電場與電場強(qiáng)度 高一下學(xué)期物理魯科版（2019）必修第三冊

第一章

靜電力與電場強(qiáng)度第3節(jié)電場與電場強(qiáng)度電荷間并沒接觸，但有力的作用，靠什么傳遞？生活中的兩類力：1．接觸力（例：彈力、摩擦力）2．非接觸力（例：重力、庫侖力）毛皮摩擦過的橡膠棒靠近細(xì)水流，細(xì)水流會改變方向1.產(chǎn)生：英國科學(xué)家法拉第認(rèn)為電荷周圍存在電場（傳遞電荷間相互作用力的一種特殊物質(zhì)，客觀存在）2.基本性質(zhì)：對放入其中的電荷有力的作用，即電場力。B電荷A電荷電場3.靜電場：靜止電荷產(chǎn)生的電場。知識點一：電場及電場力

法拉第（2）電場以及磁場已被證明是一種客觀存在。場具有能量，也是物質(zhì)存在的一種形式。4.說明：（1）只要是帶電體，周圍都能產(chǎn)生電場。電場對于電荷的作用實際是電場與電場的相互作用。電場對電荷有力的作用，怎樣描述這種作用呢？知識點二：電場強(qiáng)度產(chǎn)生電場的那個電荷稱為——場源電荷（源電荷）試探電荷：場源電荷：

在電場中放入一個帶電小球檢驗電場的存在與強(qiáng)弱，我們把它稱為——試探電荷（檢驗電荷）→不影響原來電場q場源電荷Q試探電荷r電量少體積小→能看做點電荷F情境：如圖，場源是帶正電荷的球體。如何確定其周圍電場中各點電場的強(qiáng)弱？拿同一試探電荷在P1、P2進(jìn)行檢驗，P2處的細(xì)線偏離豎直方向的角度更小，所以P2點電場比P1點電場弱。說明電場的強(qiáng)弱與場中位置有關(guān)。思考1：怎樣區(qū)別P1、P2的電場強(qiáng)弱？這說明電場強(qiáng)弱與什么有關(guān)？思考2：能否用電場力的大小表示電場的強(qiáng)弱？我們不能直接用試探電荷所受的靜電力來表示電場的強(qiáng)弱，因為對于電荷量不同的試探電荷，即使在電場的同一點，所受的靜電力也不相同。須找一個與試探電荷無關(guān)而由電場決定的物理量！

猜測：試探電荷在電場中某點受到的靜電力F與試探電荷的電荷量q成正比。

QqA+Fr如圖所示，在場電荷Q形成的電場中A

點，分別放一試探電荷+q,+2q,+3q，分別計算檢驗電荷所受的電場力大小和F/q的比值。3q2qq

F/q電場力F檢驗電荷的電荷量q

在電場中的同一點，比值F/q是恒定的。電場各點本身的性質(zhì)

定義式，適用于任意電場（比值法定義）

注：電場中某點的電場強(qiáng)度E是唯一的，是由電場本身的特性(形成電場的電荷及空間位置)決定的，與是否放入試探電荷、放入電荷的電性、電荷量的多少均無關(guān)。電場中不同的地方，電場強(qiáng)度一般是不同的。負(fù)電荷在電場中某點受到的電場力的方向跟該點的場強(qiáng)方向相反。4.場強(qiáng)的矢量性：+Q+qFE-Q+qFE+Q-qFEE-Q-qF電場中某點的電場強(qiáng)度的方向跟正電荷在該點所受靜電力的方向相同。例題：地球周圍存在電場。電荷量為1.0×10-7C的試探電荷在地球表面某處受到的電場力的大小為1.5×10-5N，方向豎直向下。求該點的電場強(qiáng)度。解：已知電荷量q=1.0×10-7C，電場力大小F=1.5×10-5N。設(shè)電場強(qiáng)度大小為E，由電場強(qiáng)度定義式得

該點電場強(qiáng)度的方向豎直向下。

策略提煉

思考：如何形象的反映和描述抽象的電場呢？電荷間的電場分布在裝有蓖麻油的玻璃器皿里撒上一些細(xì)小的頭發(fā)屑，再加上電場，頭發(fā)屑會重新排列。圖（a）是頭發(fā)屑在一對等量異種電荷形成的電場中的排列情況，圖（b）是頭發(fā)屑在一對等量同種電荷形成的電場中的排列情況。這兩幅圖分別有什么特點？頭發(fā)屑的排列與兩個異名磁極間的磁感線類似頭發(fā)屑的排列與兩個同名磁極間的磁感線類似可仿照用磁感線描述磁場的方法，用類似的曲線來描述電場。知識點二：電場線如果在電場中畫一些曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟該點的電場強(qiáng)度方向一致，這樣的曲線叫做電場線。為了形象描述電場而引入的假想曲線，并不真實存在1.定義：ABC電場線的疏密表示電場的強(qiáng)弱。在同一幅圖中，電場強(qiáng)度較大的地方電場線較密，電場強(qiáng)度較小的地方電場線較疏。2.常見電場中的電場線分布特點：③以點電荷為球心作個球面，電場線處處與球面垂直，在此球面上電場強(qiáng)度大小處處相等，方向不同。（1）正、負(fù)點電荷的電場中電場線的分布①離點電荷越近，電場線越密，電場強(qiáng)度越大。②在點電荷形成的電場中不存在電場強(qiáng)度（大小、方向）相同的點。（2）等量異種點電荷②兩點電荷連線的中垂面(中垂線)上，場強(qiáng)方向均相同，且總與中垂面(線)垂直。在中垂線上到O點等距離處各點的場強(qiáng)相等，中點場強(qiáng)最大。O①兩點電荷連線上各點，電場線方向從正電荷指向負(fù)電荷。連線上，中點場強(qiáng)最?。虎墼谥写姑?線)上的電荷受到的電場力的方向總與中垂面(線)垂直，因此，在中垂面(線)上移動電荷時電場力不做功。②中點O附近的電場線非常稀疏，但場強(qiáng)并不為零。O①兩點電荷連線中點O處場強(qiáng)為零，此處無電場線。④在中垂面(線)上從O點到無窮遠(yuǎn)，電場線先變密后變疏，即場強(qiáng)先變強(qiáng)后變?nèi)?。?）等量同種電荷③兩點電荷連線中垂面(中垂線上)，場強(qiáng)方向總沿面(線)遠(yuǎn)離O(等量正電荷)3.電場線的特點（1）電場線從正電荷或無限遠(yuǎn)出發(fā),終止于無限遠(yuǎn)或負(fù)電荷。在正電荷形成的電場中,電場線起于正電荷延伸到無窮遠(yuǎn)處,在負(fù)電荷形成的電場中,電場線起于無窮遠(yuǎn)處止于負(fù)電荷。

思考：任意兩條電場線可相交嗎?如果相交，交點處就會有兩個切線方向，而同一點電場強(qiáng)度的大小和方向是唯一的。（2）同一電場的電場線在電場中不相交，這是因為在電場中任意一點的電場強(qiáng)度不可能有兩個方向。···abc···abc(2)(3)Ea<Eb<EcEc<Ea<Eb只有一條電場線是不能判斷這三個點電場強(qiáng)度的大小?！ぁぁbc(1)Ea>Eb>Ec1.下列說法中不正確的是（）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)，它與其它物質(zhì)一樣，是不依賴我們的感覺而客觀存在的東西C．電荷間相互作用是通過電場而產(chǎn)生，電場最基本的特征是對處在它里面的電荷有力的作用D．電場是人為設(shè)想出來的，其實并不存在D2.由電場強(qiáng)度的定義式E＝F/q可知（）A．E和F成正比，F(xiàn)越大，E越大B．E和q成反比，q越小，E越大C．E的方向與F的方向相同D．無論是何種形式的電場均適用D3.（多選）用電場線能很直觀、很方便地比較電場中各點場強(qiáng)的強(qiáng)弱。如圖分別是等量異種點電荷形成電場的電場線和場中的一些點：O是電荷連線的中點，E、F是連線中垂線上相對O對稱的兩點，B、C和A、D也相對O對稱。則（）A.B、C兩點場強(qiáng)大小和方向都相同

B.A、D兩點場強(qiáng)大小相等，方向相反C.E、O、F三點比較，O點場強(qiáng)最強(qiáng)

D.B、O、C三點比較，O點場強(qiáng)最強(qiáng)AC4.如圖所示,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q1=-2.0×10-8

C的電荷,測出其受到的靜電力F1大小為4.0×10-6

N,方向如圖,問:(1)B處電場強(qiáng)度多大?方向如何?(2)如果換成一個q2=+4.0×10-7

C的電荷放在B點,其受力多大?此時B處電場強(qiáng)度多大?(3)如果將B處電荷拿走,B處的電場強(qiáng)度是多大?答案:

(1)200N/C

方向與F1方向相反

(2)8.0×10-5N

200N/C

(3)200N/C一、電場及電場力②基本特性：對放入其中的電荷有力的作用，