =EbEo=Ea =EB=kQ r，方向與A、啤,由矢量圖所形成的等邊三角形可知，O點的場rB的中垂線垂直，即 AB . rLX+Q-Q乙3、電場線【例1】答案A