1、第1章 2 第3讲 电场及其描述 第3讲 电场及其描述 目标定位 1.理解电场强度的概念及其定义式，并会进行有关计算.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.3.理解点电荷的电场强度及场强叠加原理.3 第3讲 电场及其描述 1 预习导学 梳理识记点拨 2 课堂讲义 理解深化探究 3 对点练习 巩固应用反馈 4 第3讲 电场及其描述 预习导学 梳理识记点拨 1.电场：电荷周围存在，电荷的相互作用不可能超越距离，是通过传递的，这种场称为电场.2.电场力：电场对于处在其中的有力的作用，这种力叫做电场力.一、电场及电场力 场场电荷5 第3讲 电场及其描述 1.试探电荷(1)电荷量，
2、(2)大小的电荷，放到电场中用来检验电场中各点的性质.2.电场强度(1)概念：放入电场中某点的电荷受到的与它的_的比值，叫做该点的电场强度，简称场强.二、电场强度 足够小足够小电场力F电荷量q6 第3讲 电场及其描述(2)物理意义：表示电场的强弱.(3)定义式及单位：E，单位牛(顿)每库(仑)，符号.(4)方向：电场强度的方向与所受电场力的方向相同.N/C正电荷7 第3讲 电场及其描述 想一想这里定义电场强度的方法叫比值定义法，你还学过哪些用比值定义的物理量？它们都有什么共同点？答案 如加速度 avt；密度 MV等.用比值定义的新物 理量可反映物质本身的某种属性，与用来定义的另外两个物理量并无
3、直接关系.8 第3讲 电场及其描述 三、点电荷的电场与匀强电场 kQr2.1.真空中点电荷周围的场强：E2.匀强电场：大小和都处处的电场叫做匀强电场.我们能根据 EkQr2说，r0 时，E吗？想一想答案 不能；这是根据库仑定律推导出来的，只适用于点电荷产生的电场，r较小时，带电体不能再看做点电荷，此公式不再适用.方向相同9 第3讲 电场及其描述 四、电场线 1.电场线 在电场中绘出的一些，上任一点的电场方向就在该点的上，这样的曲线叫做电场线.曲线 曲线 切线方向 10 第3讲 电场及其描述 2.几种特殊的电场线 熟记五种特殊电场的电场线分布，如图1所示.图1 11 第3讲 电场及其描述 3.电
4、场线的特点(1)电场线从(或无穷远)出发，终止于(或负电荷).(2)在同一电场中，电场线越的地方场强越大.想一想 有电场线的地方有电场，没有电场线的地方没有电场吗？答案 电场线是用来描述电场强弱的曲线，电场线的疏密只能大致反应场强的大小，没有电场线的不一定没有电场.正电荷无穷远密12 第3讲 电场及其描述 课堂讲义 理解深化探究 一、对电场及电场强度的理解 1.关于电场的几点说明(1)特殊物质性：电场是一种看不见摸不着但客观真实存在的特殊物质.(2)客观存在性：电荷周围一定存在电场，静止的电荷周围存在静电场.(3)桥梁纽带作用：电场是电荷间相互作用的桥梁，不直接接触就可以发生相互作用.13 第
5、3讲 电场及其描述 2.关于电场强度的几点说明(1)唯一性：电场中某点的电场强度E是唯一的，由电场本身决定，与是否放入试探电荷以及放入试探电荷的正负、电荷量的大小无关.(2)矢量性：E为矢量，其方向与放在该点的正电荷所受的电场力方向相同，与负电荷所受的电场力方向相反.14 第3讲 电场及其描述 例1 真空中O点放一个点电荷Q1.0109 C，直线MN通过O点，OM的距离r30 cm，M点放一个点电荷q1.01010 C，如图2所示.求：(1)q在M点受到的作用力；图2 解析 电场是一种物质，电荷q在电场中M点所受的作用力是电荷Q通过它的电场对q的作用力，根据库仑定律，得FMkQqr215 第3
6、讲 电场及其描述 1.0108 N.因为Q为正电，q为负电，库仑力是吸引力，所以力的方向沿MO指向Q.答案 大小为1.0108 N 方向沿MO指向Q 9.01091.01091.010100.32N16 第3讲 电场及其描述 答案 大小为100 N/C 方向沿OM连线背离Q(2)M点的场强；解析M 点的场强 EMFMq 1.01081.01010 N/C100 N/C，其方向沿OM连线背离Q，因为它的方向跟正电荷所受电场力的方向相同.17 第3讲 电场及其描述(3)拿走q后M点的场强；解析 场强是反映电场的力的性质的物理量，它是由形成电场的电荷Q及场中位置决定的，与试探电荷q是否存在无关.故拿
7、走q后，M点的场强仍为100 N/C，方向沿OM连线背离Q.答案 大小为100 N/C 方向沿OM连线背离Q(4)M、N两点的场强哪点大.解析 由E 得M点场强大.答案 M点场强大 1r218 第3讲 电场及其描述 借题发挥 公式E中的q是试探电荷的电荷量，所以E不是场强的决定式；公式Ek中的Q是场源电荷的电荷量，所以Ek仅适用于点电荷的电场求解，是点电荷场强的决定式.FqFqQr2Qr219 第3讲 电场及其描述 针对训练 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点场强方向发生变化 B.若在A点换上电荷量为2q的试
8、探电荷，A点的场强将变为2E C.若在A点移去电荷q，A点的场强变为零 D.A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关 20 第3讲 电场及其描述 解析 电场强度E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.答案 D Fq21 第3讲 电场及其描述 二、对公式 EFq与 EkQr2 的理解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，其中 Q 是场源电荷.22 第3讲 电场及其描述 例2 真空中距点
9、电荷(电荷量为Q)为r的A点处，放一个电荷量为q(qQ)的点电荷，q受到的电场力大小为F，则A点的场强为()A.FQB.Fq C.kqr2D.kQr2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.答案 BD 23 第3讲 电场及其描述 三、电场线的理解和应用1.电场线的特点：(1)起始于无限远或正电荷，终止于负电荷或无限远.(2)任意两条电场线不相交.(3)在同一幅图中，电场线的疏密表示场强的大小.(4)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向.24 第3讲 电场及其描述 2.电场线与带电粒子运动轨迹重合必须同时满足以下三个条件(1)电场线是直线.(
10、2)带电粒子只受电场力作用，或受其他力，但其他力的方向沿电场线所在直线.(3)带电粒子初速度的方向为零或初速度的方向沿电场线所在的直线.25 第3讲 电场及其描述 例3 以下关于电场和电场线的说法中正确的是()A.电场线就是电荷在电场中的运动轨迹 B.在电场中，凡是有电场线通过的点，场强不为零，不画电场线的区域内的点场强为零 C.同一试探电荷在电场线密集的地方所受静电力大 D.电场线是人们假想的，用以形象表示电场的强弱和方向，客观上并不存在 26 第3讲 电场及其描述 解析 电场线是为了描述电场的强弱及方向的方便而引进的假想线，它一般不与电荷的运动轨迹重合，A错误，D正确.在同一电场中，电场强
11、度较大的地方电场线较密，电荷受到的电场力也较大，C正确.答案 CD 27 第3讲 电场及其描述 借题发挥 带电粒子在电场中的运动轨迹，决定于粒子运动速度和受力情况，与电场线不一定重合.28 第3讲 电场及其描述 例4 如图3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 图3 29 第3讲 电场及其描述 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
12、大小.判断A、B两处电场线的疏密是解决本题的关键.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错误；电场线越密的地方场强越大，由图知EAEB，又因FqE，得FAFB，故B正确；30 第3讲 电场及其描述 由a知，aF，而FE，EAEB，所以aAaB，故C错误；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.答案 B Fm31 第3讲 电场及其描述 借题发挥 带电粒子在电场中的运动轨迹，决定于粒子运动速度和受力情况，与电场线不一定重合.32 第3讲 电场及其描述 对点练习 巩固应用反馈 对电场和电场强度的理解 1.如图4所示，在一带负电的导体A附近有一点B，
13、如在B处放置一个q12.0108 C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0106 N，方向如图，则B处场强多大？如果换用一个q24.0107 C 的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？图4 33 第3讲 电场及其描述 解析 由场强公式可得EB F1q14.01062.0108 N/C200 N/C是负电荷，所以场强方向与F1方向相反.q2在B点所受静电力F2q2EB4.0107200 N8.0105 N，方向与场强方向相同，即与F1反向.此时B处场强仍为200 N/C，方向与F1相反.答案 200 N/C 8.0105 N 200 N/C 因为34 第3讲 电场及其描述 2.下列说
14、法中正确的是()A.电场强度反映了电场的力的性质，因此场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比 B.电场中某点的场强等于，但与检验电荷的受力大小及电荷量无关 C.场中某点的场强方向是检验电荷在该点的受力方向 D.公式 EFq和 EkQr2对于任何电场都是适用的BFq35 第3讲 电场及其描述 库仑定律的理解及应用 3.真空中A、B两个点电荷相距为L，质量分别为m和2m，它们由静止开始运动(不计重力)，开始时A的加速度大小是a，经过一段时间，B的加速度大小也是a，那么此时A、B两点电荷的距离是()A.22 LB.2LC.2 2LD.L36 第3讲 电场及其描述 解析 刚释放瞬间，对 A，
15、有 kq1q2L2 mAa，经过一段时间后，对 B，有 kq1q2L2mBa，可得 LmAmBL 22 L，所以 A 正确.答案 A 37 第3讲 电场及其描述 电场线的特点及应用 4.某静电场中的电场线如图5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，粒子由M运动到N，以下说法正确的是()A.粒子必定带正电荷 B.粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度 C.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度 D.粒子必带负电 图5 38 第3讲 电场及其描述 解析 做曲线运动的物体合力指向曲线的内侧，又因为粒子只受电场力所以点电荷带正电，A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，C正确.答案 AC