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9.3电场 电场强度
一、电场
1．产生：电场是电荷周围存在的一种特殊物质。
2．基本性质：电场对放入其中的电荷产生力的作用。
3．相互作用：电荷之间是通过电场发生相互作用的。
4．静电场：静止的电荷产生的电场。
二、电场强度
1．试探电荷：为研究电场的性质而引入的电荷量和体积都很小的点电荷。
2．场源电荷：激发电场的电荷。
3．电场强度
(1)定义：放入电场中某点的试探电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值。
(2)定义式：E＝。
(3)单位：牛每库，符号N/C。
(4)矢标性：电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同。(与负电荷受力方向相反)
(5)物理意义：电场强度是描述电场的力的性质的物理量，与试探电荷受到的静电力大小无关。
三、点电荷的电场　电场强度的叠加
1．点电荷的电场
(1)推导：
F＝k E＝＝k
(2)公式：E＝k (Q为场源电荷)
(3)方向：
若Q为正电荷，电场强度方向沿半径方向向外；
若Q为负电荷，电场强度方向沿半径方向向内。
2．电场强度的叠加
(1)电场中某点的电场强度：是各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
例如，图中P点的电场强度，等于电荷＋Q1在该点产生的电场强度E1与电荷－Q2在该点产生的电场强度E2的矢量和。
(2)均匀带电球体(或球壳)外某点的电场：E＝k ，Q整个球体所带的电荷量，r是球心到该点的距离(r＞R)
四、电场线
1．理解：
(1)电场线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向
(2)电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，是不闭合曲线。
(3)电场线在电场中不相交。(任意一点的电场强度不可能有两个方向)
(4)在同一幅图中，电场线的疏密反映了电场强度的相对大小，电场线越密的地方电场强度越大。
(5)电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线。
五、匀强电场
1．定义：电场强度的大小相等，方向相同的电场。
2．电场线特点：匀强电场的电场线是间隔相等的平行线。
3．实例：两块等大、靠近、正对的平行金属板，带等量异种电荷时，它们之间的电场除边缘附近外就是匀强电场。
重难问题探究
“电网”能看得见、摸得着吗？“电网”实际存在吗？“电网”形成的电场有强弱之分吗？若有，哪里强，哪里弱呢？
如何描述电场的强弱？能否直接用试探电荷所受的静电力表示电场的强弱？为什么？
若不能用静电力的大小表示电场的强弱，那么应如何描述电场的强弱呢？你能得出什么结论？
能否根据得出电场强度E与静电力F成正比，与试探电荷的电荷量q成反比？若不能，请问电场强度E是由什么因素决定的？
电场强度E是用什么方法定义的？还有哪些物理量采用了这种定义法？
基础小题试练
1.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.电场不是由分子、原子组成的，它是一种客观存在的特殊物质
C.电荷之间的相互作用是通过电场产生的
D.电场只能存在于真空中和空气中，不可能存在于物体中
2.下列叙述中正确的是（静电力常量为k）( )
A.电场强度适用于任何电场
B.公式中的q是场源电荷的电荷量，q越大，则电场强度越小
C.公式适用于真空中点电荷的电场，式中的Q是场源电荷的电荷量
D.由可知，r不变时，Q越大，则电场强度越大
3.如图所示，光滑绝缘水平桌面上有两个带电小球（可以看成点电荷），A球电荷量为球电荷量为，由静止释放时A球加速度大小为B球的两倍，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A.A球受到的静电力是B球受到静电力的2倍
B.A球的质量是B球质量的2倍
C.A球受到的静电力与B球受到的静电力是一对相互作用力
D.球相互靠近过程中加速度都增大，且A球加速度总是B球的两倍
4.如图所示，两质量分别为和、带电荷量分别为和的小球，用长度不等的绝缘轻丝线悬挂起来，两丝线与竖直方向的夹角分别是α和，若两小球恰在同一水平线上，那么( )
A.两球一定带异种电荷 B.一定不等于
C.一定小于 D.两球所受静电力一定不相等
5.如图所示，一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）所带的电荷量为Q。它在与球心距离的球外部某点产生的电场强度为__________。
答案以及解析
1.答案：ABC
解析：电场存在于电荷周围，A正确；电场是一种特殊物质，不是由分子、原子组成的，B正确；电荷之间的相互作用就是通过电场产生的，电场最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用，C正确；电场在真空中、物体中都能存在，D错误。
2.答案：ACD
解析：是电场强度的定义式，它适用于任何电场，故A正确；中的q是试探电荷的电荷量，故B错误；是真空中点电荷的电场强度决定式，式中的Q是场源电荷的电荷量，r不变时Q越大，电场强度越大，故C、D正确。
3.答案：CD
解析：A球受到的静电力和B球受到的静电力是一对相互作用力，大小相等，方向相反；由静止释放时，A球加速度大小为B球的两倍，由牛顿第二定律可知，A球的质量是B球质量的，A、B错，C对；由库仑定律可知，球相互靠近过程中两球间静电力增大，且大小相等，加速度都增大，A球的质量是B球质量的，所以A球加速度总是B球的两倍，D正确。
4.答案：AC
解析：两球均带电且相互吸引，则必定带异种电荷，故A正确；两球间的静电力为一对相互作用力，根据牛顿第三定律，无论两球的电荷量是否相等，两球间的静电力大小都相等，故无法判断两球所带电荷量的大小关系，故B、D错误；设两球间静电力大小为F，对左球受力分析如图，得到，同理，则，因，得到，故C正确。
5.答案：
解析：如图，带电球体（或球壳）在处产生的电场可等效成一个位于球心带电荷量为Q的点电荷产生的电场，即，式中的r是该点到球心的距离。

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