高中物理电场、电场线的讲义

高中物理电场、电场线的讲义知识点一、电场、电场强度1、电场的基本性质：就是对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫做电场力。电荷电场电荷2、电场是一种特殊的物质形态。3、电场强度：放入电场中某点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。（1）公式qFE（2）单位V/m1V/m=1N/C（3）矢量性：规定正电荷在该点受电场力的方向为该点场强的方向。4、点电荷电场的场强2rQkE比较：qFE和2rkQEa．qFE是场强的定义式，适用于任何电场．b．2rkQE是点电荷电场中场强的计算式．5、电场的叠加原理(平行四边形法则)：如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就互相叠加，形成合电场。这时某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。这叫做电场的叠加原理。6、电场强度：电场强度是反映电场“力的性质”的物理量，qFE是定义式，而2rQkE仅适用于点电荷产生的电场。电场强度由qFE表达，但E与F和q无关，E由场源和位置决定。二、电场线电场线：如果在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，这样的曲线叫电场线。（1）静电场的电场线总是从正电荷（或者从无穷远）出发到负电荷终止（或者延伸到无穷远）；（2）电场线越密的地方，场强越大;电场线越稀的地方，场强越小；切线方向就是该点的电场方向（3）任意两条电场线都不相交.也不闭合（4）电场线是假想线，不是真实存在的。思考：任意两条电场线为什么不相交？电场线越密的地方，场强越大；电场线越稀疏的地方，场强越小。几个常见的电场线分布点电荷特点a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大b、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同等量异种点电荷特点1、沿点电荷的连线，场强先变小后变大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（线）垂直。3、在中垂线上,到两点电荷中点O点等距离处各点的场强相等等量同种点电荷特点1、两点电荷连线中点O处场强为零，2、中点O附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零，3、在中垂面（线）上从O点到无穷远，电场线先变密后变疏，即场强先变强后变弱。点电荷雨带点平板7、匀强电场(1)定义：电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场.(2)匀强电场的电场线：是一组疏密程度相同(等间距)的平行直线.例如，两等大、正对且带等量异种电荷的平行金属板间的电场中，除边缘附近外，就是匀强电场.如图所示。1．电场强度与电场力的关系。电场强度是描述电场的力的性质的物理量，是矢量。电场中某点电场强度的大小和方向是由电场本身的因素决定的，跟该点是否存在检验电荷、检验电荷的电性以及电荷量的多少都无关。电场力是电荷在电场中受到的电场的作用力。检验电荷所受的电场力大小不仅跟检验电荷所在的位置场强的大小有关，还跟自身带电量的多少有关，检验电荷所受的电场力的方向是由电场强度的方向和电荷的电性共同决定。电场强度与电场线的关系。电场强度是反映电场的力的性质的物理量；电场线是形象描述电场的力的属性的物理模型，因此它们具有如下的定性关系：①电场线越密的地方场强越大，电场线越稀的地方场强越小：②电场线上任意一点的切线方向跟该点场强方向相一致。电场线客观上是不存在的，它是一种理想化的物理模型，但它却能直观地、形象地描述电场的力的性质。经典例题例1、真空中的两个点电荷A、B相距20cm，A带正电QA=4.0×10－10C，已知A对B的吸引力F=5.4×10－8N，则B在A处产生的场强大小为______V/m，方向_________；A在B处产生的场强大小是______V/m，方向是_________.变式练习1【例2】如图2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:(1)两点电荷连线的中点O的场强多大?(2)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O′点的场强如何?变式练习2如图所示，用金属丝A、B弯成半径r=1m的圆弧，但在AB之间留出宽度为d=2cm，相对圆弧来说很小的间隙，将电荷量91013.3QC的正电荷均匀分布在金属丝上，求圆心O处的电场强度．如图所示，在等边三角形ABC顶点B、C处各放一个点电荷，测得A点场强大小为E，方向与BC边平行且由B指向C，若拿走C处的点电荷，A处的场强将是（)(A）大小仍为E，方向由A指向B(B）大小仍为E，方向沿BA向外(C）大小变为E/2，方向不变(D）缺少条件，不能做出结论ABCEdABrO图··︱+Q-QOAB图2例3法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场，图3所示为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图，以下说法中正确的是（）A．a、b为异种电荷，a带电量大于b带电量B．a、b为异种电荷，a带电量小于b带电量C．a、b为同种电荷，a带电量大于b带电量D．a、b为同种电荷，a带电量小于b带电量变式练习3如图所示，MN是电场中的一条电场线，一电子从a点运动到b点速度在不断地增大，则下列结论中正确的是（）A．该电场是匀强电场B．电场线的方向由N指向MC．电子在a处的加速度小于在b处的加速度D．因为电子从a到b的轨迹跟MN重合，所以电场线就是带电粒子在电场中的运动轨迹MNab图3