《二、电场强度.docVIP

第二部分 电场强度 知识要点梳理知识点一——电场 电场强度 ▲知识梳理1．电场 电场是电荷周围存在的一种特殊物质。电场最基本的性质是对放入其中的电荷具有力的作用。 2．电场强度的概念 （1）定义：在电场中放入一个试探电荷q，它所受到的电场力F跟它所带电荷量q的比值叫做这个位置上的电场强度。 公式：，单位：牛／库（N/C)，伏／米（V/m)。 （2）物理意义：电场强度是描述电场力的性质的物理量，适用于任何电场，其大小和放入的试探电荷无关。它表示单位电荷在该点受到的电场力。 （3）矢量性：场强是矢量，规定正电荷的受力方向跟该点的场强方向一致，那么负电荷的受力方向与该点场强的方向相反。 （4）孤立的点电荷在真空中形成的电场是非均匀电场，其决定式，场强的方向在该点和电荷的连线上。 说明： ①电场中某点的电场强度的大小与形成电场的电荷电量有关，而与场电荷的电性无关，而电场中各点场强方向由场电荷电性决定。 ②由定义式知：电场力F=qE，即电荷在电场中所受的电场力的大小由电场和电荷共同决定；电场力的方向由场强方向和电荷电性决定：正电荷在电场中所受电场力的方向与场强方向一致，负电荷在电场中所受电场力的方向与场强方向相反。 （5）场强的叠加：当某一区域的电场是由几个电场叠加而产生的时候，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。当各场强方向在同一直线上时，选定正方向后作代数运算合成。 ▲疑难导析1．电场强度跟电场力是两个根本不同的物理量，不能混为一谈（意义、计算公式、单位均不同）。 电场强度描述的是电场的力的性质，而电场力是指电荷在电场中所受到的力。 电场强度和电场力比较： 比较项目 电场强度E 电场力F 含义 反映电场中各点的力的性质的物理量 电场对放入其中电荷的作用力 公式 F＝qE 决定因素 E的大小只决定于电场本身，与电荷q无关。在电场中不同点，E的大小一般是不同的 F的大小由放在电场中某点的点电荷q和该点的场强共同决定，F与q成正比 方向 对于确定的电场，其中各点的场强都有确定的方向——正电荷的受力方向 同一电荷的受力方向因在电场中的位置而异；同一位置则因受力电荷的电性而异 单位 N/C N 联系 F=Eq。当q一定时。 2．求电场强度的几种特殊思维方法 电场强度是静电学中极其重要的概念，也是高考考点分布的重点区域之一。求电场强度的方法除了常见的定义式法、点电荷场强公式法、匀强电场公式法、矢量叠加法等，还有几种特殊的思维方法。 （1）等效替代法 “等效替代”方法，是指在效果一致的前提下，从A事实出发，用另外的B事实来代替，必要时再由B而C……直至实现所给问题的条件，从而建立与之相对应的联系，得以用有关规律解之，如以模型替代实物、以合力（合运动）替代数个分力（分运动）、等效电阻、等效电源等。 例如如图所示，一带＋Q电量的点电荷A，与一块接地的长金属板MN组成一系统，点电荷A与板MN间的垂直距离为d，试求A与板MN的连线中点C处的电场强度。  此题初看十分棘手，如果再画出金属板MN被点电荷A所感应而产生的负电荷（在板的右表面），则更是走进死胡同无法解决。那么此题能否用中学所学的知识灵活地迁移而分析解决呢？当然可以，由金属长板MN接地的零电势条件，等效联想图（如图）所示的由两个等量异种电荷组成的系统的静电场的分布状况，这样的点电荷系统所形成的合电场的分布状况并不陌生，A、B两点电荷连线的垂直平分面，恰是一电势为零的等势面，利用这样的等效替代的方法，很容易求出C点的电场强度。根据点电荷场强式，点电荷A在C点形成的电场，点电荷B在C点形成的电场，因与同方向，均从A指向B，故。  （2）微元法 微元法就是将研究对象分割成许多微小的单元，或从研究对象上选取某一“微元”加以分析，从而可以化曲为直，使变量、难以确定的量为常量、容易确定的量。 例如如图所示，均匀带电圆环所带电荷量为Q，半径为R，圆心为O，P为垂直于圆环平面的对称轴上的一点，OP=L，试求P点的场强。  设想将圆环等分为n个小段，当n相当大时，每一小段都可以看作点电荷。其所带电荷量为，由点电荷场强公式可求得每一点电荷在P处的场强为。 由对称性可知，各小段带电环在P处的场强E的垂直于轴向的分量相互抵消，而E的轴向分量之和即为带电环在P处的场强。 。 （3）补偿法 求解电场强度，常用的方法是根据问题给出的条件建立起物理模型，如果这个模型是一个完整的标准模型，则容易解决。但有时由题给条件