电场强度

3．真空中点电荷Q周围某点电场强度大小计算式E＝________.匀强电场中各点的场强________和________都相同．4．电场线：在电场中画出的一条条有________的曲线，曲线上每点的切线表示该点的____________方向．5．(双选)有关电场的描述，正确的是()CDA．电场看不见、摸不着，因此电场不是物质B．电荷间的静电力与摩擦力一样，必须通过接触才能发生作用C．电荷间的相互作用是通过电场发生的D．电场对放入其中的任何电荷都有力的作用kQr2大小方向方向电场强度知识点1对电场强度概念及其公式的理解1．电场强度的定义：放入电场中某点的试探电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的________，叫做该点的电场强度．2．定义式：__________，适应于__________电场，国际单位是__________．3．真空中点电荷Q产生的电场场强的公式是________，其中r为该点到场源的________．比值E＝Fq一切N/CE＝kQr2距离F答案：A处场强大小E＝，方向向左保持不变．场强大小、4．在电场中A处放点电荷＋q，所受电场力为F，方向向左，则A处场强大小、方向是怎样的？若在A处放点电荷－2q，则A处的场强大小、方向是否改变？若将A处的电荷取走，则A处场强大小、方向又是怎样的？q方向由电场本身决定与试探电荷无关．1．对电场强度的理解(1)电场强度是描述电场力性质的物理量，它仅由电场本身决定．电场中某点的场强E是唯一、客观存在的，其大小和方向取决于场源电荷及空间位置，与放入该点的试探电荷q的正负、电荷多少及其所受的静电力F无关，与该点是否放试探电荷无关．其方向规定为正电荷在该点所受静电力的方向．(2)电场强度反映了电场的强弱与方向．场强越大，表示电量相同的试探电荷在该点所受电场力越大．(3)匀强电场各点场强的大小与方向都相同．(4)若在某一空间中有多个电荷，则空间中某点的场强等于所有电荷在该点产生的电场强度的矢量和．【例1】如图1－3－1所示，在一带负电的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q1＝－2.0×10－8C的电荷，测出其受到的电场力大小为4.0×10－6N．则B处场强是多少？方向怎样？如果换用一个q2＝4.0×10－7C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？方向是否改变？图1－3－1解：由场强定义式E＝Fq可得EB＝F1q1＝4.0×10－62.0×10－8N/C＝2.0×102N/C因为是负电荷，所以场强方向与F1方向相反．q2在B点所受电场力F2＝q2EB＝4.0×10－7×2.0×102N＝8.0×10－5N方向与场强方向相同，也就是与F1反向．场强的大小与方向与试探电荷无关，B处场强大小仍为2.0×102N/C，方向与F1相反．【触类旁通】1．相距为30cm的A、B两点上，分别放置点电荷Q和试探电荷q，已知q＝1.6×10－12C，q受到的电场力F＝3.2×10－9N，并沿AB方向．求：(1)B点处的场强大小？(2)若将试探电荷q取走，B点处的场强是多大？(3)点电荷Q的带电荷量为多少？方向由A指向B.(2)场强的大小和方向由电场本身决定，与试探电荷无关，B处场强仍为2×103N/C，方向由A指向B.(3)由点电荷的场强公式可得点电荷Q的电荷量为2×10－8C.解：(1)由场强的定义式E＝Fq可得B点处的场强EB＝Fq＝3.2×10－91.6×10－12N/C＝2×103N/C内容公式本质区别意义及用途适用范围Q或q的意义E与其他量关系定义式给出了一种量度电场强弱的方法一切电场q表示试探电荷的电荷量E的大小与F、q的大小无关决定式指明了点电荷场强大小的决定因素真空中点电荷的电场Q表示场源电荷的电荷量2．两个场强公式的比较E＝FqE＝kQr2E∝Q，E∞1r2【例2】关于场强公式的理解，下列说法正确的是()A．由E＝Fq知，若q减半，则该处电场强度为原来的2倍B．由E＝kQr2知，E与Q成正比，而与r2成反比C．由E＝kQr2知，在以Q为球心，以r为半径的球面上，各处场强均相同D．由E＝Fq知，电场中某点E的方向就是该点所放电荷q受到的静电力F的方向是点电荷Q的电场中场强的决定式，故E与Q成Fq本身决定，与是否引入检验电荷及q的大小、正负无关，故A错．E＝kQq2正比，与r2成反比是正确的，B对．场强为矢量，E相同意味着大小、方向都相同，而在该球面上各处E方向不同，故C错．因所放电荷的电性不知，若为正电荷，则E与F受力方向相同，否则相反，故D错．解析：因E＝为场强定义式，电场中某点场强E只由电场答案：B【触类旁通】2．(双选)下列关于场强的两表达式E＝Fq和E＝kQr2的叙述，正确的是()A．E＝Fq是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷量B．E＝Fq是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中的电荷的电荷量C．E＝kQr是真空中点电荷场强的计算式，Q是产生电场的电荷的电荷量，它也适用于匀强电场D．从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式F＝kq1q2r2，式中kq2r2是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，而kq1k2是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小答案：BD解析：E＝Fq是定义式，可判定A错误，B正确．E＝kQr2只适用于真空中点电荷的电场，不适用于其他电场，C错误．点电荷场强计算式E＝kQr2是通过库仑定律F＝kq1q2r2和场强定义式E＝Fq推导出来的，且库仑力是电荷间通过电场相互作用的，所以D正确．知识点2电场线1．电场线是在电场中画的一条条有________的曲线，曲线上每点的________方向表示该点的________方向(如图1－3－2).电场线是为了形象地描述电场而假想的线，不是实际存在的．图1－3－2方向切线场强2．电场线的特点(1)电场线不是闭合线，从________或无限远出发，终止于无限远或________．(2)电场线在电场中不能________，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向．(3)在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线________，电场强度较小的地方电场线________，因此可以用电场线的________来表示电场强度的相对大小．正电荷负电荷相交较密较疏疏密3．如图1－3－3所示为某电场中的一条电场线，A、B是其中的两点，则A、B两点的电场强度相等，对吗？图1－3－3答案：不对．根据一条电场线不能确定A、B两点电场线的疏密程度，因此无法确定A、B两点的电场强度的大小关系．1．电场线与场强(1)在电场中根据电场线的疏密可比较电场强度的大小，根据电场线的切线方向可确定出电场强度的方向及电荷所受静电力的方向．(2)不同电场，电场线分布不同，几种常见电场的电场线分布情况：图1－3－4【例3】如图1－3－5所示是静电场的一部分电场线分布，下列说法中正确的是()图1－3－5A．这个电场可能是负电荷产生的电场B．A点的场强一定大于B点的场强C．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)D．负电荷在B点处受到的电场力的方向沿B点切线方向解析：根据负点电荷的电场线分布特点可判断，选项A错误．因电场线越密处场强越大，故由图可知场强EA＞EB，B正确．又因点电荷q在电场中所受电场力F＝qE＝ma∝E，故aA＞aB，选项C错误．因B点切线方向即B点场强方向，而负电荷所受电场力方向与场强方向相反，故选项D错误．答案：B【触类旁通】3．如图所示的各电场中，A、B两点场强相同的是()C2．电场线与电荷运动轨迹的关系(1)电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的比较：电场线：①电场中并不实际存在，是为研究电场方便而人为引入的．②曲线上各点的切线方向即为该点的场强方向，同时也是正电荷在该点的受力方向，即正电荷在该点产生加速度的方向．电荷运动轨迹：①粒子在电场中的运动轨迹是客观存在的．②轨迹上每一点的切线方向即为粒子在该点的速度方向，但加速度的方向与速度的方向不一定相同．通常电荷在电场中运动的轨迹与电场线是不会重合的．(2)电场线与带电粒子运动轨迹重合的必备条件：①电场线是直线．②带电粒子只受电场力作用(或受其他力，但合力方向沿电场线所在直线)．③带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直线．【例4】(双选)某静电场中的电场线如图1－3－6所示，带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是()图1－3－6A．粒子必定带正电荷B．粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度C．粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度D．粒子在M点的速度大于它在N点的速度解析：电荷做曲线运动时受到的合力(电场力)必指向轨迹的凹侧，故得粒子带正电，A正确；因电场力的方向与粒子的速度方向间的夹角为锐角，电场力做正功，故N点的动能大，D错误；电场线的疏密程度能描述电场的强弱，由图可看出，Eqm可知，粒子在N处的N处电场线密，电场强度大，由a＝加速度大，C正确，B错误．答案：AC思维总结：解答此类问题的基本思路：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．【触类旁通】4．如图1－3－7所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用，根据此图无法作出正确判断的()A．带电粒子所带电荷的正、负B．带电粒子在a、b两点的受力方向C．带电粒子在a、b两点的速度何处较大D．带电粒子在a、b两点的加速度何处较大图1－3－7解析：由轨迹的弯曲情况，可知电场力应沿电场线向左，但因不知电场线的方向，故带电粒子所带电性不能确定，A错．由电场线的疏密程度知a点场强大于b点场强，带电粒子在a点受电场力较大，从而加速度较大．设粒子从a运动到b，速度方向与电场力夹角大于90°，故速度减小，综上所述BCD正确．答案：A电场强度E与静电力F电场强度和静电力是两个不同的概念，它们的决定因素、大小关系以及方向判定等均有各自的规律．(1)电场强度E反应电场本身性质，电场中某点场强E的大小与方向是唯一的，与放入该点的试探电荷q的正负、电荷多少及所受的静电力F无关，与该点放不放试探电荷无关；规定正电荷在该点所受静电力的方向为E的方向．(2)静电力F是电荷在电场中所受的力，由F＝qE知，F的大小由q和E共同决定；F的方向与q的电性有关，带正电时，F与E方向相同；带负电时，F与E方向相反．【例5】(双选)关于电场强度和静电力，下列说法正确的是()A．电场强度的方向总是跟静电力的方向一致B．电场强度的大小总是跟静电力的大小成正比C．正电荷受到的静电力的方向跟电场强度的方向一致D．同一个点电荷在某点受到的静电力越大，该点的电场强度就越大解析：电场中某点电场强度的方向是一定的，而电荷在电场中所受的静电力的方向却与电荷的性质有关系，只有正电荷受到的静电力的方向才与电场强度的方向相同，故A错C对．电场强度的大小与电场中的位置有关，对不同的位置在电荷量一定时电荷受到的静电力越大，说明该点的场强越大，故B错D对．答案：CD【触类旁通】5．(双选)关于电场强度和静电力，以下说法正确的是()A．电荷在电场中某点所受静电力很大，该点电场强度一定很大B．如空间某点的场强为零，则试探电荷在该点受到的静电力一定为零C．以点电荷为圆心，r为半径的球面上各点的场强相同D．在电场中某点放入试探电荷q，所受电场力为F，该点的场强为E＝Fq；取走q后，电场力为零，但该点场强仍然为E＝Fq可能是因为q很大造成的，所以A错．由E＝知，以点电荷解析：由F＝qE知，F由q和E共同决定，所以F很大，kQr2Q为圆心，r为半径的球面上，各点的场强大小相等，但方向不同，因场强是矢量，故各点场强不相同，所以C错．由F＝qE知，当E＝0时，F＝0，即q不受静电力作用，所以B对．只要电场确定了，电场中某点的场强就是确定的