第三节 电场强度
[学习目标] 1.理解电场强度的概念及公式，并会进行有关的计算． 2.会用电场线表示电场，并熟记几种常见电场的电场线分布特征． 3.理解点电荷的电场强度及场强叠加原理．
, [学生用书P10])
一、电场(阅读教材第10页前5段)
1．电场：电场是在电荷周围存在的一种特殊物质，是传递电荷间相互作用的． 2．静电场：静止电荷周围的电场称为静电场．
3．性质：电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用，无论电荷静止或运动． ?拓展延伸?———————————————————(解疑难)
1．电场是物质的一种特殊形态，具有物质的一切属性，但是电场不是由分子、原子等构成的．
2．电场的基本特性是对放入其中的电荷具有力的作用，即电场具有力的性质．
3．电场虽然看不见、摸不着，但可以通过一些现象表现其存在，如在电场中放入电荷，电场对电荷就有力的作用．
1.(1)电场不是真实存在的，是假想出来的东西．( )
(2)电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用．( )
(3)A、B两个异号电荷，A受到B的吸引力是因为B电荷处于A产生的电场中．( ) 提示：(1)× (2)√ (3)×
二、电场强度(阅读教材第10页第6段至第11页第4段) 1．两种不同功能的电荷
(1)试探电荷：用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷，电荷量和尺寸必须充分小．
(2)场源电荷：激发电场的电荷． 2．电场强度
(1)概念：放入电场中某点的点电荷所受静电力F与它的电荷量q的比值，叫做该处的电场强度，简称场强．
(2)物理意义：表示电场的强弱和方向．
F(3)定义式及单位：E＝，单位牛每库，符号N/C．
q(4)方向：电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受静电力的方向相同． ?拓展延伸?———————————————————(解疑难) 1．试探电荷的特点
(1)试探电荷的电荷量和尺寸必须充分小，放入试探电荷后不引起原电场的明显变化． (2)试探电荷有电荷量，但是要忽略它所产生的电场． 2．电场强度的决定因素
F
公式E＝是电场强度的比值定义式，适用于一切电场，电场中某点的电场强度仅与电
q场及具体位置有关，与试探电荷的电荷量、电性及所受电场力F大小无关．
2.(1)点电荷都可以做试探电荷．( )
(2)电场强度的方向与试探电荷所受电场力的方向可能相同，也可能相反．( ) F
(3)由E＝可知，电场中某点的电场强度E与F成正比，与q成反比．( )
q提示：(1)× (2)√ (3)×
三、点电荷的电场 电场强度的叠加
(阅读教材第11页第5段至第12页第5段)
1．真空中点电荷的场强
Q(1)大小：E＝k2(Q为场源电荷)．
r(2)方向：Q为正电荷时，E的方向沿Q与该点的连线向外；Q为负电荷时，E的方向沿Q与该点的连线向内．
2．电场强度的叠加
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．如图所示．
?拓展延伸?———————————————————(解疑难) kQF
1．E＝2仅适用于真空中的点电荷的电场，而E＝适用于任何电场．
rq
kQ
2．在计算式E＝2中，r→0时，电场强度E不可以认为无穷大．因为r→0时，电荷
r量为Q的物体就不能看成点电荷了．
kQ
3．均匀带电球体之外某点的电场强度可用E＝2计算，r为球心到该点的距离．
r
3.(1)以点电荷为球心的球面上各点电场强度处处相同．( )
Q
(2)E＝k2适用于真空中的点电荷．( )
r
(3)真空中点电荷的电场强度E与场源电荷Q的大小无关．( ) 提示：(1)× (2)√ (3)×
四、电场线 匀强电场(阅读教材第12页第6段至最后)
1．电场线：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，电场线不是实际存在的线，是为了形象描述电场而假想的线．
2．几种特殊的电场线
熟记五种特殊电场电场线分布，如图所示．
3．匀强电场
(1)定义：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．
(3)实例：两块等大、靠近、正对的平行金属板，带等量异种电荷时，它们之间的电场除边缘附近外就是匀强电场．
?拓展延伸?———————————————————(解疑难)
电场线特点
1．电场线从正电荷或无限远出发，终止于负电荷或无限远，是不闭合曲线． 2．电场线在电场中不相交，表示电场中任意一点的电场强度方向的唯一性．
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，电场线越密集的地方表示电场强度越大．
4．电场线不是实际存在的线，而是为了描述电场而假想的线．
4.(1)电场线在实际上不存在．( )
(2)电场线是平行直线的电场一定是匀强电场．( ) (3)电场线就是电荷运动的轨迹．( ) 提示：(1)√ (2)√ (3)×
对电场强度的理解
[学生用书P11]
1．电场强度反映了电场的力的性质．
2．唯一性：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．
3．矢量性：电场强度描述了电场的强弱，是矢量，其方向与在该点的正电荷所受电场
力的方向相同，与在该点的负电荷所受电场力的方向相反．
——————————(自选例题，启迪思维)
1.点电荷Q产生的电场中有一A点，现在在A点放上一电荷量为q＝＋2×108C的试
－
探电荷，它受到的静电力为7.2×105 N，方向水平向左，则：
(1)点电荷Q在A点产生的电场强度大小为E1＝________，方向________．
－
(2)若在A点换上另一电荷量为q′＝－4×108 C的试探电荷，此时点电荷Q在A点产生的电场强度大小为E2＝________．该试探电荷受到的静电力大小为________，方向________．
(3)若将A点的试探电荷移走，此时点电荷Q在A点产生的电场强度大小E3＝________，方向________．
[思路探究] 场强的大小如何计算？其方向是如何规定的？电场中某点的电场强度与试探电荷有关吗？
－
F
[解析] (1)根据电场强度的定义式E＝可得：
q7.2×1053E1＝－8 N/C＝3.6×10 N/C，
2×10
－
电场强度的方向与正电荷在该处受力的方向一致，所以其方向为：水平向左．
(2)A点的电场是由点电荷Q产生的，因此此电场的分布由电荷Q来决定，只要Q不发生变化，A点的电场强度就不发生变化，与有无试探电荷以及试探电荷的电性无关，所以F
E2＝E1＝3.6×103 N/C.由E＝得：
q
F＝E2q′＝3.6×103×(－4)×108 N＝－1.44×104 N，方向水平向右．
(3)若移走试探电荷，点电荷Q在A点产生的电场强度不变，即E3＝E1＝3.6×103 N/C，方向水平向左．
[答案] (1)3.6×103 N/C 水平向左
－
(2)3.6×103 N/C 1.44×104 N 水平向右 (3)3.6×103 N/C 水平向左
－
2.把一个电荷量q＝－106C的试探电荷，依次放在正点电荷Q周围的
－
A、B两处，如图所示，受到的电场力大小分别是FA＝5×103N，FB＝3×10－3N.
(1)画出试探电荷在A、B两处的受力方向； (2)求出A、B两处的电场强度；
－
(3)若在A、B两处分别放上另一个电荷量为q′＝＋105C的电荷，该电荷受到的电场力为多大？
[思路探究] 解答本题的关键是理解电场强度的定义，以及电场强度是由电场本身所决定的，与试探电荷无关．
[解析] (1)试探电荷在A、B两处的受力方向沿试探电荷与点电荷Q的连线指向Q，如图中FA、FB所示．
(2)A、B两处的电场强度的大小分别为
－
－
3
FA5×103
EA＝＝－6N/C＝5×10N/C |q|10
－
3
FB3×103
EB＝＝－6N/C＝3×10N/C |q|10
－
电场强度的方向与负试探电荷的受力方向相反，因此A、B两处电场强度的方向分别沿两点与点电荷Q的连线背离Q，如图中EA、EB所示．
－
(3)当在A、B两处放上电荷q′时，它受到的电场力分别为FA′＝EAq′＝5×103×105N－－－
＝5×102N，FB′＝EBq′＝3×103×105N＝3×102N.方向与电场强度的方向相同．
[答案] 见解析
3. 一个检验电荷在电场中某点受到的电场力为F，这点的电场强度为E，在下图中能正确反映q、E、F三者关系的是( )
[思路探究] F－q图象的斜率表示什么物理量？
[解析] 电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定，与放入该点的检验电荷及其所受电场力无关，A、B错误；检验电荷在该点受到的电场力F＝Eq，F正比于q，C错误，D正确．故选D.
[答案] D
[借题发挥] 电场中某点的电场强度由场源电荷Q决定，与试探电荷q所受静电力及其所带电荷量无关，即无论有无试探电荷，该点的电场强度固定不变．
点电荷的场强和场强的叠加
[学生用书P12]
Q
1．E＝k2只适用于求解真空中点电荷的电场强度．对于较大的不能视为点电荷的带电
r体的电场强度，可把带电体分成很多小块，每块可以看成点电荷，用点电荷电场叠加的方法计算．
2．存在两个或两个以上场源点电荷的空间，求解某点场强或比较两点场强大小时要用场强的叠加，满足平行四边形定则．
——————————(自选例题，启迪思维)
1.(2014·高考福建卷)如图，真空中xOy平面直角坐标系上的A、B、C三点构成等边三角形，边长L＝2.0 m．若将电荷量均为q＝＋2.0×10－6
C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，求：
(1)两点电荷间的库仑力大小； (2)C点的电场强度的大小和方向．
[思路探究] A、B两点电荷各自在C点产生的场强大小如何？方向如何？合场强怎样求解？
q2
[解析] (1)根据库仑定律，A、B两点电荷间的库仑力大小为F＝k2，代入数据得F＝
L9.0×103N.
(2)A、B两点电荷在C点产生的场强大小相等，
－