1、-1-3.电场 电场强度和电场线-2-3.电场 电场强度和电场线 目标导航 知识梳理 重难聚焦 典例透析 1.知道电荷间的相互作用是通过电场进行的,知道电场是客观存在的一种物质形态.2.理解电场强度的概念,掌握电场强度的定义式,会根据电场强度的定义式进行有关的计算.3.能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷电场强度的表达式,并能用此公式进行有关的计算.4.知道电场的叠加原理,并会应用这个原理进行简单计算.5.知道什么是电场线及电场线的特点,知道几种常见电场的电场线分布图.-3-3.电场 电场强度和电场线 目标导航 知识梳理 重难聚焦 典例透析 一、电场 电荷周围都存在电场,电场对电荷的作用
2、力称为电场力,静止电荷周围产生的电场,称为静电场.电场力是接触力吗?提示:不是,电荷间的作用力是通过电场产生的.-4-3.电场 电场强度和电场线 目标导航 知识梳理 重难聚焦 典例透析 二、电场强度 1.检验电荷:研究电场的力的性质时,引入电荷量充分小的点电荷,称为检验电荷,检验电荷对所研究的电场分布不产生影响.物理意义:描述电场强弱和方向的物理量定义:放入电场中的检验电荷所受的电场力跟电荷量的比值,叫做该点的电场强度,简称场强公式:=单位:牛/库,符号:N/C方向:电场强度是矢量,不仅有大小,而且有方向.物理学上规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向-5-3.电场 电场强
3、度和电场线 目标导航 知识梳理 重难聚焦 典例透析 3.点电荷的电场强度:真空中电荷量为Q的点电荷在距它为r处某点产生的电场强度 E=2.结合点电荷的电场强度公式想一想,前面我们学习过的库仑定律 的表达式 F=122 中,12 表示什么意义?提示:表示点电荷Q1在点电荷Q2所处位置产生的电场强度.-6-3.电场 电场强度和电场线 目标导航 知识梳理 重难聚焦 典例透析 三、电场线 1.用电场线描述电场的方法:电场线的疏密表示电场强度的大小,电场线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向.2.电场线的基本性质(1)电场线起始于正电荷,终止于负电荷或无穷远处;或者起始于无穷远处,终止于负电荷.在静电
4、场中,电场线不形成闭合曲线.(2)任何两条电场线都不会相交.3.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)电场线:分布均匀的平行直线.-7-3.电场 电场强度和电场线 目标导航 知识梳理 重难聚焦 典例透析 4.几种常见电场的电场线分布图 电场 电场线图样 简要描述 正点电荷 光芒四射,发散状 负点电荷 众矢之的,会聚状 等量正点电荷 势不两立,相斥状 等量异种点电荷 手牵手,心连心,相吸状 匀强电场 等间距的,平行状 -8-3.电场 电场强度和电场线 目标导航 知识梳理 重难聚焦 典例透析“电场和电场线都看不见、摸不着,所以它们在实际中都不存在”,这种说法对吗?为什么
5、?提示:不对.这是因为电场是客观存在的一种特殊物质,而电场线是人们为了形象、直观地描述电场而假想的线,实际上并不存在.-9-3.电场 电场强度和电场线 知识梳理 重难聚焦 典例透析 目标导航 探究一 探究二 探究三 对电场强度的理解 1.电场强度(1)电场强度是反映电场的力的性质的物理量.(2)电场中某点的电场强度,是电场在该点力的性质的体现,大小是唯一的,是由场源电荷和该点的位置决定的,与是否放入检验电荷、检验电荷的电性、电荷量及受力情况均无关系.电场中不同位置的电场强度一般是不相同的.(3)电场中某点的电场方向就是该点的电场强度的方向,正电荷在电场中所受电场力的方向与电场强度的方向相同,负
6、电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相反.-10-3.电场 电场强度和电场线 知识梳理 重难聚焦 典例透析 目标导航 探究一 探究二 探究三 2.公式 E=与=2 的对比理解 公式 E=Fq E=kQr2 本质区别 定义式 决定式 意义及用途 给出了一种量度电场强弱的方法 指明了点电荷电场强度大小的决定因素 适用范围 一切电场 真空中点电荷的电场 Q 或 q 意义 q表示引入电场的检验电荷的电荷量 Q 表示产生电场的场源电荷的电荷量 E 及其他量关系 E 用 F 与 q 的比值来表示,但 E大小与 F、q 的大小无关 E 不仅用 Q、r 来表示,且 EQ,E1r2 -11-3.电场 电场强度和
7、电场线 知识梳理 重难聚焦 典例透析 目标导航 探究一 探究二 探究三 电场线的理解和应用 1.电场线不一定是电荷的运动轨迹(1)电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线.规定电场线上每点的电场强度方向是正电荷在该点所受电场力的方向(负电荷受力方向与此方向相反).运动轨迹是带电粒子在电场中运动的实际径迹,径迹上每点的切线方向为粒子在该点的速度方向.结合力学知识可知,物体的速度方向不一定与受力方向一致.因此电场线不一定是粒子的运动轨迹.-12-3.电场 电场强度和电场线 知识梳理 重难聚焦 典例透析 目标导航 探究一 探究二 探究三(2)带电粒子的运动轨迹与电场线重合的条件 电场线是直线.带电
8、粒子只受电场力作用,或受其他力,但其他力的方向也沿电场线所在直线.带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在直线.以上三个条件必须同时满足.-13-3.电场 电场强度和电场线 知识梳理 重难聚焦 典例透析 目标导航 探究一 探究二 探究三 2.电场线的疏密分布与电场强度的大小关系(1)电场线的疏密分布情况反映电场强度的大小关系,电场线密的地方电场强度大,电场线稀疏的地方电场强度小,如图中EAEB.(2)只给出一条电场线,无法比较电场线上两点电场强度的大小关系.如果知道电场的性质,就能确定两点间的电场强度大小关系.若是匀强电场中的一条电场线,则EA=EB.若是点电荷所产生电场中的一条电场线,则对
9、于正电荷产生的电场,有EAEB;负电荷产生的电场,有EAvb,故选项D正确.答案:BCD 反思解答此类问题的分析思路:第一步:根据带电粒子运动轨迹的弯曲方向,判断出受力方向.第二步:把电场方向、受力方向与粒子电性相联系.第三步:把电场线的疏密和受力大小,加速度大小相联系.-21-3.电场 电场强度和电场线 知识梳理 重难聚焦 典例透析 目标导航【例题3】如图所示,M、N为两个带等量电荷量的正点电荷,在其连线中垂线上的P点放一个负点电荷(不计重力),由静止释放后,下列说法正确的是()A.负点电荷在从P点到O点运动的过程中,加速度越来越大,速度越来越大 B.负点电荷在从P点到O点运动的过程中,加速
10、度越来越小,速度越来越小 C.负点电荷运动到O点时加速度为零,速度达到最大值 D.负点电荷越过O点后,速度越来越小,加速度越来越小,直到粒子速度为零-22-3.电场 电场强度和电场线 知识梳理 重难聚焦 典例透析 目标导航 解析:因为中垂线上半部分的各点合电场强度方向相同,均为O指向P,而O至无穷远处电场强度先增大、后减小,电场强度最大的位置有可能在OP之间,也可能在OP的延长线上,所以负点电荷从P至O一直加速,到O时v最大,而加速度的大小变化不确定.即只有选项C正确.答案:C 反思解决一个电荷在几个电场中的受力、运动问题时,可先对这几个电场进行叠加,用一个电场替代这几个电场,再解决电荷在这一个电场中的运动情况.