第二课时 电场强度考点剖析【教学要求教学要求】1知道电荷间的相互作用是通过电场发生的,初步了解场是物质存在的形式之一。2理解电场强度，根据电场强度的定义式进行有关的计算。3认识匀强电场，认识点电荷的电场。4知道什么是电场线，会用电场线描述电场 【知识再现知识再现】一、电场一、电场1电场：带电体周围存在的一种物质，是电荷间_的媒体它是一种看不见的_的物质它具有_和能的特性2电场最基本的性质是_。电场力：_，此力叫电场力二、电场强度二、电场强度1定义和定义式：放人电场中某点的电荷所受_与_的比值，叫电场强度_表示其定义式为：_。2单位：电场强度的单位为导出单位，为_，符号为_。3矢量性：电场强度是矢量，方向与_。三、电场线三、电场线在电场中画出的一系列从_到_终止的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟_一致，此曲线叫电场线四、电场线的特点四、电场线的特点1电场线是为了形象地描述_而假想的、实际不存在的_。2电场线是起源于_ (或无穷远处)，终止于_ (或无穷远处)的有源线，是_曲线。3电场线的疏密表示_，某点的切线方向表示该点的_。它不表示电荷在电场中的运动轨迹。3电场线_相交在静电场中，电场线不中断。五、电场的叠加五、电场的叠加电场强度是矢量，当空间的电场是由几个点电荷共同产生时，空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和重点突破知识点一对电场和电场强度的理解对电场和电场强度的理解电场是存在于电荷周围的一种特殊物质，是电场力赖以存在的媒介，它对放入其中的电荷有力的的作用，这种作用在电场中用电场强度来进行描述，电场强度的定义是引入检验电荷进行的，而电场强度又与检验电荷无关【应用应用 1】1】在真空中 O 点放一个点电荷 Q+1.0109C，直线 MN 通过 O 点，OM 的距离 r30 cm，M 点放一个点电荷 q1.01010C，如图，求：(1)q 在 M 点受到的作用力。(2)M 点的场强。(3)拿走 q 后 M 点的场强。(4)M、N 两点的场强哪点大?导示导示: : (1)电场是一种物质，电荷 q 在电场中 M 点所受作用力是电荷 Q 通过它的电场对 q 的作用力，根据库仑定律得 2rQqkFMN8 21099 100 . 13 . 0 100 . 1100 . 1109 因为 Q 为正电荷，q 为负电荷，库仑力是吸引力，所以,方向沿 M()指向 O。(2)M 点的场强CNqFEM M/100100 . 1100 . 1108 方向与正电荷受电场力的方向相同，沿 OM 连线背离 O。 。(3)在 M 点拿走试探电荷 q，但电场是由场源电荷 Q 形成的，与试探电荷 q 无关。所以 M 点电场强度不变。(4)M 点离场源较近，根据真空中点电荷场强的决定因素可知，M 点场强大。 。电场强度定义式和决定式的比较(1)是电场强度的定义式适用于任何电场。电场中某点的场强是确定值，其大小和方向与检 qFE 验电荷 q 无关。检验电荷仅仅充当“测量工具”作用。(2)是场源电荷 Q 所形成的电场的决定式，场强由场源电荷 Q 和场源电荷到某点的距离 r 所 2rQkE 决定。知识点二对电场线的理解对电场线的理解电场线是为描述电场的的方向与大小而引入的一种理想化的模型，它是用电场线上某点的切线方向表示电场的方向，用电场线的疏密表示电场的大小。点电荷的电场线是以点电荷为中心的发射状电场线，匀强电场电场线是相互平行的，异种电荷电场线是从正电荷到负电荷的曲线。【应用应用 2】2】如图所示，AB 是某个点电荷的一根电场线，在电场线上 O 点由静止释放一个负电荷，它仅在电场力作用下沿电场线向 B 运动，下列判断正确的是 ( )A电场线由 B 指向 A，该电荷做加速运动，加速度越来越小B电场线由 B 指向 A，该电荷做加速运动，其加速度大小变化由题没条件不能确定C电场线由 A 指向 B，电荷做匀加速运动D电场线由 B 指向 A，电荷做加速运动，加速度越来越大导示导示: : 负电荷从 A 由静止向 B 运动，说明其所受电场力由 A 指向 B，电场强度方向由 B 指向 A；由于仅一条电场线不能确定电场的疏密情况，所以无法判定电场力大小变化和加速度大小变化情况，所以选 B。判断电场中带电粒子的受力情况时，应作好受力分析图，找出可能的情况加以分析，求出正确的答案。方法探究类型一类型一电场的矢量运算电场的矢量运算矢量运算应遵循平行四边形定则，电场强度是矢量，应注意平行四边形作图准确，【例例 1】1】如图所示，中子内有一个电荷量为+的上夸克和两个电荷量为e32的下夸克，3 个夸克都分布e31在半径为 r 的同一圆周上，则 3 个夸克在其圆心处产生的电场强度为( )A B C 2rke23rkeD 29rke232 rke导示导示: : 一个下夸克在圆心O 处产生的电场强度，B、C 两个下夸克 213rekE 在圆心 O 处的电场叠加如图所示，合场强，方向沿 AO1EEBC上夸克在圆心处的场度方向沿 AO 2232 rekE 故 3 个夸克在圆心处产生的电场强度。 答案 A 221rkeEEEO类型二类型二涉及电场力的综合问题涉及电场力的综合问题电场力在力学中应用问题中，要注意电荷的正负、电场的方向来判断电场力。正确受力分析是解决此类问题的关键。【例例 2】2】竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场，其电场强度为 E。在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为 m 的带电小球，丝线跟竖直方向成 角时小球恰好平衡，此时小球离右极板距离为 b，如图所示，请问：(1)小球所带的电荷量是多少?(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间?导示导示: : (1)由于小球处于平衡状态，对小球受力分析如图所示。qETsinmgTcos两式相比得： Emgqtan(2)由第(1)问中的方程知，而剪断丝线后小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线的拉 cosmgT 力大小相等，故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于，球的加速度，小球由静止开 cosmg cosga 始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属板上时，它运动的位移为：，sinbs cot2 sincos22 gb gb ast解答本题的方法和解力学题的方法完全一样，只不过多了个电场力。求时间时要求同学们注意分析清楚小球的位移。类型三类型三利用电场线的分布解题利用电场线的分布解题【例例 3】3】如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由 AOB 匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是( ) A先变大后变小，方向水平向左B先变大后变小，方向水平向右C先变小后变大，方向水平向左D先变小后变大，方向水平向右导示导示: : 等量异种电荷电场分布如图 (a)所示，由图中电场线的分布可以看出，从A 到 O，电场线由疏到密；从O 到 B，电场线由密到疏，所以从 AOB，电场强度先由小变大，再由大变小，而电场强度方向沿电场线切线方向，一直水平向右，如图 (b)所示。由于电子处于平衡状态，所受合外力必为零，故另一个力应与电子所受电场力大小相等方向相反。电子受的电场力与场强方向相反，即水平向左，电子从 AOB 过程中，电场力由小变大，再由大变小，故另一个力方向应水平向右，其大小应先变大后变小，所以选项 B 正确。答案：B 成功体验1 （ 07 年理综宁夏卷 18）两个质量相同的小球用不可伸长的细线连结，置于场强为 E 的匀强电场中，小球 1 和小球 2 均带正电，电量分别为 q1和 q2（q1q2） 。将细线拉直并使之与电场方向平行，如图所示。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） （ ）EqqTEqqTEqqTEqqT)(.D)(21C.)(.B)(21.A212121212 （启东市 07 第一学期期中测试 4）A、B 是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速从 A 点沿电场线运动到B 点，其 vt 图象如图甲所示则这电场的电场线分布可能是图乙中的 ( )3 （07 年 1 月苏州市教学调研）如图（甲）所示，在一个点电荷 Q 的电场中，Ox 坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上 A、B 两点的坐标分别为 2.0m 和 5.0m放在 A、B 两点的试探电荷 a、b 受到的电场力方向都跟 x 轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷所带电量的关系图象分别如图（乙）中直线 a、b 所示，放在 A 点的电荷带正电，放在 B 点的电荷带负电。（1）求 B 点的电场强度的大小和方向（2）试判断点电荷Q 的电性，并说明理由（3）求点电荷 Q 的位置坐标E球 1球 2图（甲）图（乙）1答案：A2答案：A3解析：解析：（1）由图可知，B 点的电场强度 qFEB代入数据得 CNEB/5 . 2 方向指向 x 负方向 （2）同理可判断 A 点的电场强度 EA40N/C 方向指向 x 正方向，由于 A、B 两点均处于同一个点电荷所形成的电场中，场强方向相反，据题意可知，点电 荷 Q 应位于 A、B 两点之间，带负电荷。（3）设点电荷 Q 的坐标为 x，由点电荷的电场得：即： 2rQkE 22(2) (5)BAEx Ex22(2)2.5 (5)40x x解得 x=2.6m（另解 x=1 舍去）