内容正文:
第九章 静电场及其应用
9.3:电场 电场强度
考点知识精讲
考点一、电场
1.电场:存在于电荷周围的一种特殊物质,电荷之间的相互作用是通过电场产生的.
2.电场像分子、原子等实物粒子一样具有能量,电场是物质存在的一种形式.
考点二、电场强度
1.试探电荷与场源电荷
(1)试探电荷:为了研究电场的性质而引入的电荷,其是电荷量和体积都很小的点电荷.
(2)场源电荷:激发电场的带电体所带的电荷,也叫源电荷.
2.电场强度
(1)定义:放入电场中某点的试探电荷所受的静电力跟它的电荷量的比值,叫作该点的电场强度.
(2)定义式:E=,q是试探电荷的电荷量.
(3)单位:牛每库(N/C).
(4)方向:电场强度是矢量,电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同,与负电荷在该点所受静电力的方向相反.
【考点深化一】
1.电场强度的大小和方向都是由电场本身所决定的,与试探电荷无关.电场中某点的电场强度E是唯一的,是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)决定的,与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关.电场中不同的地方,电场强度一般是不同的.
2.电场强度是矢量,其方向与在该点的正电荷所受静电力的方向相同,与在该点的负电荷所受静电力的方向相反.
3.公式E=可变形为F=qE:正电荷所受静电力方向与电场强度方向相同,负电荷所受静电力方向与电场强度方向相反.
4.公式E=与E=的区别
区别
公式
物理含义
引入过程
适用范围
E=
是电场强度大小的定义式
F∝q,但E与F、q无关,E是反映某点处电场的性质
适用于一切电场
E=k
是真空中点电荷场强的决定式
由E=和库仑定律导出,E由Q、r决定
在真空中,场源电荷Q是点电荷
考点三、点电荷的电场 电场强度的叠加
1.真空中点电荷的电场
(1)场强公式:E=k,其中k是静电力常量,Q是场源电荷的电荷量,r是点电荷到电场中该点的距离.
(2)方向:如果以Q为中心作一个球面,当Q为正电荷时,E的方向沿半径向外;当Q为负电荷时,E的方向沿半径向内.
2.电场强度的叠加
场强是矢量,如果场源是多个点电荷时,电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和.
考点四、电场线 匀强电场
1.电场线
(1)概念:电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向.
(2)特点
①电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷.
②电场线在电场中不相交.
③在同一电场中,电场强度较大的地方电场线较密,电场强度较小的地方电场线较疏.
2.匀强电场
(1)概念:如果电场中各点的电场强度的大小相等、方向相同,这个电场就叫作匀强电场.
(2)特点:①电场方向处处相同,电场线是平行直线.
②场强大小处处相等,电场线疏密程度相等.
(3)实例:相距很近、带有等量异种电荷的一对平行金属板之间的电场(边缘除外),可以看作匀强电场.
【考点深化二】
1.电场线是为了形象地描述电场而假想的线,实际上是不存在的.
2.电场线每点的切线方向与该点的电场强度方向相同.
3.几种特殊的电场线分布,如图所示.
4.常见电场线的
类型
图形
特点
点电荷
正点电荷 负点电荷
(1)离点电荷越近,电场线越密集,场强越强.(2)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,方向各不相同
等量异号点电荷
(1)两点电荷连线上各点处,电场线方向从正电荷指向负电荷,中点场强最小,越靠近点电荷场强越强
(2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上,电场线的方向均相同,即场强方向均相同,且总与中垂面(线)垂直
(3)沿中垂线从O点到无穷远,场强逐渐减弱
等量同号点电荷
(1)两点电荷连线的中点O处场强为零,此处无电场线,中点O处附近的电场线非常稀疏,但场强并不为零
(2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上,场强方向总沿面(线)远离O(等量正电荷)或指向O(等量负电荷)
(3)在中垂面(线)上从O点到无穷远处,场强先变强后变弱
题型归纳分类
题型一:电场及电场力
1.(2023秋·上海奉贤·高二校考期末)关于电场的说法中正确的是( )
A.电场不是客观存在的物质,是为了研究电场力而假想的
B.两电荷之间的相互作用力是超距作用的结果
C.电场是客观存在的物质,是由分子、原子等实物粒子组成的
D.电场的基本性质是对放入其中的电荷产生力的作用
2.(2023秋·高二课时练习)下列关于电场和电场强度的说法中正确的是( )
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