資源簡介

9.3電場 電場強度
基礎知識導學
一、電場
1．產生：電場是電荷周圍存在的一種特殊物質。
2．基本性質：電場對放入其中的電荷產生力的作用。
3．相互作用：電荷之間是通過電場發生相互作用的。
4．靜電場：靜止的電荷產生的電場。
二、電場強度
1．試探電荷：為研究電場的性質而引入的電荷量和體積都很小的點電荷。
2．場源電荷：激發電場的電荷。
3．電場強度
(1)定義：放入電場中某點的試探電荷所受的靜電力F跟它的電荷量q的比值。
(2)定義式：E＝。
(3)單位：牛每庫，符號N/C。
(4)矢標性：電場強度是矢量，電場中某點的電場強度的方向與正電荷在該點所受的靜電力的方向相同。(與負電荷受力方向相反)
(5)物理意義：電場強度是描述電場的力的性質的物理量，與試探電荷受到的靜電力大小無關。
三、點電荷的電場　電場強度的疊加
1．點電荷的電場
(1)推導：
F＝k E＝＝k
(2)公式：E＝k (Q為場源電荷)
(3)方向：
若Q為正電荷，電場強度方向沿半徑方向向外；
若Q為負電荷，電場強度方向沿半徑方向向內。
2．電場強度的疊加
(1)電場中某點的電場強度：是各個點電荷單獨在該點產生的電場強度的矢量和。
例如，圖中P點的電場強度，等于電荷＋Q1在該點產生的電場強度E1與電荷－Q2在該點產生的電場強度E2的矢量和。
(2)均勻帶電球體(或球殼)外某點的電場：E＝k ，Q整個球體所帶的電荷量，r是球心到該點的距離(r＞R)
四、電場線
1．理解：
(1)電場線上每點的切線方向表示該點的電場強度方向
(2)電場線從正電荷或無限遠出發，終止于無限遠或負電荷，是不閉合曲線。
(3)電場線在電場中不相交。(任意一點的電場強度不可能有兩個方向)
(4)在同一幅圖中，電場線的疏密反映了電場強度的相對大小，電場線越密的地方電場強度越大。
(5)電場線不是實際存在的線，而是為了形象地描述電場而假想的線。
五、勻強電場
1．定義：電場強度的大小相等，方向相同的電場。
2．電場線特點：勻強電場的電場線是間隔相等的平行線。
3．實例：兩塊等大、靠近、正對的平行金屬板，帶等量異種電荷時，它們之間的電場除邊緣附近外就是勻強電場。
重難問題探究
“電網”能看得見、摸得著嗎？“電網”實際存在嗎？“電網”形成的電場有強弱之分嗎？若有，哪里強，哪里弱呢？
如何描述電場的強弱？能否直接用試探電荷所受的靜電力表示電場的強弱？為什么？
若不能用靜電力的大小表示電場的強弱，那么應如何描述電場的強弱呢？你能得出什么結論？
能否根據得出電場強度E與靜電力F成正比，與試探電荷的電荷量q成反比？若不能，請問電場強度E是由什么因素決定的？
電場強度E是用什么方法定義的？還有哪些物理量采用了這種定義法？
基礎小題試練
1.下列各電場中，兩點電場強度相同的是( )
A. B. C. D.
2.在點電荷的電場中，一金屬圓盤處于靜電平衡狀態，若圓平面與點電荷在同一平面內，則盤上感應電荷在盤中P點所激發的場強的方向在圖中正確的是( )
A. B.
C. D.
3.如圖為某勻強電場的等勢面分布圖，每兩個相鄰等勢面相距2cm，則該勻強電場的場強大小和方向分別為( )
A.，豎直向右 B.，豎直向上
C.，水平向左 D.，水平向左
4.一帶電粒子在電場中只受電場力作用時，它不可能出現的運動狀態是( )
A.勻速直線運動 B.勻加速直線運動 C.勻變速曲線運動 D.勻速圓周運動
答案以及解析
1.答案：A
解析：電場線的疏密表示場強的大小，電場線上該點的切線方向表示場強方向。
A.該電場為勻強電場，則M、N兩點電場強度相同，故A正確；
B.M、N兩點電場強度大小，方向均不相同，故B錯誤；
C.M、N兩點電場強度大小不相等，方向相同，故C錯誤；
D.M、N兩點電場強度大小，方向均不相同，故D錯誤。
故選A。
2.答案：A
解析：金屬圓盤處于靜電平衡狀態，因此內部每點的合場強都為零，即金屬圓盤內的每一點，感應電荷產生的電場強度都與點電荷在那點產生的電場強度大小相等、方向相反，即感應電荷的電場線與點電荷的電場線重合，且方向相反。負點電荷在P點激發的場強指向負點電荷，所以感應電荷在盤中P點所激發場強背離負點電荷。故A正確，BCD錯誤。故選：A。
3.答案：C
解析：勻強電場中電場方向與等勢面垂直，且由高電勢指向低電勢，可知電場方向水平向左，根據
可得電場強度大小為
故選C。
4.答案：A
解析：一帶電粒子在電場中只受電場力作用時，合力不為0.物體合力不為0，不可能做勻速直線運動，故A錯誤；物體合力不為0，當初速度方向與加速度方向相同，若受到的電場力恒定，就可做勻加速直線運動，故B正確；物體合力不為0，當初速度方向與加速度方向不在一條直線上，若受到的電場力恒定，就可做勻變速曲線運動，故C正確；物體合力不為0，當合力與速度方向始終垂直，就可能做勻速圓周運動，故D正確.

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