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9.3电场 电场强度

情景思考
q1
q2
+
P1
C
+
问题一：如图所示的两个带电的物体，它们并没有直接接触，它们的相互作用（排斥或吸引）是通过什么来实现的？
情景思考
问题二： 通过起电机使人体带电，人的头发会竖起散开。为什么会出现这样的现象？如何解释产生这一现象的原因？
问题1 电荷之间的相互作用通过什么实现的？
英国物理学家 法拉第
（1791-1867）
英国科学家法拉第提出：在电荷的周围存在着由它产生的电场
一、电场
电场
B
A
F
物理学的理论和实验证实了电场和磁场是一种客观的存在。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。
产生
施力于
电场B
施力于
产生
电场A
电荷A
电荷B
电场对场中的其它电荷产生力的作用
静止电荷 静电场
产生
B
A
F
F
静电力
电荷间的相互作用力通过电场发生
一、电场
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。
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
一、电场
场源电荷
试探电荷
场源电荷
（静止）
静电场
激发
试探电荷
感受
q
2q
3q
F
2F
3F
+
场源电荷
试探电荷(检验电荷)
同一位置放置不同的试探电荷：
+
F
思考：能否用F来描述电场的强弱？
A
＋Q
＋q
＋q
B
研究方法：在点电荷＋Q产生的电场中A、B两点分别放入电荷q1、q2、q3，则它们分别受电场力为：
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}物理量
电荷量
FA
????????????
FB
????????????
q1
q2
q3
k????????????????????????
?
k????????????????????????
?
k????????????????????????
?
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?
k????????????????????????
?
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k????????????????????????
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?
得出：F与q的比值与试探电荷无关，与场源电荷以及位置有关。
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?
????????????????????
?
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?
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?
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。
当堂训练
1.电场强度的定义式为 ，则（ ）
A.它只适用于点电荷产生的电场
B.无论检验电荷的q值如何变化，F与q的比值对电场中同一点来讲是 不变的
C.电场中某点的场强与放在该点的检验电荷所受的电场力成正比
D.场强方向与检验电荷的极性有关
B
2、电场中有一点 P，下列说法正确的是（　　）
A．若放在 P 点的电荷的电荷量减半，则 P 点电场强度减半
B．若 P 点没有试探电荷，则 P 点的电场强度为零
C．P 点的电场强度越大，则同一电荷在 P 点所受的静电力越大
D．P 点的电场强度方向为试探电荷在该点的受力方向
C
当堂训练
3、在真空中A点有一正电荷Q=2.0×10-4C，把检验电荷q=2.0×10-6C的负电荷置于B点，他们相距离r=2m，如图所示。求：q所在点的电场强度。
当堂训练
场源电荷
Q
q
试探电荷
P
r
在P点放一个试探电荷q ，它在电场中受到的静电力是F，根据库仑定律：
点电荷是最简单的场源电荷，它激发的电场有什么特点呢？
故电场强度:
三、点电荷的电场
＋
－
2.场强方向：
Q—真空中点电荷的电量
r—某点到点电荷的距离
1.公式：
正电荷电场方向沿半径向外；
（背离）
负电荷电场方向沿半径向内
（指向）
同一球面电场强度大小相同
适用范围
电荷的意义
定义式，适用于一切电场
决定式，仅对真空中点电荷的电场适用
q是检验电荷，但E与q无关
Q是场源电荷，E与Q成正比
和
的区别：
辨析
问题2：如果有几个点电荷同时存在，在几个点电荷共同形成的电场中，如何求某点的电场强度呢？
1
E
2
E
+
1
Q
2
Q
P
E
+
1
Q
2
Q
P
1
E
2
E
E
电场强度的叠加性：矢量和
四、电场强度的叠加——遵循平行四边形定则
与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同
拓展：
一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在外部产生的电场
Q
r
P
r
Q
P
4、如图所示，在正方形四个顶点分别放置一个点电荷，所带电荷量已在图中标出，则下列四个选项中，正方形中心处场强最大的是(　　)
当堂训练
5、关于场强，下列说法正确的是
A．根据电场强度的定义式E=F/q可知，E与F成正比，与q成反比
B．电场中某点的电场强度与正电荷受力方向相同，当该点放置负电荷时，场强反向．
C．由 E=kQ/r2 知，在以Q为球心、r为半径的球面上，各处场强相同
D．若空间只有两个点电荷，则该空间某点的场强等于这两个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和．
当堂训练
思考：电场看不见, 摸不着, 除了用公式描述电场以外, 形象地描述电场中各点电场强度的大小和方向也很重要。那么如何形象地描述电场? 请结合初中学过的类似的知识及生活经验进行思考!
法拉第：为了形象描述电场而引入了假想曲线——电场线
1.定义：为了形象的描述电场而引入的虚拟的线
2.规定：(1).电场线上每点的切线方向表示该点电场强度的方向
(2).电场线的疏密表示电场强度的大小。
3.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。
4.理解：电场线不是实际存在的线, 是为了形象地描述电场而假想的线。
五、电场线
(1)正(负)点电荷形成的电场线特点
几种典型的电场线
①. 离点电荷越近，电场线越密，场强越大；
②. 以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，
在此球面上场强大小处处相等，方向不同。
(3)等量异种电荷形成的电场线
(2)等量同种电荷形成的电场线
几种典型的电场线
(1)沿两点之间连线, 场强先变小后变大
O点场强为0
(2)两点连线中垂线上, 场强先变大后变小
(3)对称的两点, 场强等大
(1)沿两点之间连线, 场强先变小后变大
O点场强最小, 且不为0
(2)两点连线中垂线上, 场强变小, 方向相同
(3)对称的两点, 场强相同
实验模拟电场线
六、匀强电场
1.定义：各点电场强度的大小相等、方向相同的电场。
2.匀强电场的电场线：间隔相等的平行直线。
带电粒子在匀强电场中受到恒定的静电力作用
6、如图是某区域的电场线分布．A、B、C是电场中的三个点，则：
（1）哪一点电场最强，哪一点电场最弱？
（2）画出各点的场强方向
（3）把一负点电荷分别放在这三点，画出所受静电力方向
（4）该电场可能是正的点电荷产生的电场吗？
（5）若在B点静止释放一正电荷，试
大致画出该电荷的运动轨迹
当堂训练
7、某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N.以下说法正确的是
A.粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度
B.粒子在M点的加速度小于它在N点
的加速度
C.粒子在M点的动能小于它在N点的
动能
D.粒子必定带正电荷
当堂训练
8.用轻质柔软绝缘细线，拴一质量为1.0×10－2kg、电荷量为2.0×10－8C的小球，细线的上端固定于O点。现加一水平向右的匀强电场，如图平衡时细线与铅垂线成37°（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8），则（ ）
A．小球带负电
B．匀强电场的场强为1.5×108N/C
C．平衡时细线的拉力为0.125N
D．平衡时细线的拉力为0.175N
【正确答案】C
当堂训练
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