1. 电场
19世纪30年代,法拉第提出,电荷周围存在着一种由电荷产生的物质——电场。
1.电场的基本性质:它对置于其中的电荷有强烈的作用。
也就是说,如果某个地方有电荷,那么这个电荷就会在它周围的空间产生一种叫“电场”的物质,如果在这个空间里放置其他的电荷,这种叫电场的物质就会对放置在其中的电荷产生强烈的作用。
2.电荷间相互作用原理
两个电荷之间的相互作用,其实就是电荷产生的电场,对另一个电荷产生作用力。

提醒: ① 任何带电体引入电场中,都会受到电场力的作用。
②电场能使引入其中的导体产生静电感应现象
③当带电体在电场中运动时,电场力对带电体做功,即电场具有能量
2. 电场强度
1. 源电荷和测试电荷
场源电荷:产生电场的电荷
测试电荷:实验中常用来测试一定空间内是否存在电场以及电场强度和分布的电荷。
试验电荷(测试电荷)的条件:电荷量与带电体的体积都非常小网校头条,以致于通入试验电荷(测试电荷)后,试验电荷对通入它的空间的电场不产生任何影响。
定义:电场中某一点电荷所受的电场力F与其电荷量q之比,称为该点的电场强度电场强度方向,简称场强,用E表示。
公式(大小):E=F/q(适用于所有电场)
单位:N/C
方向:电场强度是一个矢量。
物理学规定:
电场中某一点的电场强度方向与该点正电荷所受电场力的方向相同。
(电场中某一点处负电荷所受电场力的方向与该点场强的方向相反)
注:电场中某一点的电场强度E是唯一的,它的大小和方向与该点放置的测试电荷q无关,而是由电场源电荷和空间位置决定的。电场中每一点对应的电场强度与该处是否放置电荷无关。
3.点电荷的电场
如果真空中存在一个点电荷Q,它所在的空间就会产生电场。我们引入一个测试电荷q来研究电场。
在空间中距源电荷Q 距离为r 的位置,由库仑定律得到测试电荷q 所受的电场力F 为:
,代入电场强度公式
必须
点电荷电场强度的计算公式为:
注意:电场充满源电荷周围的空间(四面八方)。如果以 Q 为中心做一个球体,球体上的每一点都会有一个电场。电场强度大小相等,但方向不同。
如下图所示,正电荷和负电荷的电场强度如下图所示。


和
区别:
定义,适用于所有电场
q是测试电荷,E与q无关。
仅适用于点电荷电场
Q 是源电荷,E 与 Q 成正比,与 r 的平方成反比
4.电场强度的叠加
如果某一空间周围存在多个电荷,则多个电荷产生的电场将会叠加。
电场强度的叠加:某一点的场强是该点周围各电荷独立存在时,在该点产生的场强的矢量和。

P点处的电场强度E等于+Q1在该点产生的电场强度E1与-Q2在该点产生的电场强度E2的矢量和。
相对较大的带电物体不能被视为点电荷。
计算其电场时,我们可以把它分成若干个小块,只要每个小块足够小,就可以把每个小块所带的电荷看作一个点电荷,然后利用点电荷电场强度叠加的方法,计算出整个带电体的电场。
5.电场线
1.我们用电场线来直观地描述电场:
在电场中绘制的一系列方向曲线。曲线上每一点的切线方向表示该点电场强度的方向。

2、电场线的特点:
(1)电场线总是从正电荷或无穷远处开始,到无穷远处或负电荷结束。
(2)电场线在电场中不相交;
(3)同图中,电场强度大的地方电场线较密,电场强度小的地方电场线较稀疏,电场强度的相对大小可以用电场线的疏密来表示。
问题:电场线真的存在吗?
不是,为了方便描述电场,模拟了电场线。
6. 均匀电场
电场中各点电场强度大小相等,方向相同,这种电场称为均匀电场。
均匀电场的电场线是一组密度相等(间距相等)的平行直线。例如,两块大小相等、相对且带有相等数量异性电荷的平行金属板之间的电场,除了边缘附近外,都是均匀电场。
依恋:
1.常见电场线分布图(平面图):

2.实验:电场线模拟,常见电场的电场线分布(3D)
注意:电场充满源电荷周围的空间。
实践:
1. 以下哪项表述是正确的:[ ]
A.只要有电荷,电荷周围就一定有电场。
B.电场是一种物质,它和其他物质一样,是客观存在的,不依赖于我们的感觉。
C.电荷之间的相互作用是由电场产生的,电场最基本的性质就是它对其中的电荷有强烈的作用。
2. 以下哪项表述是正确的:[ ]
A.电场强度反映的是电场力的性质。因此,场中某一点的场强与该点测试电荷所受的电场力成正比。
B.电场中某一点的场强等于F/q,但与施加在测试电荷上的力或电荷
C.电场中某一点的场强方向就是该点处测试电荷所受力的方向
D.公式E=F/q和E=kQ/r2适用于任何静电场。
3. 下列关于电场线的说法中,哪一个是正确的?
A.沿电场线方向电场强度方向,场强必定越来越小
B.复杂电场中的电场线可能相交
C.电场中点电荷的运动轨迹一定与电场线重合。
D.电场线越密,对同一测试电荷所受的电场力越大。
提示:看前面的《常见电场的电场线分布图》会知道,负点电荷产生的电场,沿电场线方向场强较大。A错误;电场线不能相交,B错误;电荷在电场中的运动轨迹与电荷初速度和力的方向有关,并不一定与电场线重合,所以C错误;电场线越密,电场强度越大。由F=qE可知,同一试验电荷受到的电场力较大,所以D正确。
4、如图所示,带箭头的直线即为一定电场中的电场线。
这条直线上有a、b两点,用Ea、Eb分别表示a、b点处的电场强度。
度的大小,则( )
Aa、b点电场强度方向相同
B.电场线是直线,所以Ea=Eb
C. a、b附近的电场线分布未知,所以无法确定Ea、Eb的大小。
D.电场线由a指向b,所以Ea>Eb
答案:1.ABC 2.BC 3.D 4.AC
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