第1章 第3节 电场及其描述-2020-2021学年高中物理选修3-1【导学教程】同步辅导（鲁科版）word

第3节　电场及其描述 [学习目标] 1．理解电场强度的概念及其定义式，并会进行有关的计算。 2．会用点电荷的电场强公式计算有关问题。 3．会用电场线，场强的叠加原理分析有关问题。 一、电场及电场力 1．电场的产生：电场是电荷周围存在的一种特殊物质。电荷之间的相互作用不是超越作用，而是通过电场传递的。 2．电场的基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。 3．电场力：电场对于处在其中的电荷有力的作用，这种作用叫电场力。库仑力即电场力。 二、电场强度 1．两种功能不同的电荷 (1)试探电荷(检验电荷)：用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷，是研究电场的工具。 (2)场源电荷(源电荷)：激发或产生我们正在研究的电场的电荷，是电场的来源。 2．电场强度 (1)概念：放入电场中某点的点电荷所受电场力F与它的电荷量q的比值，简称场强。 (2)物理意义：表示电场的强弱和方向。 (3)定义式及单位：E＝，单位牛/库仑，符号N/C。 (4)矢量性：电场强度的方向与该点正电荷所受电场力的方向相同。 三、点电荷的电场与匀强电场 1．点电荷的电场强度 (1)大小：E＝k(Q为场源电荷)。 (2)方向：Q为正电荷时，场强方向沿Q与该点的连线向外，Q为负电荷时，E的方向沿Q与该点的连线向内。 2．匀强电场 各点电场强度大小和方向都相同的电场。 四、电场线 1．电场线 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强度的方向。 2．电场线的特点 (1)电场线是为了形象描述电场而假想的曲线，实际并不存在。 (2)任意两条电场线不相交。 (3)电场线的疏密表示电场的强弱；电场线上某点的切线方向表示该点电场的方向。 (4)电场线总是起自正电荷(或无穷远)，止于负电荷(或无穷远)。即电场线不闭合，在无电荷处不中断。 (5)电场线不表示电荷在电场中运动的轨迹。 [自主诊断]——判正误 　(1)根据电场强度的定义式E＝，可知E与F成正比，与q成反比。(×) (2)在电场中某点放入的试探电荷电量减半，则该点的电场强度也减半。(×) (3)电场中某点的电场强度与正电荷受力方向相同，当该点放置负电荷时，电荷受力方向反向，则该点电场强度方向也反向。(×) (4)由E＝知，E与Q成正比，而与r2成反比。(√) (5)由E＝知，在以Q为球心、r为半径的球面上，各处场强大小相等，但方向不同。(√) (6)若空间有两个点电荷，则该空间某点的场强等于这两个点电荷产生电场的代数和。(×) (7)电场线的方向与带电粒子的受力方向一定相同。(×) (8)顺着电场线的方向，电场强度一定越来越小。(×) 考点一　对电场和电场强度的理解 1．对电场的理解 (1)场与分子、原子组成的实物一样具有能量和动量，它是物质存在的一种特殊形式。 (2)场与实物是物质存在的两种不同形式。 2．对电场强度E＝的理解 (1)电场强度是用比值定义的物理量，它仅由电场本身决定，与定义它的检验电荷的电荷量q及所受的静电力F无关。 (2)只要场源电荷确定下来，场源电荷周围形成的电场也就能确定下来，电场中某点的场强E也就确定下来，与该点放不放检验电荷无关。 (3)电场强度定义式E＝为我们提供了一种计算静电力的方法，即F＝Eq。 ●对点训练 1．(多选)下列关于电场和电场强度的说法正确的是 A．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 B．电场是人为设想出来的，其实并不存在 C．某点的场强越大，则同一电荷在该点所受到的电场力越大 D．某点的场强方向为试探电荷在该点受到的电场力的方向 解析　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正确，B错误；由E＝得，F＝Eq，当q一定时，E越大，F越大，所以C正确；场强方向规定为正电荷在该点所受的电场力方向，与负电荷所受的电场力的方向相反，D错误。 答案　AC 2．A点为已知电场中的一固定点，在A点放一电荷量为q的试探电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则 A．若在A点换上电荷量为－q的试探电荷，A点场强方向发生变化 B．若在A点换上电荷量为2q的试探电荷，A点的场强将变为2E C．若在A点移去电荷q，A点的场强变为零 D．A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关 解析　电场强度E＝F/q是通过比值定义法得出的，其大小及方向与试探电荷无关；故放入任何电荷时电场强度的方向、大小均不变，故A、B、C均错误；故选D。 答案　D 考点二　电场强度公式E＝与E＝k的比较 1．电场强度公式E＝与E＝k的比较 E＝ E＝k 物理含义 是电场强度大小的定义式 是真空中点电荷电场强度的决定式 引入过程 F∝q，但E与F、q无关，E是反映某点处电场的性质 由E＝和库仑定