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§9.31 电场 电场强度
第九章 静电场及其应用
2．将电荷量????分配给可视为点电荷的两个金属球, 间距一定的情况下, 怎样分配电荷量才能使它们之间的静电力最大? 请进行论证。
?
由 ????=????????(?????????)????????=?????????????????????+????????????????????
则 ????=?????????????=????????????????????×????????????=????????
即两个金属球平分电荷量Q时静电力最大。
?
教材 第24页
思考: 两电荷没有直接接触, 它们之间的库仑力是如何作用的?
牛顿 1643-1727
我有办法!
B
A
3.物质性: 电场以及磁场已被证明是一种客观存在。场像分子、原子等实物粒子一样具有能量，因而场也是物质存在的一种形式。
一、电场
1. 定义: 电荷周围存在着的一种传递电荷间相互作用的特殊物质
静止电荷 静电场
产生
F
F
2.电场的力的性质: 电场对场中的其它电荷有力的作用, 叫作电场力
4.静止电荷产生的电场叫作静电场
课堂探究一：电场看不见、摸不着, 我们如何描述电场的强弱？
+Q
(2). 猜想影响因素：①电荷量 (Q) ; ②距离 ( r )
(1). 研究思路：将电荷放入电场中, 比较其受到的静电力
一、电场
1. 场源电荷
激发电场的带电体所带的电荷
叫作场源电荷, 或源电荷。
2. 试探电荷
场源电荷
试探电荷
F
(1).体积很小
(2).电量很小
这个电荷应该是电荷量和体积都很小的点电荷。电荷量很小, 是为了使它放入后不影响原来要研究的电场。体积很小, 是为了便于用它来研究电场各点的性质。这样的电荷常常叫作试探电荷(或检验电荷)。
二、电场强度
+q
+q
F1
+q
课堂探究二：能否用静电力的大小表示电场的强弱?
二、电场强度
+Q
F3
+q
F2
+q
F1
+q
课堂探究二：能否用静电力的大小表示电场的强弱?
2F3
+2q
二、电场强度
+Q
试探
电荷q
电场力 F
????????
q
2q
nq
-q
试探
电荷q
电场力 F
q
2q
nq
-q
n????????????????????
?
2????????????????????
?
????????????????????
?
????????????????
?
????????????????
?
????????????????
?
????????????????????
?
????????????????
?
r
r
r
r
+q
+2q
+nq
-q
F
2F
nF
F
总结: 在某一点, 静电力大小F
与试探电荷的电荷量 q 成正比
即 ???????? 相同
?
二、电场强度
+Q
+Q
+Q
+Q
1. 定义：试探电荷所受的静电力与它的电荷量之比
叫作电场强度(electric field strength) (场强)
2. 公式：
3. 单位：牛每库 (N/C)
比值定义法
E = ????????
?
二、电场强度
+Q
+q
+Q
-q
+q
-q
-Q
-Q
4. 矢量：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。
与负电荷在该点所受的静电力的方向相反。
思考: 场强是矢量还是标量?
是状态量还是过程量?
1. 定义：试探电荷所受的静电力与它的电荷量之比
叫作电场强度(electric field strength) (场强)
2. 公式：
3. 单位：牛每库 (N/C)
比值定义法
E = ????????
?
二、电场强度
+Q
+q
F
E
+Q
-q
F
E
+q
F
E
-q
E
F
-Q
-Q
4. 矢量：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。
与负电荷在该点所受的静电力的方向相反。
1. 定义：试探电荷所受的静电力与它的电荷量之比叫作电场强度 (场强)
2. 公式：
3. 单位：牛每库 (N/C)
比值定义法
E = ????????
?
二、电场强度
4. 矢量：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。
与负电荷在该点所受的静电力的方向相反。
(3) 电场强度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静电力都无关。
(2) E = ?????????为定义式，适用于一切电场
?
(1) 物理意义：描述电场强弱和方向的物理量
(4) 电场力：F = qE
5. 理解：
三、点电荷的电场
课堂探究三：点电荷是最简单的场源电荷, 试分析它激发的电场?
F =????????????????????
?
E = ????????
?
得E = ????????????????
?
+Q
+q
F
E
r
1.大小：
2.场强方向：
正点电荷电场方向背离电荷
负点电荷电场方向指向电荷
场源电荷电荷量
到场源电荷的距离
E = ????????????????
?
思考：同一球面上的场强相同吗?
总结: E = ???????? 与 E =???????????????? 的比较
?
比较内容
E = ????????
E =????????????????
本质区别


适用范围
Q与q的意义
关系理解
比较内容
本质区别


适用范围
Q与q的意义
关系理解
总结: E = ???????? 与 E =???????????????? 的比较
?
比较内容
E = ????????
E =????????????????
本质区别
定义式
决定式
适用范围
一切电场
真空中点电荷的电场
Q与q的意义
q为试探电荷的电荷量
Q为场源电荷的电荷量
关系理解
E的大小与F、q的大小无关
E的大小与Q成正比
比较内容
本质区别
定义式
决定式
适用范围
一切电场
真空中点电荷的电场
Q与q的意义
q为试探电荷的电荷量
Q为场源电荷的电荷量
关系理解
E的大小与F、q的大小无关
E的大小与Q成正比
1．关于电场强度，小明有以下认识：
A．若在电场中的????点不放试探电荷，则????点的电场强度为0；
B．点电荷的电场强度公式????=????????????????表明，点电荷周围某点电场强度的大小，与该点到场源电荷距离????的二次方成反比，在????减半的位置上，电场强度变为原来的4倍；
C．电场强度公式????=????????表明，电场强度的大小与试探电荷的电荷量????成反比，若????减半，则该处的电场强度变为原来的2倍；
D．匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在其中受力都相同。
你认为他的看法正确吗？请简述你的理由。
?
教材 第16页
2．把试探电荷????放到电场中的????点，测得它所受的静电力为????；再把它放到????点，测得它所受的静电力为????????。????点和????点的电场强度之比????????????????是多少？再把另一个电荷量为????????的试探电荷放到另一点????，测得它所受的静电力也是????。????点和????点的电场强度之比????????????????是多少？
?
【答案】????????????????=????????，????????????????=????????
?
教材 第16页
3．场是物理学中的重要概念，除了电场和磁场，还有重力场。地球附近的物体就处在地球产生的重力场中。仿照电场强度的定义，你认为应该怎样定义重力场强度的大小和方向？
【答案】重力加速度g，方向竖直向下
教材 第16页
[例1] 真空中O点放一个点电荷Q＝＋1.0×10－9 C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30 cm，M点放一个点电荷q＝－1.0×10－10 C，如图所示．求：
(1)q在M点受到的作用力；
(2)M点的场强；
(3)拿走q后M点的场强；
(4)M、N两点的场强哪点大．
(1)1.0×10－8 N，方向沿MO指向Q
(2)100 N/C，方向沿OM连线背离Q
(3)100 N/C，方向沿OM连线背离Q
(4)M点场强大
系统集成P16例1
[针对训练1] (多选)在电场中某点放入正点电荷q，它受到的电场力F方向向右．当放入负点电荷q时，它受到的电场力F方向向左．下列说法正确的是( )
A．该点放入正电荷时，电场强度方向向右；放入负电荷时，电场强度方向向左
B．该点电场强度大小E＝F/q
C．该点放入2q的正点电荷时，电场强度变为原来的2倍
D．该点电场强度的方向向右
BD
系统集成P16针对训练1
1. 单位：牛每库 (N/C)
比值定义法
E = ????????
?
二、电场强度
2. 矢量：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。
与负电荷在该点所受的静电力的方向相反。
(3) 电场强度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静电力都无关。
(2) E = ?????????为定义式，适用于一切电场
?
(1) 物理意义：描述电场强弱和方向的物理量
(4) 电场力：F = qE
3. 理解：
一、电场
课堂小结：电场、电场强度
三、点电荷的电场
E = ????????????????
?
[针对训练1] 在电场中的某点放一个试探电荷，其电荷量为q，受到的静电力为F，则该点的电场强度E＝F/q，下列说法正确的是( )
A．若移去试探电荷，则该点的电场强度为0
B．若试探电荷的电荷量变为4q，则该点的场强变为4E
C．若放置到该点的试探电荷变为－2q，则该点的场强大小不变，但方向相反
D．若放置到该点的试探电荷变为－2q，则该点的场强大小、方向均不变
D
系统集成P19针对训练1
系统集成P19针对训练2
[针对训练2] 由电场强度的定义式E＝F/q可知，在电场中的同一点( )
A．电场强度E跟F成正比，跟q成反比
B．电场中某点的场强为零，则在该点的电荷受到的电场力可以不为零
C．无论试探电荷所带的电荷量如何变化，场强E始终不变
D．一个不带电的小球在P点受到的电场力为零，则P点的场强一定为零
C

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