第四节 认识电场
学 习 目 标
知 识 脉 络
1.了解电荷周围存在的电场．
2．知道电场线，会用电场线描述电场．(重点、难点)
3．知道电场强度的定义和方向．(重点)
4．知道匀强电场的特点．(重点)
[自 主 预 习·探 新 知]
[知识梳理]
一、电场的描述——电场线
1．定义：在电场中画出的一系列的从正电荷(无限远)出发到无限远(负电荷)终止的曲线，用这些曲线可以形象地描述电场．
2．电场线的特点：曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度的方向一致，曲线的疏密程度描述电场的强弱，越密的地方，电场越强．
二、电场的描述——电场强度
1．电场强度
(1)物理意义：描述电场强弱和方向的物理量．
(2)方向：电场强度的方向就是电场中某点电场的方向．
(3)矢量：电场强度既有大小，又有方向，是矢量．
(4)单位：牛顿/库仑或伏特/米，符号N/C或V/m.
2．匀强电场
(1)定义：在电场中的某个区域，如果电场强度的大小和方向处处相同，这个区域的电场叫做匀强电场．
(2)电场线特点：匀强电场的电场线是一组方向相同的等间距平行线．
[基础自测]
1．思考判断
(1)电场线是客观存在的物质．(×)
(2)电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线．(√)
(3)电场线稀疏的地方，说明电场弱．(√)
(4)电场线上任意一点的切线方向就是该点的场强方向．(√)
(5)匀强电场就是强度大小不变的电场．(×)
(6)电场强度的方向就是正电荷受力方向．(√)
[提示] (1)电场线是人们假想的．
(5)大小、方向都不变的电场是匀强电场．
2．以下关于电场及电场线的说法，正确的是( )
A．电场、电场线都是客观存在的物质，因此电场线不仅可以在空间相交，也能相切
B．电场是客观存在的，其最根本的性质是对放入电场中的电荷有力的作用
C．电场线是客观存在的，不仅反映了电场的分布，也是电荷之间产生相互作用的物质基础
D．电场线实质上就是电场的物质表现形式
B [电场是客观存在的特殊物质，看不见、摸不着，人们借助于电场线来描绘和理解电场，因此电场线是一个物理模型，是人们假想出来的，只有电场才是客观存在的，是电场力产生的物质基础，因此正确的只有B项．]
3．电场中，初速度为零的带正电粒子在匀强电场作用下，运动方向正确的是( )
D [带正电粒子受电场力的方向与电场线方向相同．]
[合 作 探 究·攻 重 难]
对电场线的理解
1．电场线的概念
在电场中画出的一系列从正电荷(无限远)出发到无限远(负电荷)终止的曲线，曲线上任意一点的切线方向都跟该点的电场方向一致．电场线密的地方电场强，疏的地方电场弱．电场线不相交，不中断．
2．电场线的特点
(1)电场线是抽象化、理想化的模型，实际并不存在．
(2)电场线起于正电荷，止于负电荷．
(3)电场线的疏密表示电场强弱．
(4)电场线的每一点的切线方向都跟该点电场方向一致．
(5)电场线不能相交，因为在电场中的任一点处正电荷只有一个受力方向．
如图1-4-1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( )
图1-4-1
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．正电荷可以沿电场线由B点运动到C点
D．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)
B [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，由题图知EA＞EB，又因F＝qE，得FA＞FB，故B正确；由a＝知，a∝F，而F∝E，EA＞EB，所以aA＞aB，故D错误；正电荷在B点受到的电场力的方向沿切线方向，故其轨迹不可能沿曲线由B到C，故C错误．]
?1?电场线并不是粒子运动的轨迹.带电粒子在电场中的运动轨迹由带电粒子所受合外力与初速度共同决定.电场线上各点的切线方向是场强方向，决定着粒子所受电场力的方向.轨迹上每一点的切线方向为粒子在该点的速度方向.
?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.
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带电粒子初速度的大小为零或初速度的方向沿电场线所在的直线.
[针对训练]
1．如图1-4-2所示为两个带等量点电荷周围的电场线分布(电场线方向未标出)，则( )
图1-4-2
A．A只能带正电
B．A只能带负电
C．若A带正电，则B肯定是带负电的
D．若A带正电，则B肯定是带正电的
C [图示的电场线为两个带等量异种点电荷形成电场的电场线分布，C正确，D错误；但没有标注电场线的方向，所以不能判断A、B的电性，A、B错误．]
对电场强度的理解
1．电场强度的意义
电场强度是描述电场强弱的物理量，反映电场力的性质．电场中某点的电荷受到的电场力大小不仅与该点的电场强度有关，还与电荷所带电荷量有关．
2．对电场强度的理解
在电场中某点，电场强度由该点在电场中的位置所决定，跟电荷所带电荷量无关，是反映电场性质的物理量．
注意电场强度的唯一性和确定性，电场中某一点处的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放入该点的电荷无关，由产生电场的电荷及空间位置决定．电场中每一点对应着的电场强度与该点是否放置电荷、放置电荷的电荷量及电性无关．即使该处不放入电荷，该处的电场强度大小、方向仍不变．
3．电场强度的方向
电场强度是矢量，电场中某点电场强度的方向是不变的，可用电荷受力的方法确定：与正电荷的受力方向相同，与负电荷的受力方向相反．
4．电场力与电场强度的区别
物理量
电场力F
电场强度E
物理意义
电荷在电场中受到的力
描述电场力的性质，是电场的属性
决定因素
由电场和电荷共同决定
只由电场本身决定
方向
正电荷受力与E同向；负电荷受力与E反向
规定E的方向为正电荷在该点的受力方向
单位
N
N/C或V/m
在电场中某点放一个检验电荷，电荷量为q，检验电荷受到的电场力为F，则该点电场强度为E＝，下列说法正确的是( )
A．若移去检验电荷，该点的电场强度就变为零
B．若在该点放一个电荷量为2q的检验电荷，该点的场强就变为
C．若在该点放一个电荷量为－2q的检验电荷，则该点电场强度大小仍为E，但电场强度的方向与原来的方向相反
D．若在该点放一个电荷量为2q的检验电荷，则该点的电场强度大小仍为E，电场强度的方向还是原来的电场强度方向
D [因为电场中某点的电场强度的大小和方向由电场本身决定，跟检验电荷无关，所以，移去检验电荷或在该点放电荷量为2q或－2q的检验电荷，该点电场强度均不变．故D正确，A、B、C错误．]
?1?公式E＝是电场强度的定义式，不是决定式.其中q是试探电荷的电荷量.
??2?电场强度E的大小和方向只由电场本身决定，与是否放入的试探电荷以及放入试探电荷的正负、电荷量的大小无关.)
[针对训练]
2．(多选)关于电场强度的下列说法中正确的是( )
A．电场强度在数值上等于单位电荷在电场中所受的电场力
B．在电场中某点不放电荷，则该点的电场强度一定为零
C．正电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度的方向
D．负电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度的方向
AC [由电场强度的定义式可知，电场强度在数值上等于单位电荷在电场中所受的电场力，选项A正确； 电场中某点的场强大小由电场本身决定，与试探电荷的电荷量q及其受力F大小无关，选项B错误；正电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度的方向，选项C正确；负电荷在电场中某点所受电场力的方向与这点电场强度的方向相反，选项D错误．]
[当 堂 达 标·固 双 基]
1．图1-4-3中所画的电场线，正确的是( )
图1-4-3
A．(1)(2)和(4) B．只有(4)
C．只有(3) D．(2)和(3)
B [由电场线的分布特点可知(1)(2)(3)错误，(4)正确．选B.]
2．下面关于电场的叙述不正确的是( )
A．两个未接触的电荷发生了相互作用，一定是电场引起的
B．只有电荷发生相互作用时才产生电场
C．只要有电荷存在，其周围就存在电场
D．A电荷受到B电荷的作用，是B电荷的电场对A电荷的作用
B [两个电荷之间的作用，实际是一个电荷周围存在着由它产生的电场，另外一个电荷受到这个电荷的作用力就是通过这个电场给予的，因此，电场的存在是电荷间产生静电力的条件，故A、D正确；电荷周围总存在电场，C正确，B错误．]
3. (多选)某电场区域的电场线如图1-4-4所示，a、b是其中一条电场线上的两点，下列说法中正确的是( )
图1-4-4
A．a点的场强方向一定沿着过a点的电场线向右
B．a点的场强一定大于b点的场强
C．正电荷在a点受到的电场力一定大于它在b点受到的电场力
D．负电荷在a点受到的电场力一定小于它在b点受到的电场力
ABC [过a点的电场线是一条水平向右的直线，故选项A对．a点处电场线密集，电场较强，故Ea>Eb，选项B对．无论电荷正负，根据F＝q·E，Ea>Eb，所以Fa>Fb，只是正负电荷所受的静电力的方向相反，故选项C对，选项D错．]
第四节 认识电场
一、教学目标
1．知识目标：
（1）通过对电场概念的学习，使学生明确场的特点，描写场的方法，并能在头脑中建立起场的模型和图象。
（2）理解场电荷、检验电荷的概念，理解和掌握电场强度的概念。
（3）掌握点电荷的电场强度公式。
（4）理解和掌握电场的叠加原理，会计算简单的点电荷组产生的电场。
2．能力目标：
用比值定义物理量、类比方法的重要研究方法的介绍，培养学生的科学研究能力。
3．物理方法教育目标：
（1）树立“场”在空间上有分布的观念，并培养学生的空间想象力。
（2）通过“检验电荷”的概念，使学生明确物理测量的有效性的观念。
（3）对点电荷场强公式的分析，使学生明确理想模型建立的条件。
二、教学重点、难点
1．“场”是物理学中的重要概念，“场”的概念比较抽象，在中学物理中，本章又是初次较深入地研究“场”，所以“场”概念的引入，“场”观念的建立，既是本节的重点也是本节的难点。
2．电场强度的概念、场的叠加原理也是本节的重点。
三、教学方法：
计算机辅助教学
四、教 具：
计算机、投影仪、大屏幕、自制CAI课件
五、教学过程：
（一）复习提问
两个点电荷电量分别为+4Q、-Q，固定在相距为L的两点，在何处放一个什么样的第三点电荷可使第三点电荷保持静止？
在两点电连线延长线上，-Q的一侧距-Qx=L处（复习库仑定律）。
与第三个电荷电量无关（为建立场强与检验电荷无关，及由力的合成向场的叠加过渡做铺垫）。
（二）引入新课
两个电荷间存在着相互作用力，上一节我们定量地研究了两个点电荷之间的相互作用力的规律——库仑定律。
提出问题：在力学中，我们所学过的弹力、摩擦力均是接触力，只有相互接触的两个物体之间才有可能产生弹力、摩擦力。两个电荷之间并不接触，它们之间的相互作用力是如何实现的呢？
（三）进行新课
1．在同学回答的基础上总结出：两个电荷之间的相互作用力是通过电场实现的。任何一个电荷在其周围空间产生电场，另一个电荷处在它产生的电场中，另一个电荷受到电场对它的作用力——称为电场力。
（如同学提出重力、引力，顺便提出重力场、引力场的概念，如无人提出暂不引入重力场、引力场。）
电荷在其周围空间产生电场，静止的电荷产生的电场是静电场。电场对处在场中的其他电荷有力的作用。
2．对任何事物的认识和理解，都要从它与其他事物的相互关系（相互作用）入手，从中找出它的基本性质，对电场的认识也应如此。为了认识电场，找到描写电场性质的物理量，我们先引入两个基本概念：场电荷和检验电荷。
场电荷：产生电场的电荷。
提出问题：什么样的电荷能产生电场？什么样的电荷不能产生电场？！为什么还要提出场电荷呢？
在总结同学的回答时，强调指出这与以前在力学、热学中研究问题时一样，是研究对象的选取的问题。
检验电荷：放在我们所研究的电场中，用来检验该电场的性质的电荷。
检验电荷必须具备的条件：（1）点电荷；（2）电量足够小，使得当将检验电荷引入电场中时不改变场电荷的分布。
提出问题：为什么检验电荷必须具备以上两个条件？
先总结必须满足第二个条件的原因，强调对于任何物理测量，只有当测量工具（仪器）的引入不改变被测对象的性质时，或对被测对象的影响小到可以忽略不计时，这种测量才有意义，否则这种测量是无意义的。
对于必须满足第一个条件的原因，留在以后解决。
3．引入电场强度的概念
（1）将同一个检验电荷q，分别放在电场中的不同点，它所受的电场力的大小和方向一般说来是不同的。
提问：这一实验结果，说明了什么问题？
总结同学回答的情况，强调：同一电场中不同点的性质是不同的，研究电场必须一点一点地研究，即电场在空间有分布。同时回答检验电荷必须是点电荷的原因。
（2）集中研究电场中的某一点P。
将电量为q1的检验电荷放在P点，测得它所受的电场力大小为F1；将电量为q2的检验电荷放在P点，测得它所受的电场力大小为F2；……将电量为qn的检验电荷放在P点，测得它所受的电场力的大小为Fn。
实验发现：在电场中的同一点，检验电荷的电量q发生变化，它所受的电场力的大小F也随之变化（成正比的变化），而电场力的大小F与检验电荷电量q的比值不变，即
这个比值不随检验电荷电量变化，说明它与检验电荷无关，它只与电场中这点（P）有关，它只由电场中这一点决定，所以这个比值可以用来描写电场中该点的性质，将它叫做电场中该点的电场强度的大小。
4．电场强度的定义
电场强度（简称场强）是描写电场有关力的性质的物理量，它是矢量。
检验电荷在电场中某点所受电场力的大小F与检验电荷的电量q的比值F/q，叫做电场中该点的电场强度的大小，即
在国际单位制中，电场强度的单位是牛/库。
5．请同学根据库仑定律和电场强度的定义，推导点电荷的电场强度的表达式。
（1）先求距场电荷Q为r的一定点P的场强大小和方向。
（2）再将r看成是变量（P点为动点），可得出点电荷Q的电场中任意一点的电场强度的表达式。
（3）从表达式，进一步说明电场中任一点的电场强度的大小和方向与检验电荷无关，完全由场电荷Q和该点的位置所决定。
（4）正的点电荷与负的点电荷在空间各点产生的电场强度的方向（为以后引入电场线做准备）。
6．研究点电荷所产生的电场强度，从力的叠加（力的合成）引出场的叠加。
（1）两个等值异号的点电荷+Q、-Q，相距为L，求连线中点的场强；连线延长线距-Qx点处的场强；连成的垂直平分线上距中点为x处点的场强；当x ＞＞L时，这两点的场强。
（2）在正方形（边长为a）的四个顶点处各固定一电量为+Q的点电荷，在过四边形对角线中心O垂直于平面的轴线上距O点x处的场强。
对顶的两个点电荷在该点产生的场，在垂直于x轴上的分量相互抵消。
（3）半径为r的均匀带电圆环，电量为q，在其轴线上距环心O距离为x的一点的场强方向沿轴线，其指向由电荷种类确定。
小结：有了点电荷的场强公式和场的叠加原理，原则上可求任意电荷分布的电场各点的电场强度。强调点电荷的场强公式的重要性。
例题精讲
例1? 场电荷Q=2×10－4C，是正点电荷；检验电荷q=2×10－5C，是负电荷，它们相距r=2m而静止且都在真空中，如图所示。求：
（1）q受的电场力。
（2）q所在的B点的场强EB。
（3）只将q换为q＇=4×10－5C的正点电荷，再求q＇受力及B点的场强。
（4）将受力电荷拿去后再求B点场强。
在A与B的连线上，且指向A。
=4.5×105N/C方向由A指向B。
（4）因E与q无关，自然q=0也不会影响E的大小与方向，所以拿走q后场强不变。
例2? 如图（a）所示，点电荷q与9q静止于真空中，相距r，它们均为正电荷，求：
（1）连线中点A的场强EA；
（2）求场强为0的点位置。
解? （1）在A点放q＇=1C，它受力情况如图5（c）所示，F为q对q＇的作用力，9F为9q对q＇的作用力，而合力为8F方向指向q，所以
（2）先分析E=0的点可能的位置范围，因在该点放+1C时，它受力为零，所以q与9q对+1C作用力一定等大反向，因而两力共线，由此可以断定E=0的点在q与9q的连线上，当+1C放于q以左及9q以右的连线上时，它受的两个力都同向，因而不可能抵消，所以E=0的点一定在两点电荷中间的连线上。
令E=0的点O距q为x，如图（b）所示，＋1C电荷在O点受力为零，所以有
（2）E=0的点在q与9q之间，距q为r/4。
说明
1．对于电场强度概念的理解注意：
无论放正、负检验电荷，E的方向定义为+q受力方向，类似于电流方向定义为正电荷移动方向，无论是谁移动形成电流。
（2）电场强度为自身性质，与检验电荷无关。
2．我们研究的电荷均处于真空中，如处于空气中也可近似认为是在真空中。
思考题：
1．场强E是描写电场有关力的性质的物理量。为什么不直接用检验电荷所受的电场力F来描写，而要引入电场强度这个物理量？
目的：进一步巩固场强的概念，明确场强E与电场力F的联系与区别。
2．由点电荷的场强公式，能否求点电荷所在处（即r=0）的场强？结果如何？为什么？
目的：进一步使学生明确，点电荷（理想模型）建立的条件。
〔如时间富裕，在课堂上讨论，如时间不够，请学生在下面思考、讨论，下节课再做总结〕
（四）课堂小结（配合flash课件演示。)
1．电场的性质：电荷在其周围空间产生电场，电场对处在场中的其他电荷有力的作用。
2．“场”的特点：在空间有分布，同一电场中的不同点，电场强度的大小和方向不同。
3．电场强度的定义
4．点电荷的场强公式
5．叠加原理
（五）布置作业
1．复习本节课文。
2．思考练习二第（1）、（2）题。
3．将练习二（3）、（4）、（5）、（6）（7）题做作业。
六、说明
如学生基础较好，场的叠加全讲；如不好，只讲第一个问题即可。
附：板书设计
二、电场 电场强度
1．电场 电场是一种客观存在着的物质
2．电场强度
放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值，叫做这一点的电场强度，
简称场强，单位牛每库，N/C
电场力、电场强度是矢量
规定 电场中某点场强方向跟正点电荷在该点所受电场力的相同。
3．点电荷电场的场强
4．电场的叠加
课件23张PPT。第四节 认识电场目标导航预习导引目标导航预习导引二一一、电场的描述
1.电场:带电物体周围存在的一种特殊物质,电场强度是一个矢量,单位是伏/米或牛/库.
2.电场线的密疏程度表示电场强弱,电场线每一点的切线方向表示该点的电场方向.
预习交流
打开自来水龙头,然后将水流变细,再用带电的橡胶棒去靠近水流,发现水流偏向带电棒一侧,请你探究分析,为什么带电棒与水流没有接触,水流却发生了弯曲?
答案:带电物体具有吸引轻小物质的特性,而这一能力是通过电场实现的.目标导航二一预习导引二、匀强电场
匀强电场是电场强度大小和方向处处相同的电场.匀强电场的电场线是方向相同的等间距平行线.vvv迁移应用典题例解一二知识精要1.电场线的概念:在电场中画出的一系列从正电荷出发到负电荷终止的曲线,曲线上任意一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致.电场线密的地方电场强,疏的地方电场弱.电场线不相交,不中断.
2.电场线的特点
(1)电场线是抽象化、理想化的模型,实际并不存在.
(2)电场线起于正电荷,电场线止于负电荷.对于单个点电荷,正电荷假想无穷远处有负电荷,电场线终止于无穷远;负电荷电场线起始于无穷远,终止于负电荷.
(3)电场线的疏密表示电场强弱.
(4)电场线的每一点的切线方向都跟该点电场方向一致.
(5)电场线不能相交,因为在电场中的任一点处正电荷只有一个受力方向.三迁移应用典题例解知识精要3.熟悉点电荷、等量同种电荷、等量异种电荷及匀强电场的电场线分布情况,并要学会善于利用电场线的分布情况解决实际问题.
几种典型的电场线分布如图.一二三知识精要迁移应用典题例解【例1】 关于电场线,下列说法正确的是( )
A.电场线是客观存在的
B.电场线与电荷运动的轨迹是一致的
C.电场线上某点的切线方向与该点的电场强度方向一致
D.沿电场线方向,电场强度一定越来越大
解析:电场线不是客观存在的,是为了形象描述电场而假想的线,A项是错的.由静止开始运动的电荷所受电场力方向应是该点切线方向,下一时刻其位置可能在电场线上,也可能不在电场线上,轨迹可能与电场线不一致.何况电荷可以有初速度,运动轨迹与初速度的大小、方向有关,可能轨迹很多,而电场线是一定的,故B项错误.据电场线的定义,C项是正确的.电场强度大小与电场强度的方向无关,与电场线方向无关,D项是错的.答案:C 一二三知识精要迁移应用典题例解一二三知识精要迁移应用典题例解1.下列关于电场线的说法中,正确的是( )
A.电场线是真实存在的线
B.电场线是电荷受力的作用线
C.电场线从负电荷出发到正电荷终止
D.正电荷受到电场力的方向跟电场线的切线方向相同
解析:电场线是为了形象地描述电场而引入的,实际上并不存在,选项A错误.电荷受力的作用线是电场线的切线,选项B错误.电场线从正电荷(或无穷远)出发到无穷远(或负电荷)终止,选项C错误.正电荷受到电场力的方向跟电场线的切线方向相同,选项D正确.答案:D 一二三知识精要迁移应用典题例解1.(多选)如图为静电场的一部分电场线的分布,下列说法正确的是( )
A.这个电场是负电荷的电场
B.这个电场可能是匀强电场
C.点电荷Q在A点受到的电场力比在B点受到的电场力大
D.负电荷在B点受到的电场力的方向逆着B点的切线方向
解析:负电荷产生的电场线是直线,所以不是负电荷产生的电场,A错.匀强电场的电场线是疏密均匀的,所以该电场线也不是匀强电场产生的电场线,B错.因为电场中A点电场线要比B点的密,所以说A点电场强度比B点大,由公式F=qE知,电荷在A点受到的电场力要比在B点的大,C对.负电荷受到电场力的方向和该点的电场强度方向相反,D对.答案:CD 一二三迁移应用典题例解知识精要?一二三5.电场中某点的电场强度E仅由电场本身决定,与该点放入的试探电荷的电荷量q及其受到的力F无关.在某点电场强度确定的情况下,放入的试探电荷的电荷量变为2q,则该电荷受到的电场力变为2F,但力与电荷量的比值不变,即电场强度不变.一二三迁移应用典题例解知识精要【例2】 (多选)下列关于电场强度的叙述中,正确的是( )
A.电场强度是描述电场强弱及方向的物理量
B.电场中某点的电场强度与该点试探电荷所受电场力成正比
C.电场中某点的电场强度方向就是试探电荷在该点所受电场力方向
D.电场中某点的电场强度与该点有无试探电荷无关
解析:试探电荷是所带电荷量很小的电荷,放入电场中不会影响原电场的电场强度的大小和方向.电场强度是矢量,能描述电场的强弱及方向,A项正确;电场强度仅由电场本身决定,与该点有无试探电荷无关,B项错误,D项正确;电场强度的方向与该点正电荷受力的方向相同,C项错误.答案:AD 一二三迁移应用典题例解知识精要2.(多选)下列关于电场强度的叙述中,正确的是 ( )
A.电场中某点的电场强度大小等于单位电荷在该点受到的电场力的大小
B.电场中某点的电场强度与在该点试探电荷所受的电场力成正比
C.电场中某点的电场强度方向就是试探正电荷在该点所受电场力的方向
D.电场中某点的电场强度的大小和方向与该点有无试探电荷有关一二三迁移应用典题例解知识精要解析:由 可知电场中某点的电场强度大小等于单位电荷在该点受到的电场力的大小,选项A正确.电场中某点的电场强度的方向就是这点处的电场方向.在电场中的任意一点,正电荷受力的方向就是这点的电场方向,选项C正确.电场强度只由电场本身决定,与试探电荷无关,选项B、D均错误.
答案:AC一二三迁移应用典题例解知识精要2.以一个点电荷为球心,在它周围空间画出一个球面,对球面上的各点的电场强度说法正确的是( )
A.大小相等,方向相同 B.大小不等,方向相同
C.大小相等,方向不同 D.大小不等,方向不同
解析:由 可得电场强度大小相等,而电场强度的方向都沿半径方向,各不相同,选项C正确.答案:C 一二三迁移应用典题例解知识精要迁移应用典题例解知识精要三、匀强电场
1.定义:如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同,这个电场就叫做匀强电场.
2.特点:匀强电场的电场线是间隔相等的平行线.一二三【例3】 右图中画出了某一个电场的一些电场线,将一个点电荷q置于该电场中,下列说法正确的是( )
A.电场线所表示的电场方向是自左向右的
B.电场线所表示的电场方向是自右向左的
C.负电荷q受电场力方向是自左向右的
D.正电荷q受电场力方向是自右向左的
解析:电场线是一组平行线,其切线方向即为直线本身,电场方向自左向右,A选项正确,B选项错误.正电荷在电场中受电场力的方向与电场方向相同,应是自左向右,负电荷受电场力方向是自右向左,C、D选项错误.答案:A 一二三迁移应用典题例解知识精要(多选)如图为电场中的一条电场线,则下列说法正确的是( )A.这个电场一定是匀强电场
B.A、B两点的电场强度可能相同
C.A点电场强度一定大于B点电场强度
D.A点电场强度可能小于B点电场强度
解析:只有一条电场线时只能判断电场强度的方向,不能比较电场强度的大小.答案:BD 一二三迁移应用典题例解知识精要案例探究方法规律思悟升华区别电荷的运动轨迹与电场线(多选)把质量为m的正点电荷q在电场中由静止释放,在它运动过程中如果不计重力,下列说法正确的是( )
A.点电荷的运动轨迹必与电场线重合
B.点电荷的速度方向必与所在点的电场线的切线方向一致
C.点电荷的加速度方向必与所在点的电场线的切线方向一致
D.点电荷的受力方向必与所在点的电场线的切线方向一致案例探究方法规律解析:本题考查的内容是电荷的运动轨迹与电场线的关系.把正点电荷q由静止释放,如果电场线为直线,则点电荷将沿电场线方向运动;如果电场线为曲线,则点电荷一定不沿电场线方向运动,因为如果沿电场线方向运动,其速度方向与受力方向重合,不符合曲线运动的条件,A不正确;由于点电荷做曲线运动时,其速度方向与电场力方向不再一致(初始时刻除外),B不正确;而正点电荷的加速度方向,即点电荷所受电场力的方向,必与该点电场强度方向一致,即与所在点的电场线的切线方向一致,所以C、D正确.故选C、D.
答案:CD思悟升华案例探究方法规律电场线不一定是粒子的运动轨迹.只有同时满足以下三个条件时,两者才会重合:
(1)电场线为直线.
(2)电荷的初速度为零,或速度方向与电场线平行.
(3)电荷仅受电场力或所受其他力的合力的方向与电场线平行.思悟升华思悟升华案例探究方法规律1.运动轨迹由初速度和加速度决定,只有加速度和初速度在同一条直线上,运动轨迹才是直线,否则轨迹为曲线,曲线的切线方向为速度方向.
2.电场线的切线方向为电场强度方向,也就是正电荷所受电场力的方向.
