1、课时21电场强度电场线考点一电场、电场强度 基础梳理1电场带电体周围存在的一种客观物质，是电荷间相互作用的媒介，电场最基本的性质是对处于其中的电荷具有电场力的作用2试探电荷电荷量足够小(电场中引入该电荷后而不影响原电场的分布)的点电荷，一般是正点电荷3电场强度(1)定义：在电场中引入一个试探电荷，它受到的电场力F与本身电荷量q的比值 叫做这个位置的电场强度用E表示，单位为“牛顿/库仑(N/C)”、“伏特/米(V/m)”(2)物理意义：描述电场力的性质的一个物理量，它表示单位正电荷在该点受到的电场力(3)矢量性：电场强度是矢量，方向与正电荷在该点所受的电场力方向相同(4)叠加性：当某一区域存在几
2、个电场时，电场中某点的场强等于各个电场单独在该点的场强的矢量和，遵循平行四边形定则 比较表达式EEE公式意义电场强度定义式真空点电荷决定式匀强电场E与U关系式适用条件一切电场真空；点电荷匀强电场比较决定因素电场本身决定，与q无关场源电荷Q和场源电荷到该点的距离r共同决定电场本身决定相同点矢量，1 N/C1 V/m1对三个电场强度公式对三个电场强度公式E、Ek和和E正确理解正确理解2.场强叠加原理和应用(1)当空间有几个点电荷同时存在时，它们的电场就互相叠加，形成合电场，这时某点的场强就是各个电荷单独存在时在该点场强的矢量知(2)场强是矢量，遵守矢量合成的平行四边形定则，注意只有同时作用在同一区
3、域的电场才能叠加(3)电场中某点处的电场强度E是惟一的，它的大小和方向与放入该点的点电荷q无关，它决定于形成电场的电荷(源电荷)及空间位置，电场中每一点对应着的电场强度与放入电荷无关考点二电场线及其性质 基础梳理1电场线定义：为了直观形象地描述电场中各点场强的强弱及方向，在电场中画出一系列的曲线，使曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向，曲线的疏密表示电场的强弱性质：(1)始于正电荷(或无穷远)，止于负电荷(或无穷远)；(2)任何两条电场线都不能相交要熟悉以下几种典型电场的电场线的分布规律：孤立的正、负点电荷周围的电场；等量异种电荷和等量同种电荷周围的电场；匀强电场2应用：利用电场线可以进行以
4、下判断(1)电场力的方向正电荷的受力方向和电场线方向相同，负电荷的受力方向 和电场线方向相反；(2)场强的大小(定性)电场线的疏密可定性判断电场强度的强弱；(3)电势的高低与电势降落的快慢沿电场线的方向电势逐步降低，场强的方向是电势降落最快的方向；(4)等势面的疏密电场越强的地方，等势面越密集；电场越弱的地方，等势面越稀疏 疑难详析认识并理解几种常见电场的电场线分布特点1孤立点电荷的电场：(1)正(负)点电荷的电场线呈空间球对称分布指向外(内)图1(2)离点电荷越近，电场线越密(场强越大)；(3)不存在场强相同的点，若以点电荷为球心作一球面，则电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小相等，但方
5、向不同图22等量异种点电荷的连线和中垂线上场强的变化规律：(1)两点电荷连线上的各点场强方向从正电荷指向负电荷，沿电场线方向场强先变小再变大，中点场强最小(2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，场强方向均相同，且总与中垂面(中垂线)垂直(3)中垂线上关于中点对称处的场强相同3等量同种点电荷的连线和中垂线上场强的变化规律：(1)两点电荷连线中点O处附近的电场线非常稀疏，场强并不为零，但两点电荷连线中点O处场强为零，此处无电场线；(2)沿中垂线从中点到无限远处，电场强度先增大后减小，中间某位置处有最大值；(3)中垂线上关于中点对称处的场强大小相等、方向相反图3 深化拓展带电粒子在电场中的运动轨迹带
6、电粒子在电场中的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力的情况以及初速度的情况共同决定的运动轨迹上各点的切线方向表示粒子在该点的速度方向电场线只能够描述电场的方向和定性地描述电场的强弱，它决定了带电粒子在电场中各点所受电场力的方向和加速度的方向显然，电场线不一定是带电粒子在电场中的运动轨迹如果同时满足以下三个条件，带电粒子的运动轨迹就与电场线重合：电场线是直线；带电粒子的初速度为零或者初速度的方向与电场线在同一条直线上；电荷只受电场力或受其他力但其他力的合力方向与电场线平行题型一电场的叠加例1ab是长为l的均匀带电细杆，P1、P2是位于ab所在直线上的两点，位置如图4所示ab上电荷产生的静电场在P1处
7、的场强大小为E1，在P2处的场强大小为E2，则以下说法正确的是 ()图4A两处的电场方向相同，E1E2B两处的电场方向相反，E1E2C两处的电场方向相同，E1E2D两处的电场方向相反，E1E2解析可从电场叠加角度分析如图5，把均匀带电细杆等效为沿杆放置的无数点电荷则设c为a关于P1对称的点，则ac间的电荷在P1点产生的电场场强为零，ab杆上电荷在P1处产生的场强可等效为cb段电荷在P1处产生的场强而P2处场强是ab上所有电荷产生电场的叠加，所以两点场强方向必定相反，由对称性可知，cb段电荷在P1点和P2点产生的场强大小相等，而P2点场强大小等于ac，cb两段电荷在P2点产生场强大小之和故E1F
8、bB若Q为正电荷，则q带正电，FaFbD若Q为负电荷，则q带正电，Faq2)将细线拉直并使之与电场方向平行，如图13所示若将两小球同时从静止状态释放，则释放后细线中的张力T为(不计重力及两小球间的库仑力)()解析：由牛顿第二定律，对球2有TEq2ma对球1、2整体有Eq1Eq22ma两式联立得T ，故A正确答案：A图144如图14所示，a、b是两个点电荷，它们的电荷量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的左侧()AQ1、Q2都是正电荷，且Q1|Q2|CQ1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|Q2|解析：场强是矢量，场强的合成遵循平行四边
9、形定则，由平行四边形定则可画出场强的矢量图，可得到A、C、D正确答案：ACD5如图15所示，带正电小球质量为m1102kg、带电荷量为q1106C，置于光滑绝缘水平面上的A点当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B点时，测得其速度vB1.5 m/s，此时小球的位移为x0.15 m求此匀强电场场强E的取值范围(取g10 m/s2)某同学求解如下：设电场方向与水平面之间夹角为，由动能定理qExcosmv0得EV/m.由题可知0，所以当E7.5104V/m时小球将始终沿水平面做匀加速直线运动经检查，计算无误该同学所得结论是否有不完善之处？若有，请予以补充 图15答案：7.5104 V/mE1.25105 V/m
