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电场及电场强度

知识点：电场及电场强度

一、电场

1．电场：存在于电荷周围的一种特殊物质，电荷之间的相互作用是通过电场产生的．

2．电场像分子、原子等实物粒子一样具有能量，电场是物质存在的一种形式．

二、电场强度

1．试探电荷与场源电荷

(1)试探电荷：为了研究电场的性质而引入的电荷，其是电荷量和体积都很小的点电荷．

(2)场源电荷：激发电场的带电体所带的电荷，也叫源电荷．

2．电场强度

(1)定义：放入电场中某点的试探电荷所受的静电力跟它的电荷量的比值，叫作该点的电场强度．

(2)定义式：E＝，q是试探电荷的电荷量．

(3)单位：牛每库(N/C)．

(4)方向：电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同，与负电荷在该点所受静电力的方向相反．

三、点电荷的电场电场强度的叠加

1．真空中点电荷的电场

(1)场强公式：E＝k，其中k是静电力常量，Q是场源电荷的电荷量，r是点电荷到电场中该点的距离．

(2)方向：如果以Q为中心作一个球面，当Q为正电荷时，E的方向沿半径向外；当Q为负电荷时，E的方向沿半径向内．

2．电场强度的叠加

场强是矢量，如果场源是多个点电荷时，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．

四、电场线匀强电场

1．电场线

(1)概念：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向．

(2)特点

①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷．

②电场线在电场中不相交．

③在同一电场中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏．

2．匀强电场

(1)概念：如果电场中各点的电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫作匀强电场．

(2)特点：①电场方向处处相同，电场线是平行直线．

②场强大小处处相等，电场线疏密程度相等．

(3)实例：相距很近、带有等量异种电荷的一对平行金属板之间的电场(边缘除外)，可以看作匀强电场．

技巧点拨

一、电场强度

1．电场强度的大小和方向都是由电场本身所决定的，与试探电荷无关．

2．电场强度是矢量，其方向与在该点的正电荷所受静电力的方向相同，与在该点的负电荷所受静电力的方向相反．

3．公式E＝可变形为F＝qE：正电荷所受静电力方向与电场强度方向相同，负电荷所受静电力方向与电场强度方向相反．

二、点电荷的电场电场强度的叠加

1．点电荷场强公式：E＝k.

2．E＝与E＝k的比较

公式比较内容

本质区别

定义式

决定式

适用范围

一切电场

真空中点电荷的电场

Q与q的意义

q表示试探电荷的电荷量

Q表示场源电荷的电荷量

关系理解

E的大小与F、q的大小无关

E的大小与Q成正比

3.电场强度是矢量，合成时遵循矢量运算法则(平行四边形定则或三角形定则)；对于同一直线上电场强度的合成，可先规定正方向，进而把矢量运算转化成代数运算．

三、电场线

1．电场线是为了形象地描述电场而假想的线，实际上是不存在的．

2．电场线每点的切线方向与该点的电场强度方向相同．

3．几种特殊的电场线分布，如图所示．

例题精练

1．（海淀区月考）关于电场强度，下列说法中正确的是（）

A．若在电场中的某点不放试探电荷，则该点的电场强度为0

B．真空中点电荷的电场强度公式E＝k表明，点电荷周围某点电场强度的大小，与该点到场源电荷距离r的二次方成反比，在r减半的位置上，电场强度变为原来的4倍

C．电场强度公式E＝表明，电场强度的大小与试探电荷的电荷量q成反比，若q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍

D．匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在其中受力都相同

2．（南平期末）当带电云层接近地面时，地面上的物体受其影响会产生异种电荷，为了避免遭受雷击，在高大的建筑物上安装尖端导体﹣避雷针。如图为带电云层和避雷针之间电场线的分布示意图，A、B是电场线上的两点，其场强为EA、EB，电势为φA、φB，则以下说法正确的是（）

A．EA＞EBφA＜φB B．EA＜EBφA＞φB

C．EA＞EBφA＞φB D．EA＜EBφA＜φB

随堂练习

1．（源城区模拟）如图所示为某示波管内的聚焦电场横截面示意图，实线和虚线分别表示电场线和等势线。电场中a、b两点的场强大小分别为Ea和Eb，电势分别为φa和φb。下列说法中正确的是（）

A．Ea＞Eb，φa＞φb B．Ea＞Eb，φa＜φb

C．Ea＜Eb，φa＞φb D．Ea＜Eb，φa＜φb

2．（朝阳区期末）图为某静电场的电场线，a、b、c是同一条电场线上的三个点，这三个点的电势分别为φa、φb、φc，下列关系式正确的是（）

A．φa＝φb＝φc B．φa＜φb＜φc C．φa＞φb＞φc D．φa