第四节 认识电场
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． 2.理解和掌握电场线、电场强度的概念，知道什么是匀强电场． 3.树立“场”在空间上有分布的观念，并培养空间想象力．
一、电场的描述
1．电场
(1)电荷的周围存在着电场，带电体间的相互作用是通过周围的电场发生的．
(2)电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用．
(3)电场的方向：人们规定，在电场中的任一点，正电荷受力的方向，就是这点的电场方向．
2．电场线
(1)用来形象直观地描述电场的曲线，曲线上任一点的切线方向表示该点的电场方向，电场线的疏密表示电场的强弱．
(2)特点：①电场线不是电场里实际存在的线，而是为形象地描述电场而假想的线，因此电场线与前面讲的磁场线一样是一种理想化模型．
②电场线始于正电荷，止于负电荷．在正电荷形成的电场中，电场线起于正电荷，延伸到无穷远处；在负电荷形成的电场中，电场线起于无穷远处，止于负电荷．几种特殊的电场的电场线分布如图1－4－1所示．
图1－4－1
③电场线不闭合，不相交，也不是带电粒子的运动轨迹．
3．电场强度
(1)在电场中任一点，用电场强度大小表示电场的强弱．
(2)电场强度的方向就是电场的方向．
(3)符号E，单位：伏/米(V/m)或者牛/库(N/C)．
(4)与电场线的关系：在同一电场里，电场线越密的地方，场强越大，电场线越稀的地方，场强越小．
电场中实际存在电场线吗？引入电场线的目的是什么呢？
提示：电场中实际并不存在，是人们为了形象的描述电场而引入一系列具有方向性的曲线，引入电场线的目的是为了描述电场的强弱和方向．
二、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：匀强电场的电场线是一组方向相同等间距的平行线．
3．近似匀强电场：带有等量异种电荷的两块平行金属板之间的电场．
图1－4－2
一、对电场的理解
1．电场是一种特殊物质，并非由分子、原子组成，但客观存在．
2．电荷间的相互作用是通过电场发生的，可由图1－4－3表示．
图1－4－3
3．电场虽然看不见、摸不着，但它总能通过一些性质而表现其存在，如在电场中放入电荷，电场就对电荷有力的作用，所以电场也是客观存在的，因而也是一种物质．
即时应用?(即时突破，小试牛刀)
1．(单选)下列说法不正确的是( )
A．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场
B．电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西
C．电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用
D．电场是人为设想出来的，其实并不存在
解析：选D.电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质，电荷间的相互作用是通过电场产生的，不是假想的．故A、B、C正确，选D.
二、对电场线的进一步理解
1．电场线的特点
(1)电场线是假想的曲线，并不真实存在，但电场真实存在；
(2)电场线起始于正电荷，终止于负电荷，不闭合；
(3)电场线上每一点的切线方向跟这点的场强方向一致；
(4)电场线的疏密程度反映场强的大小；
(5)电场线不相交；
(6)电场线不是电荷的运动轨迹．
记忆口诀：电场线，人为画，不相交，不闭合，疏则弱，密则强，表分布，否轨迹．
2．电场线的疏密和场强的关系常见情况分析
按照电场线的画法的规定，场强大的地方电场线密，场强小的地方电场线疏．如图1－4－4甲中EA＞EB.
图1－4－4
但若只给一条直电场线，如图乙所示，A、B两点的场强的大小，则无法由疏密程度来确定，对此情况可有多种推理判断：(1)若是正点电荷电场中的一根电场线，则有EA＞EB.(2)若是负点电荷电场中的一根电场线，则有EA＜EB.(3)若是匀强电场中的一根电场线，则有EA＝EB.
3．电场线与电荷的运动轨迹
电场线是为形象地描述电场而引入的假想曲线，规定电场线上每点的场强方向沿该点的切线方向，也就是正电荷在该点受电场力产生的加速度的方向(负电荷受力方向相反)．运动轨迹是带电粒子在电场中实际通过的径迹，径迹上每点的切线方向为粒子在该点的速度方向．结合力学知识我们知道，物体的速度方向不一定与加速度的方向一致．因此电场线不是粒子的运动轨迹．只有当电场线是直线，而带电粒子又只受电场力作用由静止开始运动时的轨迹才与电场线重合．
即时应用? (即时突破，小试牛刀)
2．(单选)如图1－4－5所示是电场中的一条电场线，下列说法正确的是( )
图1－4－5
A．这必是正点电荷形成的电场中的一条电场线，且EA＜EB
B．这必是负点电荷形成的电场中的一条电场线，且EA＞EB
C．这必是等量异种电荷的平行金属板间的一条电场线，且EA＝EB
D．无法确定何种电场，无法比较EA和EB大小
解析：选D.电场中的电场线是直线的情况有很多种，如正点电荷的电场线，A选项；负点电荷的电场线，B选项；匀强电场的电场线，C选项．只给一条电场线，无法确定是何种电场，更无法比较EA、EB的大小．
eq \a\vs4\al() 对电场强度的理解
(单选)在电场中某一点，当放入正电荷时受到的电场力方向向右，当放入负电荷时受到的电场力方向向左，下列说法正确的是( )
A．当放入正电荷时，该点的场强方向向右，当放入负电荷时，该点的场强方向向左
B．只有在该点放入电荷时，该点才有场强
C．该点的场强方向一定向右
D．关于该点的场强，以上说法均不正确
[解析] 电场是一种客观存在的物质，一旦电场确定，则电场中任何一点的电场强度的大小和方向就被确定，与放入电场中电荷所带的电性，电荷量的多少和是否在该点放入电荷无关．电场中任何一点电场强度的方向规定为正电荷在该点受力的方向，与负电荷受力的方向相反，综上所述，正确答案为C.
[答案] C
eq \a\vs4\al()
(1)电场强度的方向与电荷在电场中所受电场力的方向有时相同，有时相反．若为正电荷，两者相同；若为负电荷，两者相反．
(2)电场中任一点的电场强度的大小与方向与该点放不放电荷、放什么电荷均无关，只要电场确定，该点的场强就确定了．
eq \a\vs4\al() 电场线性质的理解
(单选)如图1－4－6所示是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是( )
图1－4－6
A．这个电场是负点电荷形成的电场
B．B点的场强大于A点的场强
C．点电荷在A点受到的静电力比在B点受到的静电力大
D．负电荷在B点受到的静电力沿B点电场线的切线方向
[解析] 只根据电场线的方向不能确定场源电荷的正负，所以A不对．因为B点的电场线密度大于A点的密度，B点场强大于A点的场强，点电荷q在B点受到的静电力大，所以B项正确．负电荷受到的静电力方向与电场线的切线方向相反，所以D项错．
[答案] B
eq \a\vs4\al()
(1)电场线某点的切线方向为电场的方向，也就是正电荷在该点的受力方向，电场线的疏密反映了电场的强弱．
(2)一条电场线不能反映电场的全部性质，只有多条电场线才能把电场的全部性质反映出来．
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6认识电场
1．(单选)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
解析：选B.本题考查的知识点是电场及电场线．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．
2．(单选)下列关于电场线的说法中，不正确的是( )
A．沿着电场线的方向电场强度越来越小
B．在没有电荷的地方，任何两条电场线都不会相交
C．电场线是人们假设的，用以形象表示电场的强弱和方向，客观上并不存在
D．电场线是始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远
解析：选A.为了直观形象地描述电场中各点的强弱及方向，在电场中画出一系列曲线，曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向，曲线的疏密表示电场的强弱．
3．(单选)法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场，图1－4－7为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图，以下几种说法正确的是( )
图1－4－7
A．a、b为异种电荷，a带电荷量大于b带电荷量
B．a、b为异种电荷，a带电荷量小于b带电荷量
C．a、b为同种电荷，a带电荷量大于b带电荷量
D．a、b为同种电荷，a带电荷量小于b带电荷量
解析：选B.由电场线的特点可知，a、b为异种电荷，但无法判断a、b的电性；由电场线疏密程度不同，b周围电场线比a周围电场线密，说明b带电荷量大于a带电荷量．
4．(单选)一正电荷在电场中由P到Q做加速运动且加速度越来越大，则如图1－4－8所示的四个电场线图正确的是( )
图1－4－8
解析：选C.由牛顿第二定律F＝ma知加速度越来越大，则电场力越来越大，电场线疏密表示电场的强弱，电场线越来越密对应的加速度越来越大，故C项正确．
5．电场线上每一点的________与该点的场强方向一致；正电荷形成的电场中，电场线始于________延伸到________；负电荷形成的电场中，电场线起始于________终止于________．
答案：切线方向 正电荷 无穷远处 无穷远处
负电荷
[课时作业]
一、单项选择题
1．下列说法中不正确的是( )
A．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在电场
B．电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西
C．电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的性质是对处在它其中的电荷有力的作用
D．电荷只有通过接触才能产生力的作用
解析：选D.电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质．电场的基本性质之一，是对放入其中的电荷有力的作用．电场强度是描述电场的力的性质的物理量．电荷间是通过电场发生相互作用的，并不直接接触．故D错．
2．图1－4－9中画出了某一个电场的一些电场线，将一个正电荷q置于该电场中，下面的说法正确的是( )
图1－4－9
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
答案：A
3．图1－4－10中a、b是两个点电荷，它们的电荷量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点．下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的右侧( )
图1－4－10
A．Q1、Q2都是正电荷，且Q1＜Q2
B．Q1是正电荷，Q2是负电荷，且Q1＞|Q2|
C．Q1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|＜Q2
D．Q1、Q2都是负电荷，且|Q1|＞|Q2|
解析：选B.P点的场强为a、b两点电荷在P点的矢量和，只要符合a、b两点矢量和方向向右的选项都是正确的，即只有B项可以．
4．关于电场线的特征，下列说法中正确的是( )
A．如果某空间中的电场线是曲线，那么在同一条电场线上各处的场强不相同
B．如果某空间中的电场线是直线，那么在同一条电场线上各处的场强相同
C．如果空间中只存在一个孤立的点电荷，那么这个空间中的任意两条电场线不相交；如果空间中存在两个以上的点电荷，那么这个空间中有许多电场线相交
D．电场中任意两条电场线都可以相交
解析：选A.电场线是形象描述电场特征的物理量，根据电场的特征可判断A正确．
5．仅在电场力作用下，电荷由静止开始运动的情况是( )
A．从电场线疏处向密处运动
B．从场强大处向场强小处运动
C．沿电场线运动
D．运动轨迹与电场线不一定重合
解析：选D.电荷受力方向沿电场线在该点的切线方向，或切线的反方向，会因电荷的种类不同而不同，因此，A、B、C所述情况均不能确定，只有D正确．
6．在图1－4－11各电场中，A、B两点电场强度相等的是( )
图1－4－11
解析：选C.电场强度相等是指大小相等，方向相同．A选项中A、B两点场强大小相等，方向不同；B选项中A、B两点场强大小不相等，但方向相同；C选项中两平行金属板间电场是匀强电场，故大小、方向相同；D选项中，A、B两点场强的大小和方向均不相同．
7．如图1－4－12所示为静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是( )
图1－4－12
A．这个电场可能是负点电荷形成的
B．C点处的电场强度为零，因为那里没有电场线
C．点电荷q在A点所受到的静电力比在B点所受静电力大
D．负电荷在B点受到的电场力的方向沿B点切线方向
解析：选C.负电荷的电场线是指向负电荷的直线，故A错误．电场线只是形象地描述电场，没有电场线的地方，场强不一定为零，故B错误．又EA＞EB，点q在A点受到的静电力大，故C正确．负电荷在B点受静电力的方向与B点的切线方向相反，故D错误．
8．下列关于带电粒子在电场中的运动轨迹与电场线的关系说法中正确的是( )
A．带电粒子在电场中运动，如只受电场力作用，其加速度方向一定与电场线方向相同
B．带电粒子在电场中的运动轨迹一定与电场线重合
C．带电粒子只受电场力作用，由静止开始运动，其运动轨迹一定与电场线重合
D．带电粒子在电场中运动轨迹可能与电场线重合
解析：选D.电荷的运动轨迹和电场线是完全不同的两个概念，在分析有关问题时，既要明确二者的本质区别，还要搞清二者重合的条件．电场线方向表示电场强度方向，它决定电荷所受电场力方向，从而决定加速度方向，正电荷加速度方向与电场线的切线方向相同，负电荷则相反，故A错．带电粒子的运动轨迹由粒子在电场中运动的初速度和受力情况来决定，带电粒子只受电场力作用，由静止开始运动，若电场线为直线，其轨迹一定与电场线重合．若电场线为曲线，如图所示，在A点的正电荷，其加速度沿电场力的方向，即电场线的切线方向，它只要运动就会离开它所在的电场线，所以它不会沿电场线运动．故B、C不正确，D正确．
二、双项选择题
9．在电场中某一点A，当放入电荷量为q的负电荷时受到的电场力向右，A点的场强为E，下列说法正确的是( )
A．把电荷量为q的负电荷拿走，该点的场强为零
B．若在该点放入电荷量为2q的正电荷，则该点的场强为2E
C．若在该点放入电荷量为q的正电荷，电荷受到的电场力方向向左
D．不论该点是否放入电荷，该点场强都是E，且方向向左
答案：CD
10．把质量为m的正点电荷q，在电场中从静止释放，在它运动过程中如果不计重力，下述正确的是( )
A．点电荷运动轨迹必与电场线重合
B．点电荷的速度方向，必定和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
解析：选CD.正点电荷q由静止释放，如果电场线为直线，电荷将沿电场线运动，但电场线如果是曲线，电荷一定不沿电场线运动(因为如果沿电场线运动，其速度方向与受力方向重合，不符合曲线运动的条件)，故A选项不正确；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)，故B选项不正确；而点电荷的加速度方向，也即电荷所受电场力方向必与该点场强方向一致，即与所在点的电场线的切线方向一致，故C、D选项正确．
三、非选择题
11．电场线在没有电荷的地方不会________也不会________．
答案：相交 中断
12．匀强电场中，各点场强的________，________都相同．匀强电场是最简单同时也是最重要的电场．
答案：大小 方向
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6(共24张PPT)
第一章 电与磁
第四节 认识电场
第一章 电与磁
电场
电场
正电荷
力
切线方向
疏密
电场
E
伏/米
越大
越小
大小
方向
等间距
等量异种
新知初探,自学导引
梳理知识·夯实基础
要点突破·思维启动
突破疑难·讲练提升
典题示例·讲练互动
以例说法·触类旁通
