联立高级中学2 1探究电场力性质

2.1、探究电场的力的性质

第一节电场强度电场叠加学习目标1．知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态．2．理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的．3．能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算．4．知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算．本节要求

问题1电荷之间的相互作用力是如何发生的？

问题2怎样来描述电场的强弱呢？问题3点电荷的场强如何？

问题4如何求合电场场强？点电荷：

库仑定律

：形状和大小可忽略的带电体

真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。复习引入库仑定律公式：任何力的作用都离不开物质脚踢球，脚对球的力直接作用在球上引入任何力的作用都离不开物质汽车拉拖车，汽车对拖车的拉力是通过绳子作用的。例如：接触力:弹力和摩擦力等非接触力:万有引力（重力）,磁力，库仑力等

物体之间的相互作用，有的需要通过接触挤压；有的则不需要。

磁力的传递是通过磁场，万有引力的传递是通过万有引力场。19世纪30年代，法拉第提出：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。

电场以及磁场已被证明是一种客观存在，并且是互相联系的，统称为电磁场。本章只讨论静止电荷产生的电场，称为静电场。F1F2AB媒介物电场问题1电荷之间的相互作用力是如何发生的？FBA1.电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质电场2.

电场对放入其中的电荷有力的作用。这种力叫做电场力。FBFA电荷A和B间是通过电场实现相互作用的

请用场的观点来说明电荷A和B间的相互作用一.电场

2、定义：电场是看不见摸不着,但电场是客观存在的，是一种特殊物质形态。

3.基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用----电场力。1、任何带电体的周围都存在着电场。

电场对电荷有力的作用，怎样描述这种作用呢？＋qFA＋qFB场源电荷：产生电场的电荷

试探电荷（或称为检验电荷）＋Q电场强度电场的基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。电场的强弱是与位置有关的。

实验中的带电小球是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的，称为试探电荷，或检验电荷被检验的电场是电荷O所激发的，所有电荷O称为场源电荷，或源电荷。电荷量和尺寸充分小+QP+q+QP+2q+QP+4qF2F4F

不同的电荷在电场中同一点所受的电场力不同,但电场中同一点的电场是一定的,因此不能用电场力的大小来表示电场的强弱猜想：能否用电场力的大小表示电场的强弱？问题2怎样来描述电场的强弱呢？A+qF1+qF2B

电荷q在距Q较近的A点，受到的电场力大.

电荷q在距Q较远的B点，受到的电场力小.+Q+q+q同一试探电荷q在电场中的不同点受到的电场力的大小是否相同?项目电场力F比值F/qA点B点C点结论利用教材图2-2，根据库仑定律计算电场力，并填入下表中电场中不同的点，同一电荷所受力也不同，比值F/q一般是不同的。结论：项目电场力F比值F/qq2q3q结论利用教材图2-3，根据库仑定律计算电场力，并填入下表中电场中的同一点，不同电荷所受力不同，比值F/q是一定的。结论：结论:F/q能反映电场中某点电场力的性质——电场的强弱。2.电场中不同的点，同一电荷所受力也不同，比值F/q一般是不同的。1.电场中的同一点，不同电荷所受力不同，比值F/q是一定的。实验发现：二.电场强度(E)1.定义：放入电场中某点的试探电荷q所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度。3.单位:牛/库(N/C)或伏/米(V/m)，物理意义？

2.定义式：+Q+qFE+Q-qFE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。4.场强的矢量性：-Q+qFE-Q-qEF

物理学中规定，电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同．5.理解：（3）由电场本身的性质决定，与试探电荷的正负、电荷量的大小及受到的电场力都无关。（1）

为定义式，适用于一切电场。

（2）电场强度是反映电场强弱和方向的物量。

（4）电场力：F=qE（决定式）qFE=+Q+qFAE1.设：试探电荷的电荷量q=+5.0×10-9C，测得它在电场中的A点受到的电场力为F=3.0×10-4N，求：A点的场强是多大？如果改用电荷量为q=+6.0×10-9C的试探电荷，来确定该点的场强，场强会不会改变？解：E=F/q=3.0×10-4/5.0×10-9=6.0×104N/C场强方向：水平向左-Q+qFBE2.设：试探电荷的电荷量q=+5.0×10-8C，测得它在电场中的B点受到的电场力为F=2.0×10-3N，求：B点的场强是多大？解：E=F/q=2.0×10-3/5.0×10-8=4.0×104(N/C)场强的方向：水平向左

如果B点未放试探电荷，则B点的场强大小为多少？方向呢？电场力电场强度物理意义电荷在电场中所受的力反映电场力的属性决定因素由电场和电荷共同决定仅有电场自身决定大小F=qEE=F/q方向正电荷受力与E相同负电荷受力与E相反规定E的方向为正电荷在该点的受力方向单位NN/C电场力与电场强度的区别点电荷是最简单的场源电荷，它激发的电场有什么特点呢？式中Q是场源电荷大小如果以Q为中心作一个球面，则球面上各点的电场强度大小相等。问题3点电荷的场强如何？FF2.场强方向：

负点电荷电场方向指向电荷中心三.点电荷电场强度1.点电荷场强大小：E=

EPP+QEPP—Q正点电荷电场方向背离电荷

注意：Q场源电荷

r到场源电荷的距离

例、一点电荷Q=2.0×10-8C，在距此点电荷30cm处，该点电荷产生的电场的场强是多少？+QErE=kQr2=2.0×103(N/C)适用范围电荷的意义定义式，适用于一切电场仅对点电荷的电场适用q是检验电荷，但E与q无关Q是场源电荷，E与Q成正比和的区别：结论：

可以用矢量运算的平行四边形定则求合电场场强。问题4如何求合电场场强？四.电场的叠加电场叠加原理：合电场E合是E1、E2为邻边的平行四边形的对角线。

如空间中有几个点电荷同时存在，此时各点的场强是怎样的呢？

电场的叠加原理

P点的场强，等于＋Q1在该点产生的场强E1和Q2在该点产生的场强E2的矢量和．

Pr12r+Q1-Q2E=？P先求出点电荷Q1在P点产生的场强E1再求出点电荷Q2在P点产生的场强E2E1E2EP电场强度的叠加原理研究方法：将试探电荷放入两个点电荷产生的电场中。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。Q1-Q2AE1E2EE合E2E1Q1Q2AQ1Q2A题例分析

例：如图所示，真空中有两个点电荷Q1=+3.0×10-8C和Q2=-3.0×10-8C，它们相距0.1m，A点与两个点电荷的距离r相等，r=0.1m。求：（1）电场中A点的场强。（2）在A点放入q=-1×10-6C

求它所受的电场力。解:(1)设Q1和Q2在A点的电场强度分别为E1、E2，方向如图。据平行四边形定则，E合在E1和E2夹角的平分线上，且与Q1与Q2连线平行。

合场强大小为:E合=E1=E2=

代入数据得E=2.7×104v/mQ1Q2AE合E2E1Q1Q2A例题分析解:(2)A点处q所受的电场力:F=E×q=2.7×104×1×10-6

=2.7×10-2(N)Q1Q2E合E2E1AF的方向沿E合的方向例题分析点电荷的电场1、电场强度的定义式为E=F/q，则A、它只适用于点电荷产生的电场B、无论检验电荷的q值如何变化，F与q的比值对电场中同一点来讲是不变的C、电场中某点的场强与放在该点的检验电荷所受的电场力成正比D、场强方向与检验电荷的极性有关点电荷的电场2、下列关于场强的说法正确的是：A、公式E=F/q不只适用于真空中的电场B、公式E=kQ/r2中的Q是放入电场中的试探电荷的电量C、在一个以点电荷Q为中心，r为半径的球面上，各处的场强都相同D、空间某点的电场强度E与放在该处的试探电荷所受的电场力F成正比，与试探电荷的电荷量q成反比电场强度的叠加3、如图，A、B两点分别放有+2×10-8C和-2×10-8C两个点电荷，相距60cm，试求：（1）AB连线中点O的场强；（2）AB延长线上离B点距离为30cm的M点的场强；（3）AB连线的垂直平分线上离开O点距离为30cm处的P点的场强。（1）4×103N/C，方向沿AB连线向右；（2）1.78×103N/C，方向由M指向B点；（3）1.4×103N/C，方向平行于AB向右。电场