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1静电场重点知识点第2课时电场电场强度知识点一：电场和电场的基本性质1．电场：场是物质存在的一种形式．电荷的周围存在着电场，静止电荷周围产生的电场称为静电场．电荷之间的相互作用是通过电场发生的．电荷A对电荷B的作用，实际是电荷A的电场对电荷B的作用，电荷B对电荷A的作用实际是电荷B的电场对电荷A的作用．２．电场的基本性质是：对放入其中的电荷有力的作用，电场具有能量.知识点二：电场强度（重点）１．定义：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，简称为场强．用E描述电场强度２．定义表达式：E=F/q它是失量,规定场强的方向是正电荷受力的方向；负电荷受力的方向跟场强的方向相反;单位是N/C．说明：（1）在电场中的同一点,F/q的比值是不变的,在电场中的不同点,F/q往往不同．即F/q完全由电场本身性质决定,与放不放电荷,放入电荷的电性,电量多少均无关．（2）E=F/q变形为F=qE．表明如果已知电场中某点场强E,便可计算出电场中该点放任何电荷、电量的带电体所受电场力的大小．即电场强度E是反映电场力性质的物理量;电场力是电荷和场共同决定的,而场强是由电场本身决定的．3.三个性质（1）矢量性：物理学中规定，电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同．指出：负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点的场强方向相反．带领学生讨论真空中点电荷周围的电场，说明研究方法：将检验电荷放入点电荷周围的电场中某点，判断其所受的电场力的大小和方向，从而得出该点场强．（2）唯一性：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电荷q无关，它决定于电场的源电荷及空间位置，电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷无关.（3）叠加性电场强度的叠加原理：某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和．知识点三：点电荷周围的电场①大小：E=kQ/r2（只适用于点电荷的电场）②方向：如果是正电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q；如果是负电荷：E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q．(参见课本图14－7)说明：公式E=kQ/r2中的Q是场源电荷的电量，r是场中某点到场源电荷的距离．从而使学生理解：空间某点的场强是由产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离决定的，与检验电荷无关．提出问题：如果空间中有几个点电荷同时存在，此时各点的场强是怎样的呢？带领学生由检验电荷所受电场力具有的叠加性，分析出电场的叠加原理．电场强度的叠加原理：某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和．知识点三：电场强度的三种表达方式的比较定义式决定式关系式2··表达式qFE/2/rkQEdUE/适用范围任何电场真空中的点电荷匀强电场说明E的大小和方向与检验电荷的电荷量以及电性以及存在与否无关Q：场源电荷的电荷量r:研究点到场源电荷的距离U:电场中两点的电势差d：两点沿电场线方向的距离知识点四：电场线1.电场线定义：在电场中画一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点场强方向一致，这样的曲线叫电场线.2.电场线性质（1）电场线是人们为研究电场而假想的一些曲线，实际电场中并不存在这些曲线，但它能反映出实际现象的基本规律.（2）电场线总是从正电荷（或无穷远处）出发，到负电荷（或无穷远处）终止，因此电场线有起始点和终止点，不是闭合曲线.（3）电场中的电场线永不相交.因为电场中每一点的场强只有一个唯一的方向，如果电场线在电场中某点相交，则在交点处相对两条电场线就有两个切线方向，该点处场强就有两个方向，这是不可能的.（4）电场线不是带电粒子在电场中的运动轨迹.只有当电场线为直线，点电荷初速度为零或初速度方向与电场线方向一致，且只受电场力作用时，点电荷运动轨迹才会与电场线重合.3.电场线在描述电场中的作用（1）电场线的疏密程度反映了电场的强弱，即表示电场强度的大小.在电场线密集的地方，电场强度大，稀的地方电场强度小，如图9-2-1，电场中A点处的电场线稀，B点处的电场线密，所以EAEB，但如图9-2-2，仅仅一条电场线无法判定这条电场电场线上两点A、B的场强大小.AB图9-2-2图9-2-13图9-2-5（2）电场线上某一点的切线方向表示该点的场强方向.（3）根据电场线上任何一点的切线方向，可以判断带电粒子在电场线上任何一点所受电场力的方向.反之，若知正（负）点电荷在电场中某点的受力方向，可以判断该点场强方向.知识点五：几种特殊电场线的分布（重点）1.正负点电荷的电场中“电场线”的分布情况如图9-2-3：特点：（1）离点电荷越近，电场线越密，场强越强；（2）在点电荷形成的电场中，不存在场强相等的点；（3）若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，但方向各不相同.2.等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布情况如图9-2-4：特点：（1）沿两点电荷的连线场强先变小后变大；（2）两点电荷连线中垂面上，场强方向均相同，点与中垂面垂直；（3）在中垂面上，与两点电荷连线的中点O等距离的各点场强相等.3、等量同种点电荷形成的电场中电场线分布情况如图9-2-5。特点：（1）两点电荷连线中点O处场强为零；（2）从两点电荷连线中点O沿中垂面到无限远，电场线先变密后变疏，即场强先变大后变小.重点：等量异种和等量同种电荷连线与中垂线上电场强度变化（1）．等量异种点电荷连线上的中点场强最小，中垂线上以中点场强最大；等量同种点电荷连线上以中点场强最小，等于零，因无限远处场强为零，则沿中垂线从中点到无限远处，电场强度先增大后减小，中间某位置必有最大值．（2）．等量异种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强相同；等量同种电荷连线和中垂线上关于中点对称处场强大小相等，方向相反．图9-2-3图9-2-444、点电荷与带平板的电场中电场线分布情况如图9-2-6：（1）以从点电荷向平板所作垂线为轴电场线左右对称；第3课时电场的能的性质知识点一：电场力做功与电势能变化1．静电力做功的推导和特点结合课本图1。4-1（右图）分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。q沿直线从A到Bq沿折线从A到M、再从M到Bq沿任意曲线线A到B结果都一样即：W=qELAM=qELABcos=qEAM（这一公式适合任意电场）【结论】：在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运动路径无关。与重力做功类比，引出：2.电势能（标量）(1)定义：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。（2）符号：EP单位：J（3）电势能的大小与零点势能的选取有关。通常取无穷远处或大地为电势能的零点（4）电势能是标量，符号表示大小3.静电力做功与电势能变化的关系静电力做的功等于电势能的变化量。写成式子为：PBPAEEWAB注意：①．电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加②．电场力力做多少功，电势能就变化多少，在只受电场力作用下，电势能与动能相互转化，而它们的总量保持不变。③．在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任一点具有的电势能都为负。在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。图9-2-65④．求电荷在电场中某点具有的电势能电荷在电场中某一点A具有的电势能EP等于将该点电荷由A点移到电势零点电场力所做的功W的。即EP=W⑤．求电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低将电荷由A点移到B点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在A点电势能大于在B点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在B点的电势能小于在B点的电势能。⑥电势能零点的规定若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中电势能的零位置。关于电势能零点的规定：P19（大地或无穷远默认为零）所以：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。如上式若取B为电势能零点，则A点的电势能为：ABABPAqELWE知识点二：电势差（标量）1．定义：电场中两点间电势的差值叫做电势差．也叫电压2．定义式：也可这样说，电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功跟电荷电量的比值，叫做这两点间的电势差，也叫电压。即：，电场中A、B两点间的电势差只取决于A、B两点在电场中的位置，与参考点的选取及被移动的电荷无关，U跟W、q无关。3．静电力做功与电势差的关系：ABqUABW或qUABABW。适用于任意电场4．电势差是标量，有正负，无方向．正负表示电势的高低而不表示电场中电势差的大小．5．电势差是由电场本身的性质决定，与初末位置有关，与电场力对电荷做的功ＷＡＢ无关，与电荷所带电荷量ｑ无关．与零势点的选取无关．提示：电势差可与高度差类比知识点三：电势（标量）通过研究电荷在电场中电势能与它的电荷量的比值得出。（1）定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。用表示。标量，只有大小，没有方向，但有正负。（2）公式：qEp（与试探电荷无关）（3）单位：伏特（V）（4）电势与电场线的关系：电势顺线降低。（电场线指向电势降低的方向）（5）零电势位置的规定：电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关，即电势的数值决定于零电势的选择．（大地或无穷远默认为零），正号表示该点电势高于零势能点，负号表示该点电势6低于零势能点（6）由电场本身条件决定，与该点是否放电荷、电荷电性、电荷量均无关知识点四：电场强度、电势及电势能的关系电势、电势能和电场强度都是用来描述电场性质的物理量，它们之间有着十分密切的联系，但也有很大区别，解题中一定要注意区分，现列表进行比较.（1）电势与电势能比较电势电势能E电1反映电场的能的性质的物理量电荷在电场中某点时所具有的电势能2电场中某一点的电势的大小，只跟电场本身有关，跟点电荷q无关电势能的大小是由点电荷q和该点电荷共同决定的3电势差U是指电场中两点间的电势之差，BAABU，取ABABU则,0电势能差ΔE是指点电荷在电场中两点间的电势能之差ΔE=EA－EB，ΔE=W，取EB=0，EA=ΔE4电势沿电场线方向逐渐降落，取定零电势点后，某点的电势高于零者，为正值；某点的电势低于零者，为负值正电荷（+q）：电势能的正负跟电势的正负相同负电荷（－q）：电势能的正负跟电势的正负相反5单位:伏特单位：焦耳6联系：E电=UqEWqU电,（2）电场强度与电势比较电场强度E电势1描述电场的力的性质描述电场的能的性质2电场中某点的场强，等于放在该点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，即qFE，E在数值上等于单位电荷电受的电场力电场中某点的电势，等于单位正电荷由该点移动到的零电势点时的电场力所做的功，在数值上等于单位正电荷所具有的电势能3矢量标量4单位符号：N/C；V/m单位符号：V（1V=1J/C）5联系：①在匀强电场中EdUAB（d为A、B间沿电场线方向的距离）；②电势沿着电场强度的方向降落电势高低的判断（1）电场线法（2）做功法（3）场源电荷法知识点五：等势面7（1）定义：电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面.（2）特点：a.等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直；b.在同一等势面上移动电荷时电场力不做功；c.电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面；d.电场线越密的地方，等势面越密.（3）几种常见的等势面如下：知识点六：方法技能一、电场力做功与电势能改变的关系不论正电荷还是负电荷，只要电场力对它做正功，电荷的电势就能减小，减小的电势能转化为其他形式的能；电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加，必有其他形式的能转化为电势能，电场力做多少功，就有多少电势能和其他形式的能发生相互转化.二、电场力做功的计算1.在电场在将电荷q由A点转移到B点时，电场力对电荷q所做的功为)(BAABABqqUW.2.电场力做功和电荷移动的具体路径无关，只和被移动电荷的电荷量