第9.3节 电场力 电场强度-【帮课堂】2024-2025学年高二物理同步学与练（沪科版2020上海必修第三册）

第九章 静电场 第3节 电场力 电场强度 🧭目标导航 知识要点 难易度 1，电场强度 E＝ 比值定义法 2，场源电荷和试探电荷 3，点电荷电场公式 E＝k 4，常见电场线形状 5，计算电场强度: 等效、对称、间接计算 6，电场线速判口诀：力指凹侧指大v，大v大动小势能 ★★ ★ ★★ ★★★ ★★★ ★★★ 📚知识精讲 一、电场和电场强度 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产生的。 2.电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用。 3.静电场：由静止的电荷产生的电场，叫作静电场。 4.试探电荷与场源电荷 (1)试探电荷：带电小球q是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况，称为试探电荷，或检验电荷。 (2)场源电荷：被检验的电场是电荷Q所激发的，电荷Q称为场源电荷，或源电荷。 5.电场强度 (1)定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫作该点的电场强度。 (2)定义式：E＝。 思考：比值定义法，你能列举出其它比值定义法吗？ (3)单位：牛/库(N/C) ，伏/米(V/m)。1 N/C＝1 V/m。 (4)方向：电场强度是矢量，规定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。 因为正负电荷受力方向相反，所以负电荷受力方向与该点电场方向相反。 注意：此公式中取正电荷受力方向为正，电荷以正负代入。 可以不难看出，同一点的场强无论用正电荷或负电荷，算出结果方向相同。 (5)物理意义：电场强度是描述电场的力的性质的物理量，与试探电荷受到的静电力大小无关。 【思考判断】 (1)电场看不见，摸不着，因此电场实际不存在。（ ） (2)电场是一种特殊物质，并非由分子、原子组成，但客观存在。（ ） (3)电荷间的相互作用是通过电场发生的。（ ） 例1. 电场中有一点P，下列说法正确的是（ ） A.若放在P点的试探电荷的电荷量加倍，则P点的场强加倍 B.若P点没有试探电荷，则P点的场强为零 C.P点的场强越小，则同一电荷在P点受到的静电力越小 D.P点的场强方向就是试探电荷在该点的受力方向 例2. 如图所示，把点电荷带电小球A用绝缘细杆固定，其电荷量为Q＝4.0×10－6 C，在距A球r＝0.30 m处放置试探电荷B，其电荷量q＝－5.0×10－8 C，静电力常量k＝9×109 N·m2/C2。求： (1)试探电荷B所受库仑力F的大小； (2)试探电荷B所在位置的电场强度E的大小。 二、点电荷的电场　电场强度的叠加 如图所示，两个带等量正电的点电荷P、Q周围都有电场，A点处于P的电场中，也处于Q的电场中，试猜想A点处的电场强度的大小方向如何？如果把检验电荷＋q放在A点，其受力情况如何？ 1.点电荷的电场 如图所示，场源电荷Q与试探电荷q相距为r，则它们的库仑力F＝k＝qk， 所以电荷q处的电场强度E＝＝k。 (1)公式：E＝k (2)方向：若Q为正电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线背离Q； 若Q为负电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线指向Q。 2.电场强度的叠加 (1)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。即满足矢量叠加原则。 (2)如图所示，均匀带电球体(或球壳)外某点的电场强度：E＝k， 式中r是球心到该点的距离(r≫R)，Q为整个球体所带的电荷量。 (3)电场强度是矢量，电场强度的叠加本质是矢量叠加， 所以应该用平行四边形定则。 3. E＝ 与E＝k 的比较： 　　公式 比较内容 E＝ E＝k 本质区别 电场强度的定义式 点电荷场强的决定式 适用范围 一切电场 真空中点电荷的电场 Q与q的意义 q为检验(试探)电荷的电荷量 Q为场源电荷的电荷量 E与其他量的关系 E用F与q的比值来表示，但E的大小与F、q的大小无关 E不仅用Q、r来表示，且E∝Q，E∝ 例3. 对电场强度公式E＝ 有几种不同理解，其中正确的是（ ） A.只要带电体电荷量为Q，在距离r处激发的电场都能用此公式计算场强E B.以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强E相同 C.当离场源电荷距离r→0时，场强E→∞ D.当离场源电荷距离r→∞时，场强E→0 例4. 如图所示，四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q，分别固定在正方形的四个顶点上，正方形边长为a，则正方形两条对角线交点处的电场强度（ ） A.大小为，方向竖直向上 B.大小为，方向竖直向上 C.大小为，方向竖直向下 D.大小为，方向竖直向下 三、电场线　匀强电场 1.电场线 (1)定义：画在电场中的一条有方向的曲线，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