電場 電場強度（一）【典例精析+知識精講】 高二物理備課精研課件 （2019人教版必修第三冊）

9.3電場電場強度（一）第九章靜電場及其應用通過起電機使人體帶電，人的頭發(fā)會豎起散開。為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？你會解釋產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因嗎？一、電場思考：相隔一定距離的電荷間的相互作用是怎樣發(fā)生的？磁場以“場”為媒介法拉第認為是通過媒介發(fā)生的，提出了“力線”的概念，由后人完善后形成了場的概念。法拉第電場一、電場靜止電荷靜電場產(chǎn)生BAF電荷周圍存在著由它產(chǎn)生的電場F產(chǎn)生施力于電場B施力于產(chǎn)生電場A電荷A電荷B電場對場中的其它電荷產(chǎn)生力的作用物理學的理論和實驗證實并發(fā)展了法拉第的觀點。電場以及磁場已被證明是一種客觀存在。場像分子、原子等實物粒子一樣具有能量，因而場也是物質存在的一種形式。二、電場強度場源電荷電場由電荷產(chǎn)生就一定與產(chǎn)生它的電荷密切相關，我們把產(chǎn)生它的電荷叫做場源電荷。試探電荷場源電荷試探電荷F（體積小、電量?。╇妶鰧﹄姾捎徐o電力的作用，電荷可以感受到電場的存在，在靜電力中應蘊含著電荷所在處的靜電場的某些信息。我們希望研究電場中每一點的情況，就要選用體積小的電荷。這個電荷引入后也會產(chǎn)生電場，如果電場太強就會對我們要研究的電場產(chǎn)生影響，這是我們要盡量避免的，所以要選擇電荷量比較小的同時體積也比較小的，我們把這樣的電荷叫試探電荷。我們不能直接用試探電荷所受的靜電力來表示電場的強弱，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。那么，用什么物理量能夠描述電場的強弱呢？靜電力電場試探電荷F(電場&q）電場與F、q無關電荷量q/同不同F(xiàn)不同/同q同/弱強F大/小F（電場強弱&q）電場強弱（位置）P1P2…P1點的電場P2點的電場………F=K1qF=K2qK與F、q無關K與位置有關K越大場越強推測我們不能直接用試探電荷所受的靜電力來表示電場的強弱，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。那么，用什么物理量能夠描述電場的強弱呢？F（電場強弱&q）電場強弱（位置）…P1點的電場P2點的電場………F=K1qF=K2qK與F、q無關K與位置有關K越大場越強推測“點電荷情景”驗證實驗表明：在同一位置，試探電荷所受到的電場力的大小與所帶電荷量的比值是固定不變的，它反映了電場在該點的性質。二、電場強度定義：放入電場中某點的電荷所受的電場力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點的電場強度，簡稱場強。

單位：牛/庫侖(N/C)方向：電場強度是矢量。電場在某點的電場方向與正電荷在該點所受電場力的方向相同，與負電荷在該點所受電場力方向相反。物理意義：場強反映電場的力的性質，由電場本身決定，與放入的試探電荷無關。單位電荷在該點受到的電場力的大小，如1N/C表示電荷量為1C的帶電體在該點受到的電場力是1N。電場強度三、點電荷的電場電場強度的疊加-（大?。ǚ较颍Q定式）+真空中點電荷的電場利用場強的定義式和庫侖定律推導方向：正點電荷電場方向背離電荷

負點電荷電場方向指向電荷特點：以點電荷為圓心的圓上的各個位置上的電場強度大小相同，但方向不同。

解析：A

【例題2】如圖所示，在一帶負電荷的導體A附近有一點B，如在B處放置一個q1＝－2.0×10－8C的電荷，測出其受到的靜電力F1大小為4.0×10－6N，方向如圖，則：(1)B處場強多大？方向如何？(2)如果換成一個q2＝＋4.0×10－7C的電荷放在B點，其受力多大？此時B處場強多大？(3)如果將B處電荷拿走，B處的場強是多大？解析：

因為B處是負電荷，所以B處場強方向與F1方向相反。(2)q2在B點所受靜電力大小F2＝q2EB＝4.0×10－7×200N＝8.0×10－5N，方向與場強方向相同，也就是與F1方向相反.此時B處場強大小仍為200N/C，方向與F1方向相反.(3)某點場強大小與有無試探電荷無關，故將B處電荷拿走，B處場強大小仍為200N/C.單個點電荷產(chǎn)生的場強規(guī)律很明顯，那多個點電荷產(chǎn)生的電場又有什么樣的規(guī)律呢？+Q＋Q+Q-Q

獨立性：各個場強對電荷的作用互不影響。電場中任意一點的總場強等于各個點電荷在該點各自產(chǎn)生的場強的矢量和，這就是場強疊加。電場強度的疊加三、點電荷的電場電場強度的疊加三、點電荷的電場電場強度的疊加QrPrQP與一個位于球心的、電荷量相等的點電荷產(chǎn)生的電場相同拓展：一個半徑為R的均勻帶電球體（或球殼）在外部產(chǎn)生的電場解析：【例題3】如圖所示，真空中，帶電荷量分別為＋Q和－Q的點電荷A、B相距r，求：(1)兩點電荷連線的中點O的場強大小和方向.(2)在兩點電荷連線的中垂線上，距A、B兩點都為r的O′點的場強大小和方向.(1)如圖甲所示，A、B兩點電荷在O點產(chǎn)生的場強方向相同，均由A→B.A、B兩點電荷分別在O點的電場強度大小

解析：【例題3】如圖所示，真空中，帶電荷量分別為＋Q和－Q的點電荷A、B相距r，求：(1)兩點電荷連線的中點O的場強大小和方向.(2)在兩點電荷連線的中垂線上，距A、B兩點都為r的O′點的場強大小和方向.

解析：【例題4】如圖所示，一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷，在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、b、d三個點，a和b、b和c、c和d間的距離均為R，在a點處有一電荷量為q(q＞0)的固定點電荷.已知b點處的場強為零，則d點處場強的大小為(k為靜電力常量)（）

B

1、[多選]關于電場，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．電場不是客觀存在的，是人們虛構的C．電荷間的相互作用是通過電場產(chǎn)生的，電場最基本的性質是對放在其中的電荷有力的作用D．電場只能存在于真空中和空氣中，不可能存在于物體中電荷周圍存在著電場，電場對放在其中的電荷有力的作用，電荷之間的相互作用就是通過電場而產(chǎn)生的，A、C正確；電場是一種物質，它與其他物質一樣，不依賴于我們的感覺而客觀存在，在真空中、導體中都能存在，B、D錯誤。AC

電場強度的方向與正試探電荷所受的靜電力方向相同，所以A點的電場強度方向水平向右，電場強度是反映電場本身的性質，與試探電荷的正負和帶電荷量大小無關，故A、B錯誤；在A點，正電荷的受力方向和負電荷的受力方向相反，故負電荷所受的靜電力方向為水平向左，故C正確；A點的場強一定，則由F＝qE知在A點放置一個電荷量為＋2q的試探電荷，則它所受的靜電力大小變?yōu)?