电场强度和电场线 高二物理[电场强度电场线]知识点精讲

高二物理《电场强度 电场线》知识点精讲

1．电场——电荷周围的一种特殊的物质

特殊性 看不见，摸不着，无法称量，可以叠加．

物质性 电场是一种客观实在，它对场中电荷有力的作用．电荷间的相互作用是通过电场实现的． 2．电场强度——反映电场力的性质的物理量

定义 放在电场中某一点的电荷受到的电场力跟它电量的比值．

单位 N/C．

方向 规定为正电荷受力方向． 注意：(1)分清电场强度与电场力

(2)试验电荷不同于点电荷

试验电荷的体积必须绝对的小——放在电场中可以有确切的位置；试验电荷的电量必须绝对的少——能尽量减少对原来电场的影响．

3．电场线——描述电场的一种形象化的方法

定义 线上每一点的切线方向都跟该处的场强方向一致的曲线． 作用 切线方向表示场强的方向；疏密程度表示场强的大小． 特征 始于正电荷，终于负电荷；不闭合、不相交．

注意 电场线是人为画出的形象地表示电场分布的一种曲线，实验也仅是模拟了这种曲线的形状，实际电场中并不存在这种曲线，实验也并非证实这种线的存在．

典型题剖析

例1 把一个电量q=-10-6C的试验电荷，依次放在带正电的点电荷Q 周围的A 、B 两处(图1－2) ，受到的电场力大小分别是FA=5×10-3N ，FB=3×10-3N ．

(1)画出试验电荷在A 、B 两处的受力方向． (2)求出A 、B 两处的电场强度．

(3)如在A 、B 两处分别放上另一个电量为q ′=10-5C的电荷，受到的电场力多大？

分析 试验电荷所受到的电场力就是库仑力，由电荷间相互作用规律确定受力方向，由电场强度定义算出电场强度大小，并根据正试验电荷的受力方向确定场强方向．

解答(1)试验电荷在A 、B 两处的受力方向沿着它们与点电荷Q 的连线向内，如图1—3中FA 、FB 所示．

(2)A、B 两处的场强大小分别为

电场强度的方向决定于正试验电荷的受力方向，因此沿着A 、B 两点与点电荷Q 的连线向外(图1－3) ．

(3)当在A 、B 两点放上电荷q ′时，受到的电场力分别为

F A ′=EAq′=5×103×10-5N=5×10-2N ，

F B ′=EBq′=3×103×10-5N=3×10-2N ．

其方向与场强方向相同．

说明 通过本题可进一步认识场强与电场力的不同．场强是由场本身决定的，与场中所放置的电荷无关．知道场强后，由F=Eq即可算出电荷受到的力．

A ．这个定义式只适用于点电荷产生的电场．

B ．上式中，F 是放入电场中的电荷所受的力，q 是放入电场中的电荷的电量． C ．上式中，F 是放入电场中的电荷所受的力，q 是产生电场的电荷的电量．

生的电场在点电荷q2处的场强大小．

式中F 是放在场中试验电荷所受到的电场力，q 是试验电荷的电量，不是产生电场的电荷的电量．B 正确，C 错．

电荷间的相互作用是通过电场来实现的．两个点电荷q1、q2之间的相互作用可表示为

可见，电荷间的库仑力就是电场力，库仑定律可表示为

即 F12=E1·q2或F21=E2·q1．

式中E1就是点电荷q1在q2处的电场强度，E2就是点电荷q2在q1处的电场强度．D 正确． 答 B、D ．

说明 根据电场强度的定义式，结合库仑定律，可得出点电荷Q 在真空中的场强公式，即

例3 如图1—4中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A 、B 两点，用EA 、

EB 表示A 、B 两处的场强大小，则 [

]

A ．A 、B 两点的场强方向相同． B ．电场线从A 指向B ，所以EA ＞EB ．

C ．A 、B 同在一条电场线上，且电场线是直线，所以EA=EB ． D ．不知A 、B 附近的电场线分布状况，EA 、EB 的大小不能确定．

分析 根据电场线的物理意义，线上各点的切线方向表示该点的场强方向．因题中的电场线是直线，所以A 、B 两点的场强方向相同，都沿着电场线向右．A 正确．

因为电场线的疏密程度反映了场强的大小，但由于题中仅画出一条电场线，不知道A 、B 附近电场线的分布状态，所以无法肯定EA ＞EB 或EA=EB．B 、C 错，D 正确．

答 A、D ． 讨论

2．场的叠加原理

在空间不只一个电荷时，某处的合场强等于各个电荷在该处产生场强的矢量和，即

E=E1+E2+E3+…+En ．(矢量和)

3．匀强电场

场强的大小、方向都相同的电场称为匀强电场．匀强电场的电场线是一簇等间距的平行直线(图1－5) ．