第三节 电场强度

提出问题 电荷q1 电荷q2 作用力 电荷间的这种作用力是怎样产生的？ 引入电场 电荷q1 电荷q2 电场

问题一：电场 1. 电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质 A B F

2. 电场对放入其中的电荷有力的作用。这种力叫做电场力。 请用场的观点来说明电荷A和B间的相互作用 电荷A受的力是电荷B的电场施加的 电荷B受的力是电荷A的电场施加的 F A B F

一、电场 1.电场：电场是电荷周围存在的一种特殊物质 实体 :由分子或原子组成，看得见， 摸得着 物质存在的两种形式 　　摸得着 物质存在的两种形式 场:看不见，摸不着，不以人的感官意　　　 　识为转移的客观存在 2. 电场的基本性质：对放入其中的电荷有力的 作用。这种力叫做电场力。

思考：用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场？ 场源电荷：产生电场的电荷 FA ＋q ＋Q ＋q FB 试探电荷（或称为检验电荷） 试探电荷的作用是什么？对试探电荷有何特殊的要求？

二、电场强度 1、场源电荷与试探电荷 试探电荷：放入电场中探测电场性质的电荷 试探电荷必须具备条件： （1）电量足够小；（2）点电荷。 场源电荷：产生电场的电荷。 试探电荷：放入电场中探测电场性质的电荷 试探电荷必须具备条件： 不引起场源电场发生变化变化 （1）电量足够小；（2）点电荷。

思考：在空间中有一电场，把一带电荷量为q的试探电荷放在电场中的A点，该电荷受到的静电力为F 思考：在空间中有一电场，把一带电荷量为q的试探电荷放在电场中的A点，该电荷受到的静电力为F.若把带电荷量为2q的点电荷放在A点，则它受到的静电力为多少？若把带电荷量为nq的点电荷放在A点，则它受到的静电力为多少？ 思考：电荷在电场中某点受到的静电力F与电荷所带电荷量q有何关系？

2、电场强度 （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该点的电场强度，简称场强。 （2）定义式： （3）国际单位：牛/库（N/C）或伏/米（V/m） （4）电场强度是矢量： 规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向跟负电荷在该点所受电场力的方向相反

物理学中规定：电场中某点的场强度方向跟正电荷在该点所受的电场力方向相同。 （４）电场强度是矢量 物理学中规定：电场中某点的场强度方向跟正电荷在该点所受的电场力方向相同。 A EA FA +Q +q 根据规定：负电荷在电场中某点受到的电场力的方向跟该点的场强方向相反。 FA A EA +Q -q

2、电场强度 （5）物理意义： 反映电场本身的性质（电场强弱和方向），电场中某点的电场强度数值上等于单位电荷在那里所受的电场力。 注意：（1）E=F/q 为定义式，适用于一切电场。 （2）某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身（即场源电荷与位置），与检验电荷的正负、电量的大小、有无及受到的电场力均无关。 （3）电场力: F=qE

4、电场强度的叠加原理 将试探电荷放入两个点电荷产生的场中 E1 将试探电荷放入两个点电荷产生的场中 ＋Q1 －Q2 A E E2 电场中任何一点的总场强等于各个点电荷在该点各自产生的场强的矢量和。这就是场强叠加原理。

3、真空中点电荷的场强 Q：场源电荷 ⑴决定式： r：电场中点到Q的距离 只适用于真空中点电荷 ⑵方向： + 正电荷 发散 负电荷 收敛 -

和 的区别： 适用范围 电荷的意义 q是检验电荷，E与q无关 定义式，适用于一切电场 Q是场源电荷，E与Q成正比 仅对点电荷的电场适用

4.电场的叠加原理 ⑴独立性 各个场源产生电场互不干扰。 ⑵叠加原理 注意： 只有同时作用在同一区域内的电场才可 以进行叠加。

一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在外部产生的电场 与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同 Q r P r Q P

三、电场的形象描述——电场线 1、引入 英国物理学家法拉第首先引入了电场强度的图象，他在电场中画了一些线，这些线：在电场中，画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，并使线的疏密表示场强的大小．这些曲线就叫做电场线。

电场线 EA>EB （1）电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致 （2）电场线的疏密程度反映了电场的强弱。

2、几种特殊的电场的电场线分布 （1）正点电荷 发散状

（2） 负点电荷 会聚状

（3）等量异种点电荷 相吸状

（4）等量同种点电荷 排斥状

（5） 匀强电场： 电场强度大小，方向处处相同。 电场线特点：平行的、等间距的、同向的直线 产生条件：两块靠近的平行金属板，大小相等，互相正对，分别带有等量的正负电荷，它们之间的电场除边缘附近外就是匀强电场。

3、电场线特征： （1）电场线并不是电场中实际存在的线，而是形象地描述 电场的假想的线。 （2）电场线起于正电荷止于负电荷。 （3）电场线不闭合，不相交。 （4）电场线越密的地方，场强越大；电场线越疏的地方，场 强越小。 （5）匀强电场中的电场线必是一族平行的直线。 （6）电场线不是电荷在电场中的运动轨迹。

C 例1．电场中有一点P，下列说法正确的是（ ） Ａ、若放在ｐ点的电荷量减半，则ｐ点的场强减半 Ｂ、若ｐ点没有试探电荷，则ｐ点场强为零 Ｃ、ｐ点场强越大，则同一电荷在ｐ点所受电场力 　　越大 Ｄ、ｐ点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向 C

C 例２. 关于电场线，下述说法中正确的是： ( ) A、电场线是客观存在的 B、电场线与电荷运动的轨迹是一致的． 例２.　关于电场线，下述说法中正确的是： ( ) A、电场线是客观存在的　　 B、电场线与电荷运动的轨迹是一致的． C、电场线上某点的切线方向与电荷在该点受力方向可以不同． D、沿电场线方向，场强一定越来越大． C

AD 例３．如图带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用EA、EB表示A、B两处的场强大小，则 ( ) A．A、B两点的场强方向相同． B．电场线从A指向B，所以EA ＞ EB． C．A、B同在一条电场线上，且电场线是直线，所以 EA = EB． D．不知A、B附近的电场线分布状况， EA 、 EB的大 小不能确定． AD

　例４．如图所示，在一带负电的导体Ａ附近有点Ｂ，如在Ｂ处放置一个q1=-2×10-8C的电荷测出其受到的电场力大小为4×10-6N,方向如图所示，那么该点的场强多大？方向如何？如果换用一个q2= 4×10-7C的电荷放在Ｂ点其受力多大？此时Ｂ处场强多大？

例５．如图，真空中，带电量分别为＋Ｑ和－Ｑ的点电荷Ａ、Ｂ相距ｒ，则： （１）两点电荷连线的中点Ｏ的场强多大？ （２）在两电荷连线的中垂线上，距Ａ、Ｂ两点都为ｒ的Ｐ点的场强如何

例６．如图，在匀强电场中，将质量为ｍ、带电荷量为ｑ的一带电小球由静止释放，如果带电小球的运用轨迹为一直线，若直线与竖直方向的夹角为θ，那么匀强电场的场强最小是多少？