(讲义)第1章 第3节 电场 电场强度-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册(粤教版2019)

第三节　电场　电场强度 学习任务 1．通过对物理学史的了解，知道电场是一种物质；会用电场线描述电场，了解常见电场的电场线的分布特点，知道匀强电场。 2．理解电场强度的矢量性及公式，掌握电场线的分布特点与规律，会利用其解决相关问题。会推导点电荷场强的计算式并能进行相关的计算；知道场强叠加原理，会应用该原理进行简单的计算。 3．通过比值定义法及假想电场线的思维方法，探究描述电场力的性质的方法技巧，与他人交流体验电场线的实际意义，培养科学的学习态度及兴趣。 知识点一　电场 1．电场：电荷的周围存在着由它产生的电场。电荷之间的相互作用是通过电场发生的。 2．电场的基本性质：电场对处于其中的其他电荷有力的作用。 3．静电场：静止场源电荷在其周围产生的电场，叫作静电场。 知识点二　电场强度 1．试探电荷与场源电荷 (1)试探电荷：放入电场中探测电场性质的电荷叫作试探电荷。 (2)场源电荷：产生电场的电荷叫作场源电荷，或源电荷。 2．电场强度 (1)定义：放入电场某点处的试探电荷受到的电场力F与它的电量q之比，叫作电场在该点的电场强度。 (2)定义式：E＝。 (3)单位：牛顿每库仑，符号为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电场力的方向相同。 (5)物理意义：电场强度是描述电场的力的性质的物理量，与试探电荷受到的电场力大小无关。 知识点三　点电荷的电场 1．点电荷的电场 (1)公式：E＝k 。 (2)方向：以Q为中心任意作一球面，若Q为正电荷，E的方向沿半径向外；若Q为负电荷，E的方向沿半径向内。 2．电场强度叠加原理：如果在空间中同时存在多个点电荷，这时在空间某点的场强等于各点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。 知识点四　电场线 1．电场线 (1)定义：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，是不闭合曲线。 ②任意两条电场线都不相交，因为电场中任意一点的电场强度方向具有唯一性。 ③在同一幅图中，电场线的疏密反映了电场强度的相对大小，电场线越密的地方电场强度越大。 ④电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线。 2．几种常见电场的电场线 (1)熟记五种特殊电场的电场线分布，如图所示。 3．匀强电场 (1)定义：电场中某一区域内，各点电场强度的大小相等、方向相同的电场。 (2)电场线特点：匀强电场的电场线是间隔相等的平行线。 1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)电场对放入其中的任何电荷都有力的作用。 (√) (2)由公式E＝可知，电场中某点的电场强度E与试探电荷在电场中该点所受的电场力成正比。 (×) (3)沿电场线的方向，电场强度必定越来越小。 (×) 2．填空 如图所示，真空中有两个点电荷Q1＝＋4.0×10-8 C和Q2＝－1.0×10-8 C，分别固定在x坐标轴的x＝0和x＝6 cm的位置上，则x轴上除了无穷远处，电场强度为零的位置是 x＝12 cm 处。 (1)用带电的梳子靠近从水龙头流出的细水流，水流的方向为什么会发生改变？ (2)两个电荷通过什么发生相互作用？ [提示]　(1)带电体吸引轻小物体。 (2)电场。 　对电场强度的理解 1．对电场强度的理解 (1)电场强度是描述电场的力的性质的物理量。 (2)电场强度由电场本身决定，与放入其中的试探电荷无关。 2．电场强度的性质 (1)矢量性：电场强度不仅有大小，而且有方向，是矢量。电场中某点的电场强度的方向规定为：与正电荷在该点所受的电场力的方向相同。 (2)唯一性：电场中某点的电场强度是唯一的，是由电场本身的性质即形成电场的场源电荷与空间位置决定的。电场中某点的电场强度，既与该点试探电荷的电荷量q无关，也与该点试探电荷的受力无关。即使无试探电荷存在，该点的电场强度依然存在。 【典例1】　如图所示，在一带负电的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q1＝－2.0×10-8 C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0×10-6 N，方向如图所示，则： (1)B处场强多大？方向如何？ (2)如果换成一个q2＝＋4.0×10-7 C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？ (3)如果将B处电荷拿走，B处的场强是多大？ 思路点拨：(1)由E＝可求B处场强大小。 (2)负的试探电荷受力方向与电场强度方向相反。 (3)电场强度由电场本身决定，与试探电荷无关。 [解析]　(1)由场强公式可得 EB＝ N/C＝200 N/C， 因为是负电荷，所以场强方向与F1方向相反。 (2)q2在B点所受静电力F2＝q2EB＝4.0×10-7×200 N＝8.0×10-5 N，方向与场强方向相同，