1、第一章 静电场第三节 电场强度第一章 静电场学习目标明目标 知重点1.理解电场强度的概念及公式，并会进行有关的计算重点 2.会用电场线表示电场，并熟记几种常见电场的电场线分布特征难点 3.理解点电荷的电场强度及场强叠加原理重点 一、电场1概念：存在于电荷周围的一种特殊的_，由电荷产生_是物质存在的两种不同形式2基本性质：对放入其中的电荷有_电荷之间通过_相互作用3静电场：_电荷产生的电场场和实物物质电场力的作用静止二、电场强度1试探电荷：用来检验电场是否存在及其_分布情况的电荷强弱2场源电荷：激发或产生我们正在研究的_的电荷电场3电场强度(1)概念：放入电场中某点的点电荷所受_与它的_的比值叫
2、做该点的电场强度，简称场强(2)物理意义：表示电场的_和_(3)定义式及单位：_，单位为牛(顿)每库(仑)，符号为_(4)方向：电场强度的方向与_所受电场力的方向相同正电荷静电力荷量电强弱方向N/CEFq三、点电荷的电场 电场强度的叠加1真空中点电荷周围的场强(1)大小：_(2)方向：Q 为正电荷时，E 的方向由点电荷指向_；Q 为负电荷时，E 的方向由无穷远指向_点电荷无穷远2电场强度的叠加：如果场源是多个点电荷，则电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的_矢量和EkQr2四、电场线1电场线的特点(1)电场线是为了形象描述_而假想的，不是实际存在的一条条有方向的_，曲线上每
3、点的_方向表示该点的电场强度方向(2)电场线从_(或无限远)出发，终止于_(或负电荷)(3)电场线在电场中不_(4)在同一电场中，电场强度较大的地方电场线_较密电场曲线切线正电荷无限远相交2几种特殊的电场线间隔相等五、匀强电场1定义：电场中各点电场强度_、_的电场2特点：(1)场强方向处处相同，电场线是_(2)场强大小处处相等，要求电场线疏密程度相同，即电场线_大小相等方向相同平行直线判断正误(1)电场强度的方向与试探电荷所受电场力的方向可能相同，也可能相反()(2)由 EFq可知，电场中某点的电场强度 E 与 F 成正比，与q 成反比()(3)电场线是间隔均匀平行线的电场一定是匀强电场()(
4、4)电场线就是电荷运动的轨迹()电场强度1电场强度反映了电场的力的性质2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3矢量性：电场强度描述了电场的强弱，是矢量，其方向与在该点的正电荷所受电场力的方向相同，与在该点的负电荷所受电场力的方向相反考查维度 1 对电场强度的理解(2016济南外国语学校月考)A 为已知电场中的一固定点，在 A 点放一电荷量为 q 的试探电荷，所受电场力为 F，A 点的场强为 E，则()A若在 A 点换上q，A 点场强方向发生变
5、化B若在 A 点换上电荷量为 2q 的试探电荷，A 点的场强将变为 2EC若在 A 点移去电荷 q，A 点的场强变为零DA 点场强的大小、方向与 q 的大小、正负、有无均无关D思路点拨 电场中某点的电场强度与试探电荷无关 解析 电场强度 EFq是通过比值定义法得出的，其大小及方向与试探电荷无关；故放入任何电荷时电场强度的方向和大小均不变，故 A、B、C 均错误；故选 D.考查维度 2 电场强度的计算点电荷 Q 产生的电场中有一 A 点，现在在 A 点放上一电荷量为 q2108C 的试探电荷，它受到的静电力为7.2105 N，方向水平向左，则：(1)点电荷 Q 在 A 点产生的电场强度大小为 E
6、1_，方向_(2)若在 A 点换上另一电荷量为 q4108 C 的试探电荷，此 时 点 电 荷 Q 在 A 点 产 生 的 电 场 强 度 大 小 为 E2 _ 该 试 探 电 荷 受 到 的 静 电 力 大 小 为_，方向_(3)若将 A 点的试探电荷移走，此时点电荷 Q 在 A 点产生的电场强度大小 E3_，方向_3.6103 N/C水平向左3.6103 N/C1.44104 N水平向右3.6103 N/C水平向左思路点拨 场强的大小如何计算？其方向是如何规定的？电场中某点的电场强度与试探电荷有关吗？解析(1)根据电场强度的定义式 EFq可得：E17.21052108N/C3.6103 N
7、/C，电场强度的方向与正电荷在该处受力的方向一致，所以其方向为：水平向左(2)A 点的电场是由点电荷 Q 产生的，因此此电场的分布由电荷 Q 来决定，只要 Q 不发生变化，A 点的电场强度就不发生变化，与有无试探电荷以及试探电荷的电性无关，所以 E2E13.6103 N/C.由 EFq得：FE2q3.6103(4)108 N1.44104 N，方向水平向右(3)若移走试探电荷，点电荷 Q 在 A 点产生的电场强度不变，即 E3E13.6103 N/C，方向水平向左 考查维度 3 公式 EFq和 EkQr2的对比(多选)真空中距点电荷(电荷量为 Q)为 r 的 A 点处，放一个带电荷量为 q(q
8、Q)的点电荷，q 受到的电场力大小为 F，则 A 点的场强为()A.FQ B.FqCkqr2DkQr2解析 EFq中 q 指的是试探电荷，EkQr2中 Q 指的是场源电荷，故 B、D 正确 BD(1)公式 EFq是电场强度的定义式，适用于任何电场，E 可以用Fq来度量，但与 F、q 无关其中 q 是试探电荷(2)公式 EkQr2是点电荷场强的决定式，仅适用于点电荷的电场强度求解，Q 是场源电荷，E 与 Q 成正比，与 r2 成反比(3)均匀带电球体之外某点的电场强度也可用 EkQr2计算，r为球心到该点的距离 1(2016大庆一中高二检测)电场中有一点 P，下列说法正确的是()A若放在 P 点
9、电荷的电荷量减半，则 P 点的电场强度减半B若 P 点没有试探电荷，则 P 点电场强度为零CP 点电场强度越大，则同一电荷在 P 点所受电场力越大DP 点的电场强度方向为试探电荷在该点的受力方向C解析：为了知道电场中某点的电场强度，可以把一个试探电荷放入该点，其受到的电场力 F 与自身的电荷量 q 的比值Fq可反映该点场强的大小，但该点的电场强度由电场本身决定，与试探电荷的电荷量多少、电性无关，A、B 错误由 EFq得 FEq，当 q 一定时，E 越大，F 越大，C 正确电场中某点的电场强度方向规定为正电荷在该点时受到的电场力的方向，与负电荷受力的方向相反，D 错误故选 C.2下列关于电场强度
10、的说法正确的是()A公式 EFq只适用于真空中点电荷产生的电场B由公式 EFq可知，电场中某点的电场强度 E 与试探电荷在电场中该点所受的电场力成正比C在公式 FkQ1Q2r2 中，kQ2r2 是点电荷 Q2 产生的电场在点电荷 Q1 处的场强大小；而 kQ1r2 是点电荷 Q1 产生的电场在点电荷 Q2 处的场强大小D由公式 EkQr2可知，在离点电荷非常近的地方(r0)，电场强度 E 可达无穷大C解析：电场强度的定义式 EFq适用于任何电场，A 错误；电场中某点的电场强度，由电场本身决定，与电场中该点是否有试探电荷或引入的试探电荷在该点所受的电场力无关，B错误；由 FkQqr2 和 EFq
11、可知，C 正确；公式 EkQr2是点电荷产生的电场中某点场强的计算式，当 r0 时，场源就不能视为点电荷了，该公式不再适用，D 错误 电场强度的叠加电场强度是矢量，当空间的电场是由多个电荷共同产生时，计算空间某点的电场强度时，应先分析每个电荷单独在该点所产生的场强的大小和方向，再根据平行四边形定则求合场强的大小和方向(2015高考山东卷)直角坐标系 xOy中，M、N 两点位于 x 轴上，G、H 两点坐标如图M、N 两点各固定一负点电荷，一电量为 Q 的正点电荷置于 O 点时，G点处的电场强度恰好为零静电力常量用 k 表示若将该正点电荷移到 G 点，则 H 点处场强的大小和方向分别为()A.3k
12、Q4a2，沿 y 轴正向 B.3kQ4a2，沿 y 轴负向C.5kQ4a2，沿 y 轴正向D.5kQ4a2，沿 y 轴负B解析 处于 O 点的正点电荷在 G 点处产生的场强 E1kQa2，方向沿 y 轴负向；又因为 G 点处场强为零，所以 M、N 处两负点电荷在 G 点共同产生的场强 E2E1kQa2，方向沿 y 轴正向；根据对称性，M、N 处两负点电荷在 H 点共同产生的场强 E3E2kQa2，方向沿 y 轴负向；将该正点电荷移到 G处，该正点电荷在 H 点产生的场强 E4kQ（2a）2，方向沿 y轴正向，所以 H 点的场强 EE3E43kQ4a2，方向沿 y 轴负向(1)有几个场源点电荷，
13、就产生几个电场，各场源点电荷在某处产生的电场强度可用 EkQr2来求得(2)电场强度是矢量，故当某处同时存在几个电场时，该处的总电场强度可以用矢量运算法则来运算，常用方法有平行四边形定则、三角形定则、正交分解 3.如图所示，有一水平方向的匀强电场，场强大小为 900 N/C，在电场内一水平面上作半径为 10 cm 的圆，圆上取 A、B 两点，AO 沿电场方向，BOOA，另在圆心处放一电荷量为109 C 的正点电荷，则 A 处场强大小 EA_N/C，B处的场强大小 EB_N/C.1.27103(或 900 2)0 解析：由 EkQr2，点电荷在 A 处产生的场强 EA900 N/C，方向向左，所
14、以 A 处合场强为零点电荷在 B 处产生的场强EB900 N/C，方向向下，所以 B 处合场强为 EB 2EB900 2 N/C1.27103 N/C.4.(多选)(2016 银川一中高二质检)AB 和CD 为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O.将电荷量分别为q和q的两点电荷放在圆周上，其位置关于 AB 对称且距离等于圆的半径，如图所示要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷 Q，则该点电荷 Q()A应放在 A 点，Q2q B应放在 B 点，Q2qC应放在 C 点，QqD应放在 D 点，QqCD 解析：先将q、q 在 O 点产生的电场强度叠加，因为q、q 与 O 点构成等边三角形
15、，可求出合电场强度 E0 方向水平向右，大小 E0E1E2，如图所示，欲使圆心 O 处的电场强度为零，所放置的点电荷 Q 在 O 点产生的电场强度方向必须水平向左，且大小也为E0.若在 A 点和 B 点放置点电荷 Q，则它产生的电场强度只能沿竖直方向，达不到目的若在 C 点放置点电荷 Q，则必为负电荷且 Qq，选项 C 对若在 D 点放置点电荷 Q，则必为正电荷，且 Qq，选项 D 对 电场线的理解和应用1电场线的应用(1)比较电场强度大小：场强大处电场线密，场强小处电场线疏，故根据电场线的疏密可以比较场强的大小(2)确定电场强度方向：电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向2电场线与带电
16、粒子运动轨迹的关系(1)电场线上每点的切线方向为该点的场强方向，也就是正电荷在该点受电场力产生加速度的方向(负电荷受力方向相反)(2)运动轨迹是带电粒子在电场中实际通过的轨迹，轨迹上每点的切线方向为粒子在该点的速度方向(3)在满足以下条件时带电粒子运动轨迹才和电场线重合：电场线是直线；带电粒子的初速度为零或初速度方向与电场线方向平行考查维度 1 根据电场线判断电场强度的强弱和方向如图所示是某静电场的一部分电场线分布情况，下列说法中正确的是()A这个电场可能是负点电荷的电场B点电荷 q 在 A 点处受到的电场力比在 B 点处受到的电场力大C点电荷 q 在 A 点处的瞬时加速度比在 B 点处的瞬时
17、加速度小(不计重力)D负电荷在 B 点处受到的电场力的方向沿 B 点切线方向B思路点拨 电场线疏密的含义是什么？解析 电场线的疏密反映了电场强度的大小，而加速度的大小关键是看电场力的大小判断 A、B 两处电场线的疏密是解答本题的关键负点电荷的电场线是从四周无限远处不同方向指向负点电荷的直线，故 A 错；电场线越密的地方电场强度越大，由图知 FAFB，故 B 正确；由 aFm知，aF，而 FE，EAEB，所以 aAaB，故 C 错；负电荷在 B 点受到的电场力的方向与 B 点电场强度的方向相反，故 D 错误 考查维度 2 电场线与带电粒子运动轨迹的关系(多选)如图所示是一簇未标明方向、由单一点电
18、荷产生的电场线，虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b 是轨迹上的两点若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可判断出该带电粒子()A电性与场源电荷的电性相同B在 a、b 两点所受电场力大小 FaFbC在 a、b 两点的速度大小 vavbD在 a、b 两点的动能 EkaEkbBC思路点拨 轨迹 弯曲方向力指向凹侧受力方向力与速度夹角 加速减速 Ek12mv2动能的大小解析 根据带电粒子的运动轨迹可知，带电粒子所受电场力的方向跟电场线共线，指向曲线弯曲的内侧，由此可知，带电粒子与场源电荷电性相反，A 错误；a 点电场线比 b 点密，所以 a 点场强较大，带电粒子在 a 点所受电场力
19、较大，B 正确；假设带电粒子由 a 点运动到 b 点，所受电场力方向与速度方向之间的夹角大于 90，电场力做负功，带电粒子的动能减小，速度减小，即 EkaEkb，vavb，同理可分析带电粒子由 b 点运动到 a 点时也有 EkaEkb，vavb，C 正确，D 错误 根据电场线和粒子的运动轨迹判断运动情况在电场线与粒子运动轨迹的交点处确定速度方向和电场力方向(或电场力的反方向)轨迹上该点切线的方向为速度方向；电场线上该点切线的方向为电场力的方向或其反方向，然后根据力指向轨迹的凹侧的特点，确定电场力的方向；根据力与速度间的夹角判断粒子加速还是减速 5.(多选)某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在
20、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这个电场可能是负点电荷的电场B粒子必定带正电荷C粒子在 M 点的加速度大于它在 N 点的加速度D粒子在 M 点的加速度小于它在 N 点的加速度BD 解析：负点电荷的电场线为直线，A 错误；根据电荷运动轨迹弯曲的情况，可以确定点电荷受电场力的方向沿电场线方向，故此粒子带正电，B 正确；由于电场线越密，场强越大，点电荷受电场力就越大，根据牛顿第二定律可知其加速度也越大，故此点电荷在 N 点加速度大于它在 M 点的加速度，C错误，D 正确6(2016杭州高二检测)静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器某除尘器
21、模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线 ab 为该收尘板的横截面工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上若用粗黑曲线表示原来静止于 P 点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列四幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)()B解析：粉尘受力方向应该与电场线的切线方向相反，从静止开始在非匀强电场中运动时，带电粉尘颗粒一定做曲线运动，且运动曲线总是向电场力一侧弯曲，运动轨迹介于 P 点切线与经 P 点的电场线之间，故带电粉尘应沿 B 图那样运动，B正确；不可能偏向同一电场线内侧或沿电场线运动或振动，故不可能出现 A、C、D 图的情况本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放