学案3 电场强度
[学习目标定位] 1.理解电场强度的概念及公式，并会进行有关的计算. 2.理解点电荷的电场强度及场强叠加原理．
一、电场
法拉第认为在电荷的周围存在着由它产生的电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的．近代物理学认为电场以及磁场是一种客观存在，并且是互相联系的，统称为电磁场，场与实物是物质存在的两种不同形式． 二、电场强度
F
试探电荷在电场中某个位置所受的力与它的电荷量的比值叫电场强度，用公式E＝表示；q单位是牛每库，符号为N/C；电场强度是矢量，方向与正电荷的受力方向相同． 三、点电荷的电场 电场强度的叠加
Q
1．真空中点电荷在周围形成的电场的场强公式为：E＝k2，其中k是静电力常量，Q是场r源电荷的电荷量．
2．如果场源是多个点电荷，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．
一、电场 电场强度 [问题设计]
1．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的点电荷放在该点，它受到的静电力为多少？
2．结合问题设计1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？
[要点提炼]
电场强度的定义式是E＝F/q，它是表示电场的强弱和方向的物理量：
1．电场强度的唯一性：决定于电场本身，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(填“有关”或“无关”)．
2．电场强度的矢量性：电场强度的方向与在该点的正电荷所受静电力的方向相同，与负电荷的受力方向相反．所以比较电场强度是否相同时，一定要考虑大小和方向两个因素． [延伸思考] 电场强度是比值法定义的物理量．比值法定义的特点是什么？请结合密度ρ＝mU
，电阻R＝的公式加以说明． VI
二、点电荷的电场 电场强度的叠加 [问题设计]
1.如图1所示，在正点电荷Q的电场中有一试探电荷q，已知q到Q的距离为r，Q对q的作用力是多大？Q在q所在位置产生的电场的电场强度是多大？方向如何？
图1
2．如果再有一正点电荷Q′＝Q，放在如图2所示的位置，q所在位置的电场的电场强度多大？
图2
[要点提炼]
Q
1．点电荷电场的场强：(1)公式E＝k2，适用条件：真空中的点电荷．(2)方向：沿某点和Q
r的连线，Q为正电荷时，沿连线向外，Q为负电荷时，沿连线向里．如果以Q为中心，r为半径作一球面，则球面上各点的电场强度大小相等．当Q为正电荷时，E的方向沿半径向外；当Q为负电荷时，E的方向沿半径向里．
2．场强是矢量，当空间存在多个点电荷产生的电场时，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．
一、对电场强度的理解
例1 如图3所示，在一带负电的导体A附近有一点B，若在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4.0×106 N，方向如图，则：
－
图3
(1)B处场强是多少？方向如何？
(2)如果换成一个q2＝4.0×107C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？
－
针对训练 A为已知电场中的一固定点，在A点放一电荷量为q的试探电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则( )
A．若在A点换上电荷量为－q的试探电荷，A点场强方向发生变化 B．若在A点换上电荷量为2q的试探电荷，A点的场强将变为2E C．若在A点移去电荷q，A点的场强变为零
D．A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关 二、点电荷的电场 电场强度的叠加
例2 如图4所示，真空中，带电荷量分别为＋Q和－Q的点电荷A、B相距r，则：
图4
(1)点电荷A、B在中点O产生的场强分别为多大？方向如何？ (2)两点电荷连线的中点O的场强为多大？方向如何？ (3)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为
2r的O′点的场强多大？方向如何？ 2
1．(对电场强度的理解)下列说法中正确的是( )
A．电场强度反映了电场的力的性质，因此场中某点的场强与试探电荷在该点所受的静电力成正比
B．场中某点的场强大小等于F/q，但与试探电荷的受力大小及电荷量无关 C．场中某点的场强方向是试探电荷在该点的受力方向 Q
D．公式E＝F/q和E＝k2对于任何电场都是适用的
r
2．(电场强度矢量的叠加) N(N＞1)个电荷量均为q(q＞0)的小球，均匀分布在半径为R的圆周上，如图7所示．向右移去位于圆周上P点的一个小球，则圆心O点处的电场强度大小为________，方向________．(已知静电力常量为k)
图7
3．(场强的应用)一试探电荷q＝＋4×109 C，在电场中P点受到的静电力F＝6×107 N．则：
－
－
(1)P点的场强大小为________；
(2)将试探电荷移走后，P点的场强大小为________；
(3)放一电荷量为q′＝1.2×106 C的电荷在P点，受到的静电力F′的大小为________．
－
2014年《步步高》高中物理配套Word版文档(人教选修3-1)第一章 学案3
