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第九章　静电场及其应用
9.3 电场力 电场强度
第2课时 电场强度 电场的叠加
1.理解电场强度及其定义式，并能用该公式进行有关计算。
2.掌握点电荷的电场和电场强度的叠加。
学习目标：
我们已经知道，在电场中不同的地方，电场的强弱不同。那么如何描述这种强弱呢？
导入新课
电量比较小、体积比较小
场源电荷Q（也叫源电荷）：产生电场的电荷
+Q
试探电荷q（也叫检验电荷）：
+q
F
检验电荷：电量很小（不影响源电荷的电场）；体积很小（可以当作质点）的电荷。
q—试探电荷（检验电荷）
1、电量很小（不影响原电场）
2、体积很小（可以精确测量）
Q——场源电荷（产生电场的电荷）
电场？
电场？
电场？
电场？
＋
Q
+q
q不受力—无电场
q受力—有电场
检验空间是否存在电场？
场源电荷
试探电荷(检验电荷)
想一想：电场有强弱吗？
同一试探电荷在电场中不同位置受力不同
实验结论：电场的强弱与 有关
位置
不同试探电荷在电场中同一位置受力不同！
实验结论：不同试探电荷受到的电场力还与试探电荷的 有关
电量
(3)单位：_____________.
一.电场强度
1、定义：放入电场中某点的试探电荷所受的 与它的 之比，叫作该点的电场强度.
静电力
电荷量
牛每库(N/C)
比值法定义
试探电荷电荷量
E与F成正比，与q成反比？
(4)物理意义：
反映电场强弱的物理量，某点的电场强度数值上等于单位正电荷在那里所受的电场力。（描述该点电场强弱和方向，场强反映电场的力的性质，由电场本身决定，与放入的试探电荷无关 。 ）
+Q
+q
F
E
+Q
-q
F
E
按照规定：负电荷在电场中某点受到的电场力的方向跟该点的电场强度方向相反。
(5)电场强度的方向——矢量性
　　物理学中规定，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．
即：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；跟负电荷在该点所受的静电力的方向相反。
（3）由电场本身的性质决定，与试探电荷是否存在、电荷的正负、电荷量的大小及受到的电场力都无关。
（1） 为定义式，适用于一切电场。
（2）电场强度是反映电场强弱和方向的物理量，大小表示单位电荷受到的力。
（4）电场力：F=qE
2.对电场强度的理解：
1
2
3
4
5
电场强度和电场力的对比分析
电场强度E
电场力F
仅指电荷在电场中的受力
是反映电场本身的力的性质的物
理量，其大小表示电场的强弱
定义式：
计算式：
E的大小只决定于电场本身，与电荷q无关
F的大小由放在电场中某点的电荷q和该点的场强E共同决定
E是矢量，其方向与正电荷
(+q)在该点受到的电场力的方向相同
F是矢量，其方向对于正电荷(+q),F与E同向；对于负电荷(-q),F与E反向
E的单位：
F的单位：
E=F/q
F=qE
牛/库 (N/C)
牛 (N)
B.E的方向跟试探电荷的正负有关
C.电场中某点若未引入试探电荷，则该点E＝0
D.电荷在电场中某处所受的静电力为零，则该处E＝0
例1　(2021·江苏省扬州中学高一月考)下列说法中正确的是
√
解析　电场强度是电场本身的性质，与是否放入其中试探电荷无关，其大小可以用试探电荷受的静电力与试探电荷电荷量的比值计算，故D正确.
例2　(2021·江苏省修远中学高一月考)将电荷量q1＝＋2.0×10－6 C的试探电荷放置于匀强电场中的A点，受到静电力的大小F1＝6.0×10－3 N，方向竖直向上.
(1)求电场强度E的大小和方向；
答案　3.0×103 N/C　方向竖直向上
解析　根据电场强度的定义式，
因正的试探电荷所受静电力的方向与电场强度的方向相同，故场强方向竖直向上.
(2)若在A点放置q2＝－4.0×10－6 C的试探电荷，求它所受的静电力F2的大小和方向.
答案　1.2×10－2 N　方向竖直向下
解析　由静电力的计算式可得，负电荷在A点所受的静电力为
F2＝q2E＝4.0×10－6×3.0×103N＝1.2×10－2 N
因负的试探电荷所受静电力与场强方向相反，故静电力方向竖直向下.
二、点电荷的电场　电场强度的叠加
1、如图所示，在正点电荷Q的电场中，P点到Q的距离为r，则Q在P点的电场强度是多大？方向如何？
2、如果再有一正点电荷Q′＝Q，放在如图所示的位置，P点的电场强度多大？
答案　如图所示，P点的电场强度为Q、Q′单独在P点产生的电场强度的矢量和，则
深化知识
3.电场强度是矢量，对于同一直线上电场强度的合成，可先规定正方向，进而把矢量运算转化成代数运算，对于互成角度的电场强度的叠加，合成时遵循平行四边形定则.
4.点电荷电场的特点：如果以Q为中心作一个球面，则球面上各点的电场强度大小相等。
本质区别 （一切电场）定义式 适用于一切电场 （点电荷电场）决定式
仅对点电荷的电场适用
意义及用途 给出了一种量度电场强弱方法 指明了点电荷场强大小决定因素
Q或q的意义 q表示引入电场的试探电荷（检验电荷）的电荷量 Q表示产生电场的场源电荷的电荷量
E与其它量的关系 E用F与q的比值来表示，但E的大小与二者无关。 E不仅用Q、r来表示，且大小与二者有关。
和
的区别
例3　如图4所示，真空中，带电荷量分别为＋Q和－Q的点电荷A、B相距r，求：
(1)两点电荷连线的中点O的场强大小和方向.
图4
解析　如图甲所示，A、B两点电荷在O点产生的场强方向相同，均由A→B.
A、B两点电荷分别在O点的电场强度大小
(2)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O′点的场强大小和方向.
由矢量图结合几何关系可知，O′点的场强大小
针对训练　(2021·平冈中学高二上月考)如图5所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°.电荷量相等、电性相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P点，此时O点的场强大小为E2，则E1与E2之比为
图5
√
当N点处的点电荷移至P点时，O点场强如图所示，
例4　如图6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点处的场强大小、方向如何？
图6
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