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第九章 静电场及其应用
第3节 电场 电场强度（1）
学习目标
（1）通过类比与实验模拟的方法建立电场概念，知道电荷间的相互作用是通过电场实现的，知道场是物质存在的形式之一。
（2）通过电场强度概念的建立过程，进一生体会用物理量之比定义新物理量的方法。理解电强度的定义式、单位和方向。
（3）知道点电荷行成的电场的电场强度的表达式。会计算多个点电荷形成的电场的电场强度。
（4）会用电场线描述电场。了解几和典型场的电场线，体会用虚拟的图线描述抽综物理概念的思想方法。
复习回顾
1.库仑定律的内容、公式
2.适用条件
3.点电荷、元电荷
4.均匀带点金属球能否看成点电荷？
5.多个点电荷之间的库仑力如何求解？
6.等量带点金属球、绝缘球之间的库仑力如何求解？
思考1：电荷间没有直接接触，相互作用力如何产生？
新课引入
新课教学
法拉第提出：在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。
B
A
F
产生
施力于
电场B
施力于
产生
电场A
电荷A
电荷B
F
新课教学
一、电场
1.定义:电场存在于电荷周围,是能传递电荷间相互作用力的一种特殊物质。
2.电场的基本性质:
3.静电场:静止电荷产生的电场。
4.注意：
（1）只要是带电体，周围都能产生电场。电场对于电荷的作用实际是电场与电场的相互作用。
（2）电场以及磁场已被证明是一种客观存在。场具有能量，也是物质存在的一种形式。
对放入其中的电荷有力的作用，即电场力。
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思考2：电场看不见又摸不着，那么空间是否有电场通过什么来检验？
O
+Q
+
+
A
B
P1
P2
场源电荷(源电荷)
试探电荷(检验电荷)
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5.试探(检验)电荷：用来探测电场是否存在或研究电场的性质的电荷称为检验电荷。
试探电荷所带的电荷量和体积必须尽可能小
6.场源电荷：激发电场的电荷称为场源电荷。
任何电荷均能激发电场
新课教学
思考3：根据库仑定律，同一个试探电荷在同一静电场的不同位置所受的静电力是不同的，说明不同位置电场也是不同的，那么能否用静电力的大小来表示电场的强弱？
不可以，电荷量不同的试探电荷，放在同一位置，所受静电力不同。
思考4：用什么物理量来描述电场的强弱呢？
新课教学
试探电荷在电场中某点受到的静电力????与试探电荷的电荷量????之比是一个常量。
?
寻找一个不变的量：
新课教学
＋Q
＋q
F
P
????????=????????????????????????
?
???????????????????????????????????????
?
=????????????????
?
????????=????????????????????????
?
=
?
????
?
1.定义：放入电场中某点的试探电荷所受的电场力????与它的电荷量????的比值。
2.定义式：
3.单位：
4.矢量：
5.物理意义：
?
电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同。
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(比值定义法)
二、电场强度
????=????????
?
牛每库，符号N/C
反映电场强弱及方向的物理量。
＋Q
F
P
????
?
F’
P’
＋q
＋q
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6.唯一性：
电场中某点的电场强度E是唯一的，是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)决定的，与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关．电场中不同的地方，电场强度一般是不同的．
典例精析
例1.电场中有一点P，点P处放一试探电荷q，关于P点的电场强度，下列说法正确的是?（ ）
A.P点电场强度的方向总是跟静电力的方向一致
B.将放在P点的试探电荷q拿走，则P点的电场强度为零
C.根据公式E＝ 可知，P点电场强度的大小跟静电力成正比，跟放入P点
的电荷的电荷量成反比
D.P点的电场强度越大，则同一试探电荷在P点所受的静电力越大
√
典例精析
例2.如图所示，在一带负电荷的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q1＝－2.0×10－8 C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0×10－6 N，方向如图，则：
(1)B处电场强度多大？方向如何？
答案　200 N/C　方向与F1方向相反
(2)如果换成一个q2＝＋4.0×10－7 C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处电场强度多大？
8.0×10－5 N　200 N/C
(3)如果将B处电荷拿走，B处的电场强度是多大？
200 N/C
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三、点电荷的电场
如图，真空中，有一个场源电荷????，带正电；试探电荷????，带负电，它们相距????，静电力常量为????。
求：（1）?????所受静电力的大小和方向；
　　（2）?????所在的????点的电场强度的大小和方向；
　　（3）将试探电荷移走后????点电场强度的大小和方向。
?
（2）电场强度：
????=????????????????????
?
（1）静电力：
????=????????
?
=????????????????
?
（3）电场强度：
同（2）
+????
?
????
?
-????
?
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三、点电荷的电场
2.说明：
（1）????是场源电荷的电量
（2）????是场中某点到场源电荷的距离。
?
????=????????????????
?
1.公式：
3.点电荷周围电场的电场强度的大小和方向的特点。
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三、点电荷的电场
2.说明：
（1）????是场源电荷的电量
（2）????是场中某点到场源电荷的距离。
?
????=????????????????
?
1.公式：
3.点电荷周围电场的电场强度的大小和方向的特点。
大小：以电荷????为中心的球面上各点的电场强度大小相等。
?
方向：正点电荷——沿半径向外；负点电荷——沿半径向内。
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三、点电荷的电场
Q
r
r
Q
一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。
4.均匀带电球体（或球壳）外部某点电场强度的计算
????=????????????????
?
{21E4AEA4-8DFA-4A89-87EB-49C32662AFE0}
意义
适用条件
Q或q的意义
公式中各量的关系
电场强度的定义式
任何电场
试探电荷
????用????与????的比值来表示,????与????,????的大小无关
?
点电荷电场强度的决定式
真空中静止的点电荷
场源电荷
????由????、????决定，????与????成正比,与????2成反比。
?
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E2
E
电场强度是矢量，电场中某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和，这叫做电场的叠加原理。
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+Q
-Q
E1
+Q
+Q
E1
E1
E2
E2
E
四. 电场强度的叠加
典例精析
例3.如图，真空中有一等边三角形ABC，边长d＝0.30 m.在A点固定一电荷量q1＝＋3.0×10－6 C的点电荷，静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，求：
(1)点电荷q1产生的电场在C处的电场强度E1的大小；
(2)在B点固定另一个q2＝－3.0×10－6 C的点电荷，
则C处合电场强度E的大小及方向；
(3)在(2)条件下，试探电荷q3＝＋5.0×10－7 C放
在C处受到的静电力F大小.
答案　3×105 N/C
3×105 N/C　平行于AB连线向左
0.15 N
典例精析
例4.如图所示，等边三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷＋q、－q、－q，已知三角形边长为 L，静电力常量为k，则该三角形中心O点处的电场强度大小、方向如何？
小结
一、电场
二、电场强度
三、点电荷的电场
四、电场强度的叠加
谢谢观看！

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