高中物理选修3-1人教版1.3 电场强度（共31张ppt）

(共31张PPT)
1.3
电场强度
在我们学习的力当中，哪些是接触力?
哪些是非接触力？
F
F
磁铁之间不必接触就可作用
弹力和摩擦力呢？
法拉第提出“场”概念
英国物理学家
法拉第
（1791-1867）
电荷之间通过电场发生相互作用
问题1
电荷之间的相互作用力是如何发生的？
虽然感觉不到，但是场就象我们坐的椅子一样客观存在
一.电场：
2、基本性质——
对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫电场力。
1、定义：电荷周围客观存在一种特殊物质
3、电荷间的相互作用力通过电场发生.
电荷A
电场
电荷B
问题2
怎样研究电场？
试探电荷：
电量充分小、体积充分小
不能影响原来的电场
场源电荷：即产生电场的电荷
在电场中放入试探电荷才能研究电场
F
Q0
场源电荷
Q
试探电荷
r′
q
+
+Q
q
+
F1
2q
+
F2
F1=k
2
r
Qq
F2=k
2
r
Q2q
F2=2F1
r
比值不变
F1′
q
F1
2q
F2
=
但是
二.电场强度E
1.定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟
它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度。
简称：场强
2.单位：牛/库
N/C
F:试探电荷所受的库仑力
q:试探电荷的电量
表示单位电荷在电场中所受的电场力
+Q
试探电荷在电场中所处
的位置不同，所受的力
的方向也不同，
场强具有方向性：
正电荷在电场中的受力
方向为这一点电场强度
的方向，
q
+
q
+
q
-
也是负电荷受力
方向的反方向
E的方向
看到公式后，有人说E
与试探电荷q
成反比
与F
成正比，对不对？
对场强起决定作用的是场源电荷
与是否有试探电荷无关
但是当试探电荷q=0时，F等于零,
场强是不是也应该等于零呢？
否，E不随这两个量改变
练习
由电场强度的定义式
可知，在电场中的某一点：
A
只有放入试探电荷，才有场强。
B
无论检验电荷的q值（不为零）如何变
化，F与q的比值始终不变。
C
电场中某一点的场强为零，则处在该
点的电荷受到的电场力一定为零。
D
一个不带电的小球在P点受到的电场力
为零，则P点的场强一定为零。
BC
例题一：电场中某点的电场强度为4×104
N/C
电荷量为5×10-8C的点电荷在该点受到的电场
力是多大？
q
F
E
=
它表示已知电场中某一点的场强E
，就可
以求出在该点的试探电荷q
所受的库仑力
q
F
E
=
解
=
5×10-8×4×104N
=
2×10-3N
场源电荷所受的力是多大呢？
库仑力是两个电荷之间的相互作用力
所以场源电荷所受的力也是2×10-3N
也是场源电荷所受的力
例题二
真空中有一个电荷量为Q
的点电荷，求
离它距离为r处的电场强度。
分析：题目中只给出了两个量，而且
中的F
,q
都没有，不能直接用公式求
我们假设距离场源电荷r处有q,
则它所受的电场力为
这也是真空中点电荷周围任意一点电场强度公式
2
:
r
Q
K
E
=
所以
+Q
r
又因为F=qE
F
=k
2
r
Qq
F
=k
2
r
Q
=
E
q
q
q
+
真空中点电荷周围任意一点电场强度公式
q
F
E
=
=
q
2
r
Q
k
q
2
r
Q
k
=
点电荷周围的某点的电场与
电荷电量
Q、
该点到电荷的距离r
有关
Q
r
与q无关
2
r
Q
K
E
=
练习1
真空中一点电荷Q=2.0×10-8C，在距此点电荷
30cm处，该点电荷产生的电场的场强是多大？
画出示意图，表明场强的方向。
解:
2
r
Q
K
E
=
=9.0×109×2.0×10-8/9.0×10-2
=2.0×103
N/C
Q
r=30cm
E
电场强度
F:试探电荷所受的库仑力
q:试探电荷的电量
场强具有方向性：
正电荷在电场中的受力方向为这一点电场强度的方向
对场强起决定作用的是场源电荷以及距离
与是否有试探电荷无关
2
r
Q
K
E
=
F
=k
2
r
Q
=
E
q
q
电场的基本性质
电场对放入其中的电荷有力的作用
4.真空中点电荷的场强
⑴决定式：
Q：场源电荷
r：电场中点到Q的距离
只适用于真空中点电荷
⑵方向：
正电荷
背离
负电荷
指向
+
-
区别
E=F/q
定义式
决定式
任何电场
真空中点电荷电场
大小与q（为试探电荷）
的正负、大
小以及有无均无关
由场源电荷Q及该点
到Q的距离r决定
A．只要有电荷存在，在其周围就一定存在电场
B．电场是一种物质，它与其他物质不一样，是不依赖于
我们的感觉而客观存在的东西
E．电场只能存在于真空和空气中，不可能存在于导体之中
1．关于电场，下列说法中正确的是（
）
F．电场和由分子、原子组成的物质一样，都有质量、体积、
能量、动量和温度
D．两电荷间通过电场发生的作用满足牛顿第三定律
C．电荷间的相互作用是通过电场而发生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用
E.正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强度大
2．关于电场强度，下列说法中正确的是（
）
A．电场强度反映了电场的力的性质，因此电场中某点的场强与
试探电荷在该点所受的电场力成正比
D．公式E=F/q和E=kQ/r2对于任何静电场都适用
C．电场中某点的场强方向就是试探电荷在该点的受力方向
B．电场中某点的场强等于F/q，但与试探电荷的受力大小及带电量无关
F.电荷在电场中某点所受电场力很大，则该点电场一定很大
B．在电场某点如果没有检验电荷，则电场力为零，电场强度也为零
E.若放在P点电荷的电量减半，则P点的场强减半
3．关于电场力和电场强度，以下说法正确的是(
）
A．一点电荷分别处于电场中的A、B两点，电荷受到的电场力大则场强大
F.P点的场强越大，则同一电荷在P点所受电场力越大
D．一检验电荷在以一个点电荷为球心，半径为r的球面上各点所受电场力相同
C．电场中某点场强为零，则检验电荷在该点受到的电场力为零
5．在电场中的A、B两处分别引入不同的试探电荷q，得到试探电荷所受的电场力随电荷量变化的关系如图所示，则（
）
A．EA>
EB
B．EA<
EB
C．EA=
EB
D．不能判定EA、
EB的大小
6.真空中有两个等量异号的点电荷，电量均为q，相距r，在它们连线的中点处，电场强度的大小和方向是（
）
A．2kq/r2，指向正电荷
B．2kq/r2，指向负电荷
C．8kq/r2，指向正电荷
D．8kq/r2，指向负电荷
7．在两个点电荷连线之间的某一点场强为零，则可判定（
）
A．两点电荷一定是同种电荷
B．两点电荷一定是异种电荷
C．两点电荷一定是带相等的电量
D．将一个点电荷放到该点时所受电场力为零
9．在等量同种点电荷连线的中垂线上有A、B两点，如图所示，下列结论正确的是（）
A．EAB．EA不可能等于EB，且方向相反
C．EA和EB大小不可能相等，但方向相同
D．EA和EB有可能大小相等，方向相同
?
10、如右图所示，M、N为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的P点放一个静止的点电荷q（负电荷）,不计重力，下列说法中正确的是（　　　）
A．点电荷在从P到O的过程中,
加速度越来越大，速度也越来越大
B．点电荷在从P到O的过程中,加速度越来越小，速度越来越大。
C．点电荷运动到O点时,
加速度为零，速度达到最大值。
D．点电荷越过O点后速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子
速度为零。
?
?
?
M
+Q
N
+Q
O
p
C
8.如图所示，半径为r的硬橡胶圆环，其上带有均匀分布的正电荷，单位长度上的带电量为q，现在其环上截去一小段弧AB，AB=L，且L<例：电场中有一点P，下列哪些说法是正确的？
A
若放在P点的检验电荷的电量减半，则P点的场强减半。
B
若P点没有检验电荷，则P点的场强为零。
C
P点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大。
D
P点的场强方向为检验电荷在该点的受力方向。
答案：C
练习2
真空中有一电场，在电场中的P点放一电量为
4×10-9C的检验电荷，它受到的电场力2
×10-5N，则P
点的场强为————N/C；把检验电荷的电量减少为
2
×10-9C，则检验电荷所受的电场力为————N。如果把这个检验电荷取走，则P点的电场强度为————
N/C。
5×103
1×10-5
5×103
思考题：真空中两个正点电荷A、B所带电量皆为Q，且相距为r,则距离A为r/3处的P点的电场强度为多少？
A
B
+Q
+Q
P
EA
EB
解：A、B都在P点产生电场，且两个场强方向相反。
答：P点场强为27KQ/4r2.
四.电场强度的叠加原理
电场中任何一点的总场强等于各个点电荷在该点各自产生的场强的矢量和。这就是场强叠加原理。
Q1
Q2
A
E1
E2
E