第八讲 电场 电场强度-【暑假辅导班】2021年新高二物理暑假精品课程（人教版2019）（解析版）

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【暑假辅导班】2021 年新高二物理暑假精品课程（人教版 2019）
第八讲 电场电场强度
【基础知识 梳理 】
知识点一、电场与电荷
1．电场：(1)概念：电荷周围存在着的一种特殊物质。(2)静电场：静止电荷产生的电场。
(3)性质：对放入电场中的电荷有力的作用。
2．两个电荷的概念：
(1)场源电荷：激发电场的电荷称为场源电荷。任何电荷均能激发电场。
(2)检验(试探)电荷：用来探测电场是否存在或研究电场的性质的电荷称为检验电荷，检验电荷的特点是
所带的电荷量必须尽可能小。
知识点二、电场强度
1．定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值，叫做该点的电场强度。
2．公式：
E
＝，
q
为放入电场中某点的试探电荷的电荷量，
F
为电场对试探电荷的静电力．用比值法定义物
理量是物理学中常用的方法，如速度、加速度、角速度、功率等．
3．单位：牛/库，符号 N/C，另一单位伏每米，符号 V/m。
4．方向：电场强度是矢量，规定某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同。负电荷
在电场中某点所受的静电力的方向跟该点电场强度的方向相反。
5．物理意义：描述电场的力的性质的物理量，与试探电荷的电荷量及其受到的静电力大小无关。
6．
E
＝与
E
＝
k
两个公式的比较
物理含义 引入过程 使用范围
E
＝
电场强度大小的定义式，提供了量度电场
强度的一般方法
E
与
F
、
q
均无关，反
映电场中某点的性质
适用于一切电场
E
＝
k
真空中点电荷场强的决定式，提供了点电
荷所产生的电场场强的具体计算方法
由电场强度的定义式
和库仑定律推导得出
真空中，场源电
荷是点电荷
知识点三、点电荷的电场、电场强度的叠加
1．点电荷的电场：
① 公式：
E
＝
k
，
Q
为真空中的点电荷的带电荷量，
r
为该点到点电荷
Q
的距离。
② 方向：若以
Q
为圆心，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。
③ 特点：如果以
Q
为中心作一个球面，则球面上各点的电场强度大小相等。
④ 适用条件：真空中的点电荷。
2．电场强度的叠加：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。即电场
的作用是可以相互叠加的。
知识点四、点电荷、等量同种(异种)电荷电场线的分布情况和特殊位置场强的对比
1．点电荷形成的电场中电场线的分布特点(如图所示)
(1)离点电荷越近，电场线越密集，场强越强．
(2)若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场
强大小处处相等，方向各不相同．
2．等量异种点电荷形成的电场中电场线的分布特点(如图所示)
(1)两点电荷连线上各点，电场线方向从正电荷指向负电荷．
(2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，电场线方向均相同，即场强方向均相同，且
总与中垂面(线)垂直．在中垂面(线)上到
O
点等距离处各点的场强相等(
O
为两点电
荷连线中点)．
(3)在中垂面(线)上的电荷受到的静电力的方向总与中垂面(线)垂直，因此，在中垂面
(线)上移动电荷时静电力不做功．
3．等量同种点电荷形成的电场中电场线的分布特点(如图所示)
(1)两点电荷连线中点
O
处场强为零，此处无电场线．
(2)中点
O
附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零．
(3)两点电荷连线中垂面(中垂线)上，场强方向总沿面(线)远离
O
(等量正电荷)．
(4)在中垂面(线)上从
O
点到无穷远，电场线先变密后变疏，即场强先变强后变弱．
4．匀强电场中电场线分布特点(如图所示)
电场线是平行、等间距的直线，电场方向与电场线平行．
5．等量异种电荷和等量同种电荷连线上以及中垂线上的电场强度
(1)等量异种点电荷连线上以中点
O
场强最小，中垂线上以中点
O
的场强为最大；等量同种点电荷连线上以
中点电场强度最小，等于零．因无限远处场强
E
∞＝0，则沿中垂线从中点到无限远处，电场强度先增大后
减小，之间某位置场强必有最大值．
(2)等量异种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强相同；等量同种点电荷连线和中垂线上关于中
点对称处的场强大小相等、方向相反.
【 模型 考点剖析】
考点 1：电场强度的理解和计算
1．电场的性质
(1)唯一性：电场中某点的电场强度 E是唯一的，是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)决
定的，与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关。电场中不同的地方，电场强度一般
是不同的。
(2)矢量性：电场强度描述了电场的强弱，是矢量，其方向与在该点的正电荷所受电场力的方向相同，
与在该点的负电荷所受电场力的方向相反。
2．E＝与 E＝k的比较
公式 E＝E＝k
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或q的
意义
q表示引入电场的(试探检验)电荷的电荷
量Q表示产生电场的点电荷(场源电荷)的电荷量
关系E用F与q的比值来表示，但E的大小与
F、q的大小无关 E不仅用Q、r来表示，且 E∝Q，E∝
【例1】　在真空中 O点放一个点电荷 Q＝＋1.0×10－9 C，直线 MN 通过O点，OM 的距离 r＝30
cm，M点放一个试探电荷 q＝－1.0×10－10 C，如图所示．求：
(1)q在M点受到的作用力；
(2)M点的电场强度；
(3)拿走 q后M点的电场强度；
(4)M、N两点的电场强度哪点大？
【解析】　根据题意，Q是场源电荷，q为试探电荷，为了方便，只用电荷量的绝对值计算。力和电
场强度的方向可通过电荷的正、负判断。
(1)电荷 q在电场中 M点所受到的作用力是电荷 Q通过它的电场对 q的作用力，根据库仑定律得 FM＝k
＝9.0×109× N＝1.0×10－8 N
因为 Q为正电荷，q为负电荷，库仑力是吸引力，所以力的方向沿 MO 指向 Q。
(2)解法一：M点的电场强度 EM＝＝ N/C＝100 N/C，其方向沿 OM 连线背离Q，因为它的方向与正电
荷所受静电力的方向相同。
解法二：将FM＝k代入EM＝，得 EM＝＝9.0×109× N/C＝100 N/C。
(3)电场强度是反映电场力的性质的物理量，它是由形成电场的场源电荷 Q决定的，与检验电荷 q是否
存在无关。从 M点拿走检验电荷 q，该处电场强度大小为 100 N/C，方向沿 OM 连线背离Q。
(4)根据公式 E＝k知，M点电场强度较大。
考点 2：电场强度的叠加
1．电场强度是矢量，当空间的电场由多个电荷共同产生时，计算空间某点的电场强度时，应先分析
每个电荷单独在该点所产生的场强的大小和方向，再根据平行四边形定则求合场强的大小和方向。
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