1.3 电场强度(一)问题问题1：磁体间有相互作用，需要靠接触才能产生吗？：磁体间有相互作用，需要靠接触才能产生吗？那是怎样实现的？那是怎样实现的？问题问题2：电荷间的相互作用是怎样实现的呢？：电荷间的相互作用是怎样实现的呢？自然界物质存在的两种形式：实物和场自然界物质存在的两种形式：实物和场一、电场究竟是怎样一种物质？一、电场究竟是怎样一种物质？1、电场的明显特征、电场的明显特征问题问题3：有什么方法可以来检验电场的有无？：有什么方法可以来检验电场的有无？2、试探电荷（检验电荷）、试探电荷（检验电荷）场源电荷（源电荷）场源电荷（源电荷）要求：电荷量和尺寸必须充分小要求：电荷量和尺寸必须充分小对放入其中的电荷有力的作用对放入其中的电荷有力的作用实验：上节图实验：上节图1.2-1，表明了哪些问题？，表明了哪些问题？研究思路：研究思路：电场性质电场性质静电力特点静电力特点静电力大小和方向与小球位置有关静电力大小和方向与小球位置有关2、电场有强弱，有方向，且与位置有关。、电场有强弱，有方向，且与位置有关。既然电场对电荷有力的作用，要研究电场的性质既然电场对电荷有力的作用，要研究电场的性质我们可以从电荷受到的力（我们可以从电荷受到的力（静电力静电力）入手。）入手。问题问题4：我们可不可以直接用试探电荷所受的静电力大小：我们可不可以直接用试探电荷所受的静电力大小和方向来表示电场的强弱和方向吗？和方向来表示电场的强弱和方向吗？实验表明：实验表明：在电场中的同一点，比值在电场中的同一点，比值F/q是恒定的；是恒定的；在电场中的不同点，比值在电场中的不同点，比值F/q一般是不同的。一般是不同的。这个比值它反应了电场在这点的性质，叫电场强度这个比值它反应了电场在这点的性质，叫电场强度二、电场强度二、电场强度（1）定义：）定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟跟它的电荷量它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度。的比值，叫做该点的电场强度。比值定义法比值定义法（3）物理意义：）物理意义：反映电场本身的性质，表示电场反映电场本身的性质，表示电场强弱强弱和方向的和方向的物理量。物理量。 （2）公式：）公式： E =E =F Fq q（4）单位：）单位：牛牛/库（库（N/C ）（5）方向：物理学规定）方向：物理学规定1 1、电场中有一点、电场中有一点P P，下列说法正确的是下列说法正确的是（ ）A A、若放在若放在P P点电荷的电量减半，则点电荷的电量减半，则P P点的场强减半点的场强减半B B、若若P P点没有检验电荷，则点没有检验电荷，则P P点的场强为零点的场强为零C C、P P点的场强越大，则同一电荷在点的场强越大，则同一电荷在P P点受到的电场点受到的电场 力越大力越大D D、P P点的场强方向为检验电荷在该点的受力方向点的场强方向为检验电荷在该点的受力方向C2 2、电场中某点的场强是、电场中某点的场强是4.04.010104 4 N/CN/C，电荷量为电荷量为+5.0+5.01010-8 -8 C C的点电荷在该点受到的电场力是多大？的点电荷在该点受到的电场力是多大？电场力的方向与场强的方向是相同还是相反？电荷电场力的方向与场强的方向是相同还是相反？电荷量为量为-5.0-5.01010-8 -8 C C的点电荷在该点受到的电场力是多的点电荷在该点受到的电场力是多大？电场力的方向与场强的方向是相同还是相反？大？电场力的方向与场强的方向是相同还是相反？ 解：电荷量为解：电荷量为+5.0+5.01010-8 -8 C C的点电荷在该点受到的的点电荷在该点受到的电场力为电场力为F= F= EqEq = 4.0 = 4.010104 45.05.01010-8 -8 N = 2.0N = 2.01010-3 -3 N N电场力的方向与场强的方向相同。电场力的方向与场强的方向相同。电荷量为电荷量为-5.0-5.01010-8 -8 C C的点电荷在该点受到的电场的点电荷在该点受到的电场力大小仍为力大小仍为2.02.01010-3 -3 N N，方向与场强的方向相反。方向与场强的方向相反。 三、点电荷的电场三、点电荷的电场问题问题4：电场强度与产生它的场源电荷有什么关系？：电场强度与产生它的场源电荷有什么关系？研究思路：研究思路：电场强度电场强度静电力静电力解析解析 在点电荷在点电荷Q形成的电场中，在距离形成的电场中，在距离Q为为r的的P点点放一试探电荷放一试探电荷q，由电场强度的定义可得出由电场强度的定义可得出P点的场强点的场强E的大小的大小E =E =F Fq q= kQr2（1、点电荷的电场强度，条件）、点电荷的电场强度，条件）2、点电荷的电场强度与、点电荷的电场强度与场源电荷场源电荷和相对场源电荷的和相对场源电荷的距离距离有关有关3、特点：在以点电荷为圆心的圆周上的点，电场强、特点：在以点电荷为圆心的圆周上的点，电场强度的大小相等，方向不同度的大小相等，方向不同问题问题5： 如果有几个点电荷同时存在，在几个点电荷如果有几个点电荷同时存在，在几个点电荷共同形成的电场中，如何求某点的场强？共同形成的电场中，如何求某点的场强？ +Q1-Q2P.4、电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点、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。产生的电场强度的矢量和。5、较大带电体的电场强度求解方法、较大带电体的电场强度求解方法3 3、如图，在真空中有两个点电荷、如图，在真空中有两个点电荷Q Q1 1=+3.0=+3.01010-8-8C C和和Q Q2 2=-3.0=-3.01010-8-8C C，它们相距它们相距0.10.1m m。求电场中求电场中A A点的场强。点的场强。A A点与两个点电荷的距离点与两个点电荷的距离r r相等，相等，r=0.1mr=0.1m。 Q2AQ11 1、重要的科学研究方法、重要的科学研究方法（1 1）用比值定义物理量）用比值定义物理量 在物理学中，常常用比值定义一个物理量，用来表在物理学中，常常用比值定义一个物理量，用来表示研究对象的某种性质。例如电场强度示研究对象的某种性质。例如电场强度E=F/qE=F/q、速度速度v=s/tv=s/t、物质的密度物质的密度=m/V=m/V、导体的电阻导体的电阻R=U/IR=U/I等都是用等都是用物理量的比值来定义的，它们共同的特点：用比值定义物理量的比值来定义的，它们共同的特点：用比值定义的物理量只与比值有关，而与比值中的两物理量无关。的物理量只与比值有关，而与比值中的两物理量无关。 （2 2）类比的方法）类比的方法 E=F/qE=F/q的定义是类比于的定义是类比于v=s/t v=s/t 、=m/V=m/V、 R=U/I R=U/I ， 类比方法是科学研究的重要方法之一，其优点是利用类比方法是科学研究的重要方法之一，其优点是利用已学过的知识去认识有类似特点或规律的未知抽象的知已学过的知识去认识有类似特点或规律的未知抽象的知识。识。 是场强的定义式，适用于任何电场。是场强的定义式，适用于任何电场。 F FE=E=q qE=kE=kQ Qr r2 2F FE=E=q q2 2、比较公式：、比较公式：和和E=kE=kQ Qr r2 2是点电荷场强的计算式，只适用于真空中是点电荷场强的计算式，只适用于真空中点电荷形成的电场。点电荷形成的电场。12345 3 3、电场强度和电场力的对比分析、电场强度和电场力的对比分析 电场强度电场强度E E 电场力电场力F F 仅指电荷在电场中的受力仅指电荷在电场中的受力 是反映电场本身的力的性质的物是反映电场本身的力的性质的物理量，其大小表示电场的强弱理量，其大小表示电场的强弱定义式：定义式：计算式：计算式：E E的大小只决定于电场本身，的大小只决定于电场本身，与电荷与电荷q q无关无关 F F的大小由放在电场中某点的大小由放在电场中某点的电荷的电荷q q和该点的场强和该点的场强E E共共同决定同决定E E是矢量，其方向与正电荷是矢量，其方向与正电荷(+(+q)q)在该点受到的电场力的方在该点受到的电场力的方向相同向相同F F是矢量，其方向对于正电是矢量，其方向对于正电荷荷(+(+q),Fq),F与与E E同向；对于负同向；对于负电荷电荷(-(-q),Fq),F与与E E反向反向E E的单位：的单位：F F的单位：的单位：E=F/qE=F/q F=F=qEqE牛牛/ /库库 ( (N/C)N/C)牛牛 ( (N)N)