電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度（一）【典例精析+知識(shí)精講】 高二物理備課精研課件 （2019人教版必修第三冊(cè)）

9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度（一）第九章靜電場(chǎng)及其應(yīng)用通過(guò)起電機(jī)使人體帶電，人的頭發(fā)會(huì)豎起散開。為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？你會(huì)解釋產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因嗎？一、電場(chǎng)思考：相隔一定距離的電荷間的相互作用是怎樣發(fā)生的？磁場(chǎng)以“場(chǎng)”為媒介法拉第認(rèn)為是通過(guò)媒介發(fā)生的，提出了“力線”的概念，由后人完善后形成了場(chǎng)的概念。法拉第電場(chǎng)一、電場(chǎng)靜止電荷靜電場(chǎng)產(chǎn)生BAF電荷周圍存在著由它產(chǎn)生的電場(chǎng)F產(chǎn)生施力于電場(chǎng)B施力于產(chǎn)生電場(chǎng)A電荷A電荷B電場(chǎng)對(duì)場(chǎng)中的其它電荷產(chǎn)生力的作用物理學(xué)的理論和實(shí)驗(yàn)證實(shí)并發(fā)展了法拉第的觀點(diǎn)。電場(chǎng)以及磁場(chǎng)已被證明是一種客觀存在。場(chǎng)像分子、原子等實(shí)物粒子一樣具有能量，因而場(chǎng)也是物質(zhì)存在的一種形式。二、電場(chǎng)強(qiáng)度場(chǎng)源電荷電場(chǎng)由電荷產(chǎn)生就一定與產(chǎn)生它的電荷密切相關(guān)，我們把產(chǎn)生它的電荷叫做場(chǎng)源電荷。試探電荷場(chǎng)源電荷試探電荷F（體積小、電量?。╇妶?chǎng)對(duì)電荷有靜電力的作用，電荷可以感受到電場(chǎng)的存在，在靜電力中應(yīng)蘊(yùn)含著電荷所在處的靜電場(chǎng)的某些信息。我們希望研究電場(chǎng)中每一點(diǎn)的情況，就要選用體積小的電荷。這個(gè)電荷引入后也會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，如果電場(chǎng)太強(qiáng)就會(huì)對(duì)我們要研究的電場(chǎng)產(chǎn)生影響，這是我們要盡量避免的，所以要選擇電荷量比較小的同時(shí)體積也比較小的，我們把這樣的電荷叫試探電荷。我們不能直接用試探電荷所受的靜電力來(lái)表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱，因?yàn)閷?duì)于電荷量不同的試探電荷，即使在電場(chǎng)的同一點(diǎn)，所受的靜電力也不相同。那么，用什么物理量能夠描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱呢？靜電力電場(chǎng)試探電荷F(電場(chǎng)&q）電場(chǎng)與F、q無(wú)關(guān)電荷量q/同不同F(xiàn)不同/同q同/弱強(qiáng)F大/小F（電場(chǎng)強(qiáng)弱&q）電場(chǎng)強(qiáng)弱（位置）P1P2…P1點(diǎn)的電場(chǎng)P2點(diǎn)的電場(chǎng)………F=K1qF=K2qK與F、q無(wú)關(guān)K與位置有關(guān)K越大場(chǎng)越強(qiáng)推測(cè)我們不能直接用試探電荷所受的靜電力來(lái)表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱，因?yàn)閷?duì)于電荷量不同的試探電荷，即使在電場(chǎng)的同一點(diǎn)，所受的靜電力也不相同。那么，用什么物理量能夠描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱呢？F（電場(chǎng)強(qiáng)弱&q）電場(chǎng)強(qiáng)弱（位置）…P1點(diǎn)的電場(chǎng)P2點(diǎn)的電場(chǎng)………F=K1qF=K2qK與F、q無(wú)關(guān)K與位置有關(guān)K越大場(chǎng)越強(qiáng)推測(cè)“點(diǎn)電荷情景”驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明：在同一位置，試探電荷所受到的電場(chǎng)力的大小與所帶電荷量的比值是固定不變的，它反映了電場(chǎng)在該點(diǎn)的性質(zhì)。二、電場(chǎng)強(qiáng)度定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的電場(chǎng)力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng)。

單位：牛/庫(kù)侖(N/C)方向：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量。電場(chǎng)在某點(diǎn)的電場(chǎng)方向與正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向相同，與負(fù)電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向相反。物理意義：場(chǎng)強(qiáng)反映電場(chǎng)的力的性質(zhì)，由電場(chǎng)本身決定，與放入的試探電荷無(wú)關(guān)。單位電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的大小，如1N/C表示電荷量為1C的帶電體在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力是1N。電場(chǎng)強(qiáng)度三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加-（大?。ǚ较颍Q定式）+真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)利用場(chǎng)強(qiáng)的定義式和庫(kù)侖定律推導(dǎo)方向：正點(diǎn)電荷電場(chǎng)方向背離電荷

負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)方向指向電荷特點(diǎn)：以點(diǎn)電荷為圓心的圓上的各個(gè)位置上的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同，但方向不同。

解析：A

【例題2】如圖所示，在一帶負(fù)電荷的導(dǎo)體A附近有一點(diǎn)B，如在B處放置一個(gè)q1＝－2.0×10－8C的電荷，測(cè)出其受到的靜電力F1大小為4.0×10－6N，方向如圖，則：(1)B處場(chǎng)強(qiáng)多大？方向如何？(2)如果換成一個(gè)q2＝＋4.0×10－7C的電荷放在B點(diǎn)，其受力多大？此時(shí)B處場(chǎng)強(qiáng)多大？(3)如果將B處電荷拿走，B處的場(chǎng)強(qiáng)是多大？解析：

因?yàn)锽處是負(fù)電荷，所以B處場(chǎng)強(qiáng)方向與F1方向相反。(2)q2在B點(diǎn)所受靜電力大小F2＝q2EB＝4.0×10－7×200N＝8.0×10－5N，方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同，也就是與F1方向相反.此時(shí)B處場(chǎng)強(qiáng)大小仍為200N/C，方向與F1方向相反.(3)某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小與有無(wú)試探電荷無(wú)關(guān)，故將B處電荷拿走，B處場(chǎng)強(qiáng)大小仍為200N/C.單個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)規(guī)律很明顯，那多個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)又有什么樣的規(guī)律呢？+Q＋Q+Q-Q

獨(dú)立性：各個(gè)場(chǎng)強(qiáng)對(duì)電荷的作用互不影響。電場(chǎng)中任意一點(diǎn)的總場(chǎng)強(qiáng)等于各個(gè)點(diǎn)電荷在該點(diǎn)各自產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和，這就是場(chǎng)強(qiáng)疊加。電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加QrPrQP與一個(gè)位于球心的、電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)相同拓展：一個(gè)半徑為R的均勻帶電球體（或球殼）在外部產(chǎn)生的電場(chǎng)解析：【例題3】如圖所示，真空中，帶電荷量分別為＋Q和－Q的點(diǎn)電荷A、B相距r，求：(1)兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向.(2)在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，距A、B兩點(diǎn)都為r的O′點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向.(1)如圖甲所示，A、B兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向相同，均由A→B.A、B兩點(diǎn)電荷分別在O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小

解析：【例題3】如圖所示，真空中，帶電荷量分別為＋Q和－Q的點(diǎn)電荷A、B相距r，求：(1)兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向.(2)在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，距A、B兩點(diǎn)都為r的O′點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向.

解析：【例題4】如圖所示，一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷，在垂直于圓盤且過(guò)圓心c的軸線上有a、b、d三個(gè)點(diǎn)，a和b、b和c、c和d間的距離均為R，在a點(diǎn)處有一電荷量為q(q＞0)的固定點(diǎn)電荷.已知b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零，則d點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小為(k為靜電力常量)（）

B

1、[多選]關(guān)于電場(chǎng)，下列說(shuō)法中正確的是(

)A．只要有電荷存在，電荷周圍就一定存在著電場(chǎng)B．電場(chǎng)不是客觀存在的，是人們虛構(gòu)的C．電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)產(chǎn)生的，電場(chǎng)最基本的性質(zhì)是對(duì)放在其中的電荷有力的作用D．電場(chǎng)只能存在于真空中和空氣中，不可能存在于物體中電荷周圍存在著電場(chǎng)，電場(chǎng)對(duì)放在其中的電荷有力的作用，電荷之間的相互作用就是通過(guò)電場(chǎng)而產(chǎn)生的，A、C正確；電場(chǎng)是一種物質(zhì)，它與其他物質(zhì)一樣，不依賴于我們的感覺而客觀存在，在真空中、導(dǎo)體中都能存在，B、D錯(cuò)誤。AC

電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正試探電荷所受的靜電力方向相同，所以A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向右，電場(chǎng)強(qiáng)度是反映電場(chǎng)本身的性質(zhì)，與試探電荷的正負(fù)和帶電荷量大小無(wú)關(guān)，故A、B錯(cuò)誤；在A點(diǎn)，正電荷的受力方向和負(fù)電荷的受力方向相反，故負(fù)電荷所受的靜電力方向?yàn)樗较蜃?，故C正確；A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定，則由F＝qE知在A點(diǎn)放置一個(gè)電荷量為＋2q的試探電荷，則它所受的靜電力大小變?yōu)?