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第九章 静电场及其应用
人教版 必修三
第三节 电场 电场强度
情景引入：任何力的作用都离不开物质。脚踢球，脚对球的力直接作用在球上；狗拉雪橇，狗对雪橇的拉力是通过绳子作用的。
两电荷间相互作用时不直接接触，它们之间的相互作用是通过什么作用的呢？
打开水龙头，将带电的橡胶棒去靠近水流，发现水流偏向带电棒一侧，为什么带电棒与水流没有接触，水流的方向却发生了弯曲？
电荷之间的相互作用并不需要直接接触，近代物理学的理论和实验证实电荷的周围存在着由它产生的电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。
一、电场
1.定义：电场是能传递电荷间相互作用力的一种客观存在的特殊物质。
2.特点：
（1）特殊性：看不见、摸不着、无法称量、可以叠加
（2）物质性：是客观存在的、具有质量和能量
3.性质：
（1）电场对放入其中的电荷存在着作用力
（2）电场具有能量：当带电体在电场中移动时，电场力将对带电体做功。
4.静电场：静止电荷产生的电场，本章只讨论静电场
二、电场强度
场源电荷:激发电场的带电体所带的电荷
试探电荷:电荷量和体积都很小的点电荷,它放入后不影响原来要研究的电场。
保持场源电荷Q的位置和电荷量不变，试探电荷q在A点时距离Q比在B点时近，受到的静电力也较大；在C、D、E点时与在A点时到Q的距离相同，但是受到的力的方向不同，这些说明什么？
保持场源电荷Q的位置和电荷量不变，保持试探电荷的位置和电性不变，使电荷量分别为q、2q、3q，发现受力大小分别为F、2F、3F，方向不变，这说明什么？用什么物理量能够描述电场的强弱呢？
二、电场强度
二、电场强度（常用E来表示）
1.定义：试探电荷所受的静电力与它的电荷量之比
2.大小：
适用于一切电场
q为试探电荷的电荷量
F为电场对试探电荷的作用力
3.方向：与正电荷在该点所受的静电力的方向相同。
4.单位： N/C；牛每库
5.物理意义：描述该点的电场强弱和方向，是描述电场力的性质的物理量，是矢量。
二、电场强度
6.对电场强度的理解
例1 在真空中O点放一个Q＝＋1.0×10－9C的点电荷，直线MN通过O点，OM的距离r＝30cm，M点放一个q＝－1.0×10－10C的点电荷，如图所示，求：
（1）q在M点受到的库仑力大小；（2）M点的场强大小；（3）移走q后M点的场强大小；
[答案]（1）1×10-8N （2）100N/C；（3）100N/C；
变式训练1 (多选)如图是电场中某点的电场强度E及所受静电力F与放在该点处的试探电荷所带电荷量q之间的函数关系图像，其中正确的是(　　)
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三、点电荷的电场 电场强度的叠加
点电荷是最简单的场源电荷。点电荷在某点产生的电场的电场强度与什么有关？如何可以得出真空中静止的点电荷的电场强度的表达式？
三、点电荷的电场 电场强度的叠加
三、点电荷的电场 电场强度的叠加
三、点电荷的电场 电场强度的叠加
例2 如图所示，在真空中有两个点电荷Q1＝＋3.0×10－8 C和Q2＝－3.0×10－8 C，它们相距r＝0.1 m。A点与两个点电荷的距离均为r。求电场中A点的场强。
[答案]场强大小为2.7×104 N/C，方向与两点电荷的连线平行并指向负电荷一侧
变式训练2 如图所示，在直角三角形ABC中，∠A=90°，∠B=30°，在B、C处分别固定两个点电荷q1、q2，A点的电场强度大小为E，方向垂直于BC边向下，则下列说法正确的是（　　）
A．q1和q2是异种电荷
B．q1和q2的电量之比为
C．若仅改变q1的电性，则A处场强大小不变
D．若仅改变q1的电性，则A处场强方向与BC平行
C
除了用数学公式描述电场外，有没有更好地形象描述电场的方法？
物理学家法拉第采用了一个简洁的方法来描述电场，那就是画电场线
1.电场线的定义：
2.电场线的应用
(1)比较电场强度大小：同一幅图中，场强大处电场线密，场强小处电场线疏。
(2)确定电场强度方向：电场线上任意一点的切线方向就是该点电场强度的方向。
电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线
3.电场线的特点
（1）电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；
（2）同一电场的电场线在电场中不相交，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。
四、电场线
4.常见电场线的
四、电场线
类型 图形 特点
点电荷 (1)离点电荷越近，电场线越密集，场强越强
(2)若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向各不相同
4.常见电场线的
类型 图形 特点
等量异 种点电荷 (1)两点电荷连线上各点处，电场线方向从正电荷指向负电荷，中点O场强最小，但不为零，越靠近点电荷场强越强
(2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，电场线的方向均相同，即场强方向均相同，且总与中垂面(线)垂直
(3)沿中垂面(线)从O点到无穷远，场强逐渐减弱
4.常见电场线的
类型 图形 特点
等量同 种点电荷 (1)两点电荷连线的中点O处场强为零，此处无电场线，中点O处附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零
(2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，场强方向总沿中垂面(线)远离O(等量正点电荷)或指向O(等量负点电荷)
(3)在中垂面(线)上从O点到无穷远处，场强先变强后变弱
类型 图形 特点
匀强电场 (1)匀强电场的电场线是间隔相等的平行直线
(2)带等量异种电荷的平行板间的电场除边缘部分外，电场线是间隔相等的平行直线，说明场强的大小、方向都相同，为匀强电场。注意两板边缘的电场并非匀强电场
4.常见电场线的
例3 法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场。如图所示是点电荷a、b所形成电场的电场线分布图，下列说法正确的是 （　　）
A．a、b为异种电荷，a的带电量大于b的带电量B．a、b为异种电荷，a的带电量等于b的带电量C．a、b为同种电荷，a的带电量等于b的带电量D．a、b为同种电荷，a的带电量小于b的带电量
B
变式训练3　如图为金属球放入匀强电场后电场线的分布情况。设该电场中A、B两点的电场强度大小分别为EA、EB，则A、B两点 (　　)
D
A．EA＝EB，电场方向相同
B．EAC．EA>EB，电场方向不同
D．EA三、课堂练习
三、课堂练习
三、课堂练习
三、课堂练习
四、课堂小结
一、电场
（1）定义
（2）特点
（3）性质
（4）静电场
二、电场强度
（1）定义
（2）大小
（3）方向
（4）单位
（5）物理意义
（6）对电场强度的理解
四、课堂小结
三、点电荷的电场 电场强度的叠加
（1）点电荷的电场
（2）电场强度的叠加
四、电场线
（1）定义
（2）应用
（3）特点
（4）常见的电场线

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