电场电场强度.
电场的电场强度
电场的电场强度
电场是力的场，即空间中存在某种力作用时，称这个空间为场。
电场是电的运动状态，是电荷在空间产生的特殊影响，电荷在电场中受到力的作用。
这种作用以场的形式表现出来，称为电场力。
电场强度是电场的量度，简单的定义是单位正电荷在电场中所受的力，用符号E表示，其单位是牛/库仑(N/C)，也可以表示为伏特/米(V/m)。
电场强度是一个向量，即有大小，也有方向。
其方向总是指向场的方向，如果是正电荷，指向力作用的方向，如果是负电荷，与力作用的方向相反。
简单来说，电场强度又可以理解为，如果将一个单位正电荷放在电场中，它所感受到的力就是电场强度。
例如，如果一个单位正电荷在电场中受到1牛的力，那么，这个电场的电场强度就是1牛/库仑。
能够掌握电场强度的计算，对于理解电场的性质和现象具有重要的意义。
通常用到的公式为E = F/q，其中E是电场强度，F是电荷在电场中受到的力，q则是被放入电场的电荷量。
因此，我们可以通过测量电荷在电场中所受的力及其电荷质量，得到电场的电场强度。
此外，我们也需要辨认电场强度的方向，它是由正电荷向负电荷的方向。
也就是说，如果我们将正电荷放在电场中，它将会被电场力吸引向负电荷，这就是电场强度的方向。
电场强度的概念和计算对于我们理解电的基本性质和电磁学的其他内容具有重要的意义。
比如，可以通过研究电场强度及其分布，理解
电场力的性质；还可以利用电场强度的概念，更好地理解库仑定律的意义和应用；等等。
总的来说，电场强度是理解电场以及进一步理解电磁学的一个关键概念，我们需要深入学习和理解。
《电场 电场强度》PPT精品课件
2.匀强电场 (1)定义：电场强度的大小__相__等____、___方__向___相同的电场。 (2)电场线特点：匀强电场的电场线是间隔相等的__平__行__线__。
3.几种特殊的电场线分布，如图所示 电场线图样
正点电荷
负点电荷
等量同号点电荷
简要描述 光芒四射，发散状 众矢之的，会聚状 势不两立，相斥状
四、电场线
（四）几种典型电场线的分布：
1.点电荷的电场线呈 辐射状。
2.等量异种点电荷的电 场线和等量同种点电 荷的电场线。
五、匀强电场
特点：
五、匀强电场
匀强电场是大小和方向都相同的电场， 故匀强电场的电场线是平行等距的直线。
典题剖析
例1 如图，是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是( B ) A. 这个电场只能是负电荷的电场 B. 点电荷q在A、B两处受到的电场力FB>FA C. 点电荷q在A、B两处的加速度大小，aA>aB（不计重力） D. 负电荷在B点处受到的电场力方向沿B点切线方向
发生的？
1.电场 ___电__荷___的周围存在着由它产生的电场。电荷之间的相互作用是通过___电__场___产生 的。
2.电场的基本性质 电场对放入其中的电荷有____力____的作用。
3.静电场 由___静__止___的电荷产生的电场，叫作静电场。
[思考判断] (1)电场看不见，摸不着，因此电场实际不存在。( × ) (2)电场是一种特殊物质，并非由分子、原子组成，但客观存在。( √ ) (3)电荷间的相互作用是通过电场发生的。( √ )
(1)公式：E＝kQr2。 (2)方向：若Q为___正_____电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线__背__离__Q__；若Q 为___负_____电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线__指__向__Q__。
电场和电场强度
第二节电场和电场强度知识点总结1、电场定义：电荷周围空间里存在的一种特殊形态物质。
2、注意：①电场是一种特殊存在的物质②任何电荷周围都存在电场③电场特性：对放入其中的电荷有力的作用。
④电荷之间的作用力通过电场作用。
二、电场强度:1、场源电荷:产生电场的电荷。
2、试探电荷:放入电场中探测电场性质的电荷。
3、试探电荷必须具备条件:1)电荷量足够小2)体积足够小。
满足上述条件的原因：它的引入不会影响原电场的分布4、电场的强度:放入电场中的某一点的检验电荷受到的电场力F跟检验电荷的电量q 的比值E①表达式:E=F/q(定义式)适用于任何电场②单位:N/C 1V/c=1V/m③电场强度是矢量。
方向:跟正电荷受的电场力方向相同与负电荷受的电场方方向相反④物理意义：描述该点的电场强度强弱和方向的物理量。
⑤注意：场强的大小和方向由电场本身决定与放入电荷无关。
三、真空中点电荷的电场强度：1、表达式：E=kQ/r22、注意：①该式仅适用于真空中的点电荷。
②Q是场源电荷的电荷量。
③r是电场中的点到场源电荷的距离。
3、两场强公式的区别：4、点电荷方向(正电有受力方向)：正的点电荷，场强背离本身。
负的点电荷，场强指向本身。
四.电场强度的叠加:如果场源是多个点电荷，则电场中某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
五、电场线：1、定义:用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇曲战(1)方向:电场线上每一点的切线方向。
(2)大小:电场线的疏密程度。
2、电场线特点：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同一电场的电场线在电场中不相交，不闭合。
（因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。
）③电场线是假象的曲线实际上不存在。
④同一幅图中电场线越密的地方场强越大。
3、几种特殊的电场的电场线分布：一、填空1.定义式：_______,方向的定义______________________;_____________________.场强由________来决定，与试探电荷无关，某个点的场强与试探电荷的种类______.与放不放试探电荷________。
3.电场 电场强度
3．电场 电场强度一 电场1．概念：电荷在周围产生的一种01特殊物质。
场像分子、原子等实物粒子一样具有能量，因而场也是物质存在的一种形式。
2．性质：对放入其中的电荷有02力的作用，电荷间通过03电场发生相互作用。
304静止电荷产生的电场。
二 电场强度1．试探电荷与场源电荷(1)试探电荷：在研究电场的性质时，放入电场中的电荷。
为了使它放入后不影响原来要01电荷量和02体积都很小的点电荷。
(2)03激发电场的带电体所带的电荷，又叫源电荷。
2．电场强度的定义：04试探电荷在电场中某个位置所受的静电力与它的05电荷量之比，反映了电场在这点的性质，叫作电场强度。
3．电场强度的定义式：E 06Fq。
407牛每库，符号为08N/C 。
509正电荷在该点所受的静电力的方向相同。
三 点电荷的电场 电场强度的叠加 1．点电荷的场强(1)大小：一个电荷量为Q 的点电荷，在与之相距r 处的电场强度E 01k Qr 2。
如果以电荷量为Q 02相等。
(2)方向：当Q 为正电荷时，电场强度E 03沿半径向外；当Q 为负电荷时，电场强度E 04沿半径向内。
2．电场强度的叠加：如果场源是多个点电荷，则电场中某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的05矢量和。
四 电场线1．电场线：画在电场中的一条条有01方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的02电场强度方向。
在同一幅图中可以用电场线的03疏密来比较各点电场强度的大小，电场强度较大的地方电场线较04密，电场强度较小的地方电场线较05疏。
2．电场线的特点(1)电场线从正电荷或无限远出发，终止于06无限远或07负电荷。
(2)同一电场的电场线在电场中08不相交，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个09方向。
五 匀强电场1．定义：各点电场强度的大小01相等、方向02相同的电场。
2．匀强电场的电场线：03间隔相等的平行线。
3．匀强电场的实例：相距很近的一对带等量异种电荷的平行金属板，它们之间的电场除边缘外，可以看作匀强电场。
电场电场强度
学科：物理教学内容：电场电场强度【基础知识精讲】1.电场电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质——电场发生的，电荷的周围都存在电场.特殊性：不同于生活中常见的物质，看不见，摸不着，无法称量，可以叠加.物质性：是客观存在的，具有物质的基本属性——质量和能量.基本性质：主要表现在以下几方面(1)引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用，且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样.(2)电场能使引入其中的导体产生静电感应现象.(3)当带电体在电场中移动时，电场力将对带电体做功，这表示电场具有能量.可见，电场具有力和能的特征.2.电场强度——反映电场的力的性质的物理量定义：在电场中某位置放一电荷q，电荷在该点所受电场力F与其电荷量q的比值称为电场中该点的电场强度，简称场强.FE＝q(1)方向性规定正的检验电荷受力的方向为该点的场强方向，如检验电荷为负，则该点的场强方向为其受力方向的反方向.(2)唯一性和固定性电场中某一点处的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放入该点电荷q无关，它决定于电场的源电荷及空间位置，电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷无关.(3)叠加性在同一空间里，如果有几个静止电荷在空间同时产生电场，那么空间某点的场强是各场源电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和.3.点电荷的场强公式点电荷Q在真空中产生的电场强度大小为QE=k2r其中，Q是产生电场的场源电荷的大小，r是所研究点到场源电荷的距离.【重点难点解析】重点电场强度是描述电场性质的物理量.难点理解E＝F/q和E＝kQ/r2这两个公式的含义、区别和联系.例1 把一个电量q=-10-6C的电荷，依次放在带正电的点电荷Q周围的A、B两处，如图，受到的电场力大分别是F A＝5×10-3N,F B＝3×10-3N.(1)画出电荷q 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 两处分别放上另一电量q ′＝10-5C 的电荷，受到的电场力各为多大?解析 (1)电荷q 在A 、B 两处的受力方向分别沿着它们与点电荷Q 的连线向内，如下图中，F A 、F B 所示.(2)A 、B 两处的场强大小分别为E A ＝qF A ＝6310105--⨯＝5×103N/C, E B ＝q F B ＝6310103--⨯＝3×103N/C. 电场强度的方向决定于正电荷的受力方向，因此分别沿着A 、B 两点与点电荷Q 的连线向外(图所示).(3)当在A 、B 两点放上电荷q ′时，受到的电场力分别为F ’A ＝q ’E A ＝5×103×10-5N ＝5×10-2N,F ’B ＝q ’E B ＝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.知道了电场中某一处的场强后，则可求出任何电荷在该处所受的电场力.例2 电场中有一点P ，下列说法正确的是( )A.若放在P 点电荷的电量减半，则P 点的场强减半B.若P 点没有检验电荷，则P 点场强为零C.P 点的场强越大，则同一电荷在P 点所受电场力越大D.P 点的场强方向为检验电荷在该点受力方向解析 此题易错选A 、D ，A 错误原因是对场强的定义式理解不深.虽然电场强度是利用检验电荷在P 点受力与检验电荷电量本身比值而得，但它反映的是电场本身的性质，而与检验电荷是否存在及其电量大小并无关系，所以A 、B 选项均错，只有C 选项正确.D 的错误在于电场强度的方向是正电荷在该点受力方向，与放在该点负电荷的受力方向相反，D 选项中并未说明检验电荷的正、负，所以错误.【难题巧解点拨】例1 关于电场，下列叙述正确的是( )A.以点电荷为圆心，r 为半径的球面上，各点的场强都相同B.正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强度大C.在电场中某点放入检验电荷q ，该点的场强为E ＝qF ，取走q 后，该点场强不为零 D.电荷在电场中某点所受电场力很大，则该点电场一定很大.解析 A ：场强是矢量，不仅有大小，而且有方向，以点电荷Q 为圆心，r 为半径的球面上，场强的大小E ＝k 2r Q ，但方向不同，故A 错误. B ：在正电荷和负电荷周围确定场强的方法相同，用检验电荷q 放到被考察点，如q 所受的电场力为F ，那么E ＝qF .由此可见，何处场强大，何处场强小，与电荷的正负并没有什么关系，故B 也错误.C ：正确.电场强度E 是电场的性质，检验电荷是用来体现这一性质的“试验品”，就像用温度计测量水的温度一样，温度计插入水中，水的温度就由温度计显示出来，取走温度计，水的温度仍然如此，不会消失.D ：E ＝qF 一式中，E 的大小并不是由F 、q 单独决定的.在电场中某一确定点放入一检验电荷q ，那么q 越大，F 越大，而q F 这一比值将不变，故D 错误. 答案 选C.例2 在真空中，带电量均为q 的异种点电荷相距r ，则两点电荷连线中点和到两点电荷距离均为r 的点的场强大小分别为 和 .解析 如下图所示，A 点放置正电荷+q ，B 点放置负电荷-q ，o 点为AB 连线中点，根据点电荷场强公式：+q 单独在o 点产生的场强E A ＝kq/(2r )2，方向向右；-q 单独在O 点产生的场强大小E B ＝kq/(2r )2＝E A ,方向也为向右，所以O 点的合场强E 0＝E A +E B ＝28r kq ，方向为O →B.如图 O ’为到两点电荷距离为r 的点，+q 单元在O ′点产生的场强大小E ’A ＝2r kq ，方向O ’→A ，-q 单独在B 点产生的场强大小E ’B ＝2r kq ，方向O ’→B ，则O ’点场强应为这两个场强的矢量合成，易求大小EO ’＝E ’A ＝E ’B ＝2rkq 2cos ，方向与O 点的合场强方向相同. 总结 在等量异种电荷连线的垂直平分线上，中点的场强最大，两边成对称分布，离中点越远，场强越小，场强的方向都相同，都是正电荷指向负电荷的方向.思考：如此题中A 、B 两位置是放置的两等量同种电荷呢?结论 (1)连线中点的场强为零，因两点电荷、在该点产生的场强刚好等值反向，合成为零.(2)AB 连线的垂直平分线上除中点外，其它点的场强随该点与中点的距离增大而是先增大而后又逐渐小的过程，这可以用极限法分析得到：中点场强为零，无限远处场强也为零，说明中间某位置存在极大值.(3)如为等量正电荷，则连线垂直平分线上某点场强的方向为中点指向该点；如为等量负电荷，则连线垂直平分线上某点场强方向为该点指向中点.【命题趋势分析】本节的考查主要有这两个方面：一是对两个场强公式的理解和正确应用；另一方面是要掌握场强的叠加问题的处理方法.【典型热点考题】例1 在x 轴上有两个点电荷，一个带正电Q 1，一个带负电-Q 2，且Q 1＝2Q 2，用E 1和E 2分别表示两个电荷所产生的场强的大小，则在x 轴上( )A.E 1＝E 2的点只有一处，该点合场强为零B.E 1＝E 2的点共有两处，一处合场强为零，另一处合场强为2E 2C.E 1＝E 2的点共有三处，其中两处合场强为零，另一处合场强为2E 2D.E 1＝E 2的点共有三处，其中一处合场强为零，另两处合场强为2E 2解析 此题本可根据点电荷场强的决定公式E ＝k 2r Q 及叠加原理在x 轴上分布三个区域进行判断，但利用画图法则较简单.(1987年全国高考试题)如下图所示，因为Q 1＝2Q 2，所以E 1＝E 2的点必距Q 2较近而距Q 1较远，在x 轴上只有Q 1和Q 2之间一处a 和Q 2右侧一处b 有这种可能.根据场强方向，可判断出结果.答案 B 正确.说明 本题命题目的：其一是考查对点电荷场强公式E ＝k 2rQ 的理解；其二是要考查合场强的概念及合场强的求法.此题是同一直线上场强的叠加问题，解题的关键是要理解在同一直线上求场强的矢量合成可以在预先给定正方向的前提下转化为求代数和.另外通过本题的解答还应提醒同学们注意提高自己的空间想像力.例2 如下图所示，用金属AB 弯成半径r ＝1m 的圆弧，但在A 、B 之间留出的宽度d ＝2cm 相对来说很小的间隙，将Q ＝3.13×10-9的正电荷均匀分布于金属丝上，求圆心处的电场强度.解析 中学课本只学到有关点电荷场强计算公式以及匀强电场场强的计算方法，一个不规则带电体，如本例有缺口带电金属环所产生的场强，没有现成公式能用.但可以变换一下思维角度，假设将图中圆环缺口补上，并且它的电荷密度与缺了口的环体原有电荷密度一样，这样就形成一电荷均匀分布的完整带电环，环上处于同一直径两端的微小部分可视为两个相对应的点电荷，它们产生的电场在圆心O 处叠加后合场强为零，根据对称性可知，带电圆环在圆心O 处的总场强E ＝0.至于补上的带电体，由题给条件可视作点电荷，它在圆心O 处的场强E 是可求的，若题中待求场强E 2，则E 1+E 2＝E ＝0，便可求得E 2.解：设原缺口环所带电荷的线密度为ρ,ρ＝Q/(2πr-d)，则补上的金属小段的带电荷量Q ′以Q ′＝ρ×d ，求出它在O 处的场强.E 1＝kQ ′/r 2 22r )d r 2(kdQ r /d k -π=ρ= 229291)102114.32(1013.3102109⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=--- 2109-⨯=N/C设待求的场强为E 2，∵ E 1+E 2＝0，可得 E 2＝-E 1＝-9×10-2N/C负号表示E 2与E 1反向，背向球心向左.总结 解决此例的方法，由于添补环缺口，将带电体“从局部合为整体”，整体时有办法解决，再“由整体分为局部”求出缺口带电圆环在O 处的场强，这种方法可称之为“补偿法”此题主要考查电场的叠加，“补偿法”也是物理学中的一种重要方法.【同步达纲练习】1.下面的说法中正确的是( )A.电荷的周围存在电场B.电荷周围的空间被我们称为电场，它表示一个区域C.电荷甲对电荷乙的库仑力是电荷甲的电场对电荷乙的作用力D.库仑力与万有引力都是不相接触的物体之间的作用力，这种相互作用不经其他物质便可直接进行2.关于电场强度的下列叙述中正确的是( )A.电场是反映电场的力的性质的物理量，每个电场都只有一个电场强度值B.E ＝F/q 对任何电场都是适用的，它表明电场中某一点的电场强度与放在该点的电荷的电量成反比C.对于电场中的任意一点，电荷在该点所受的电场力与电荷的电量的比是一个定值D.电场强度是矢量，它的方向就是电荷在该点所受电场力的方向3.由电场强度的定义式E ＝F/q 可知，在电场中的同一点( )A.电场强度E 跟F 成正比，跟q 成反比B.无论点电荷所带的电量如何变化，F/q始终不变C.电场中某点的场强为零，则在该点的电荷受到的电场力一定为零D.一个不带电的小球在P点受到的电场力为零，则P点的场强一定为零4.如图，在x轴上坐标原点处放一带电量为+Q的点电荷.在坐标为2处放一带电量为-4Q 的点电荷，则场强为零处的x坐标为( )A.4B.1C.-1D.-25.如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速飞过，电子重力不计，则电子所受电场力以外另一个力的大小和方向变化情况是( )A.先变大后变小，方向水平向左B.先变大后变小，方向水平向右C.先变小后变大，方向水平向左D.先变小后变大，方向水平向右6.如图，带正电的金属圆环竖直放置，其中心处有一电子，若电子某一时刻以初速v0从圆环中心处水平向右运动，则此后电子将( )A.作匀速直线运动B.作匀减速直线运动C.以圆心为平衡位置振动D.以上答案均不对7.真空中有一点A，跟形成电场的点电荷Q相距10cm.A点场强的大小是1.0×103N/C，方向指向Q，可以判断出Q是电荷，电量Q＝ C.把一个电子放在A 点，所受电场力是 N，将此力与电子所受重力相比较可以得出结论：计算带电粒子在电场中所受的力时，重力可以忽略不计.8.地面的上空存在一电场，若地面的重力加速度为g，离地面0.5R(R为地球半径)处一个质量为m，电量为q的带负电微粒恰好处于静止，则该处的场强大小为方向 .【素质优化训练】1.一半径为R的绝缘球壳上均匀带有电量为+Q的电荷，另一个电量为Q的点电荷放在球心O上，由于对称性，点电荷受力为零.现将球壳上挖去半径为r(r<<R)的一个小孔，则此时置于球心的点电荷所受力大小为，方向 .2.如图所示，一质量为m、带电量为q的点电荷，在电场力作用下以恒定的速率v0经过同一圆弧上的A、B、C三点，已测得AC＝S，从A到C速度方向转过θ角.求A、B、C三点场强的大小是多少?并分析这个电场是什么性质的电荷所激发的电场，求场源电荷的电荷量是多少?3.在x轴上有两个点电荷，一个带正电Q1，另一个带负电-Q2，且Q1＝2Q2.用E1和E2分别表示两电荷所产生的场强大小，则在x轴上E1＝E2之点共有几处?其合场强分别是多少?4.边长为L的正方形四个顶点A、B、C、D上依次放置点电荷+2Q,-2Q,+2Q，-Q，如图所示，求正方形中心O的场强.5.如图所示，等量异号电荷Q、-Q连线上跟Q相距x的一点A，中垂线上跟垂足相距y 的另一点B，试根据图中给出的条件，求E A、E B的表达式，并讨论F A随x、E B随y的变化情况.【生活实际运用】如图所示，一带电量为q的金属球，固定在绝缘的支架上，这时球外P点的电场强度为E0.当把一电量也是q的点电荷放在P点时，测得点电荷受到的静电力为f；当把一电量为aq的点电荷放在P点时，测得作用于这点电荷的静电力为F，则在国际单位制中( )A.f的数值等于qE0B.F的数值等于afC.a比1小得越多，F的数值越接近aqE0D.a比1小得越多，F的数值越接近af【知识验证实验】测定微粒的带电量在实验室中的可调节场强大小的平行金属板形成的匀强电场中，测定某由摩擦带电的小微粒所带的电量.说明：使带电微粒在电场中静止或作匀速直线运动，根据受力平衡求得其带电量.【知识探究学习】物理学上常把重力作用的空间叫做重力场.如果把单位质量的物体受到的重力叫做重力的强度，试写出重力场强度的定义式，并讨论重力场与何种电场相似.答：重力场强度定义式E G ＝m G ＝2)(h R m GM +地/m ＝2)h R (GM +地 其中：G 为引力常量，M 地为地球质量，R 为地球半径，h 为地面高度.地球表面：E GO ＝g.讨论：(1)地球表面为竖直向下的匀强重力场；(2)地面高空的重力场与负点电荷的电场相似.参考答案:【同步达纲练习】1.AC2.C3.BC4.D5.B6.C7.负，91×10-8，1.6×10-16 8.qEm 4，竖直向下. 【素质优化训练】 1. 4224R r kQ ，由球心指向小孔中心. 2.E A ＝E B ＝E C ；负电荷；Q ＝θkq s mv 20. 3.两处；2E 1，0 4. 22L kQ ，方向指向B. 5.E A ＝kQ ［21x +2)(1x c -］,E B ＝23)4(22y l KQl +. 【生活实际运用】C。
静电场电场强度
VS
详细描述
当导体放入静电场中，导体内的自由电荷 会受到电场力的作用而重新分布，使得导 体表面出现电荷聚集的现象。静电感应现 象是静电场对导体作用的结果，也是电场 强度的一个重要物理效应。
静电屏蔽现象
总结词
封闭导体壳内的空间不受外界静电场影响的 的现象。
详细描述
当一个导体壳处于静电场中时，导体壳内的 空间会受到静电场的屏蔽作用，使得壳内的 空间不受外界静电场的影响。静电屏蔽现象 是封闭导体壳对外界静电场的屏蔽作用的结 果，也是电场强度的一个重要物理效应。
电场强度的性质
矢量性
电场强度是矢量，具有大小和方向，其方向与正电荷在该点所受 的电场力方向相同。
相对性
电场强度的大小和方向与参考系的选择有关，参考系不同，电场强 度也不同。
叠加性
在多个点电荷产生的电场中，某一点的电场强度等于各个点电荷单 独存在时在该点产生的电场强度的矢量和。
电场强度与电场线
电场线
场强度与电势差的关系。
电势差的意义
03
电势差是描述电场能的性质的物理量，是静电场中能量转化的
量度。
电容器的电容与电场强度
1 2
电容器的电容
表征电容器容纳电荷本领的物理量，由电容器本 身结构决定。
电容器电容的决定因素
由电容器极板间距、极板面积和极板间的介质决 定。
3
电容器电容与电场强度的关系
在平行板电容器中，电场强度与电容器的电容和 电量有关，反映了电容器电容对电场强度的影响。
04
电场强度的物理生极化的现象。
详细描述
在静电场中，电介质中的分子或原子会在电场的作用下发生偶极子的定向排列，导致电 介质表现出宏观的电极化现象。电极化现象是电场对物质的作用结果，是电场强度的一
电场 电场强度
电场电场强度
电场是由电荷产生的一种场，是一种普遍存在于电荷周围的物理场，电场可以用数字来表示，也可以用矢量来表示，是电荷的跟踪者。
电场的概念是由英国物理学家史蒂文森提出的，他把电荷周围影响力的理论表达成功，让物理学家认识到电荷影响范围广泛的场的概念，而这种场就叫做电场。
2. 电场强度
电场强度是指每个单位质量单位时间产生的电势变化率。
换句话说，电场强度是每个单位质量的时间内净电势的变化值，是电荷电势能量大小的指标。
电场强度可以通过计算机画出场线，而且电场强度的方向恰好是电场单位势能的方向。
电场强度用符号E表示，它的单位是NC·m/C。
电场强度是按质量的消耗和电荷的变化来衡量的，它的值与质量的消耗和电荷的速率有关，是测量电场的重要参数。
- 1 -。
电场和电场强度的概念
电场和电场强度的概念电场是物理学中的一个重要概念，描述了电荷对周围空间产生的作用。
电场强度则是衡量电场强弱的物理量。
本文将对电场和电场强度的概念进行详细论述。
一、电场的概念电场是由电荷所产生的一种物理量，它具有大小和方向。
当一个电荷处于某个点上时，它会对周围空间产生电场。
电荷的性质决定了电场的强弱和方向。
正电荷产生的电场方向指向其周围空间，负电荷产生的电场方向则相反。
二、电场强度的概念电场强度是衡量电场强弱的物理量，用E表示。
在某个点上，电场强度的大小等于单位正电荷在该点受到的电场力。
电场强度的方向与电场力的方向相同。
电场强度的单位是每库仑（C）所受到的牛顿（N），通常用N/C表示。
三、电场强度的计算方法计算电场强度的方法有多种，下面列举两种常见的情况：1. 点电荷的电场强度计算对于一个点电荷Q，与其距离为r的点P上的电场强度E的计算公式为：E = k * Q / r^2其中，k为库仑常数，约等于9 × 10^9 N·m^2/C^2。
2. 均匀带电球面的电场强度计算对于一个均匀带电球面，其电荷量为Q，半径为R，与其距离为r的点P上的电场强度E的计算公式为：E = k * Q / R^2当r<R时，即在球内部，电场强度E在球心方向向内，大小随距离增大而减小；当r>R时，即在球外部，电场强度E在球心方向向外，大小随距离增大而减小。
四、电场强度的性质1. 电场强度是矢量电场强度具有大小和方向，因此是一个矢量量。
在计算和描述电场强度时，需要同时考虑其大小和方向。
2. 电场强度的叠加原理当空间中有多个电荷同时存在时，它们所产生的电场强度可以进行叠加。
对于每个电荷而言，它们产生的电场强度矢量可以进行矢量求和，得到总的电场强度矢量。
3. 电场强度的分布规律在电荷周围的空间中，电场强度具有一定的分布规律。
通常情况下，电荷越靠近某一点，该点上的电场强度越大。
五、应用场景电场和电场强度的概念在物理学和工程学中具有重要应用。
电场强度的概念
电场强度的概念电场强度的概念电场是由电荷所产生的一种物理现象，可以通过电场强度来描述。
本文将从以下几个方面介绍电场强度的概念。
一、基本概念电场强度是指单位正电荷在某一点所受到的力，通常用E表示。
在国际单位制中，E的单位为牛/库仑（N/C）。
二、计算方法1. 点电荷产生的电场强度点电荷Q在距离r处产生的电场强度E可以通过库仑定律计算得出：E = kQ/r^2其中，k为库仑常数，其值为8.99×10^9 N·m^2/C^2。
2. 多个点电荷产生的电场强度多个点电荷同时存在时，在某一点P处产生的总电场强度等于各点电荷所产生的单个电场强度之和：E = E1 + E2 + ... + En其中，Ei表示第i个点电荷在P点处产生的单个电场强度。
3. 连续分布带有均匀线密度λ和面密度σ的带状物体所产生的电场强度对于带状物体上每一个微元dq，在距离r处所产生的电场强度为：dE = k·dq/r^2整个带状物体所产生的电场强度可以通过积分得到：E = ∫dE = ∫k·dq/r^2其中，积分范围为整个带状物体。
4. 连续分布带有均匀体密度ρ的立方体所产生的电场强度对于立方体内任意一点P，在其周围微元dV处所产生的电场强度为：dE = k·ρ·dV/r^2整个立方体所产生的电场强度可以通过积分得到：E = ∫dE = ∫k·ρ·dV/r^2其中，积分范围为整个立方体。
三、性质和特点1. 电场强度与距离平方成反比例关系。
由于点电荷在距离r处所产生的电场强度与r^2成反比例关系，因此在远离点电荷时，其对周围环境的影响逐渐减小。
2. 电场强度是一个矢量量。
由于电荷之间存在正负之分，因此在计算多个点电荷共同作用下某一点处的总电场强度时，需要考虑各点电荷之间的相对位置。
3. 电场强度的方向与电荷的正负有关。
正电荷所产生的电场强度指向远离电荷的方向，而负电荷所产生的电场强度则指向靠近电荷的方向。
电场强度公式 怎么计算电场强度
电场强度公式怎么计算电场强度
E=F/q，这个是电场强度的定义式；E=kQ/r^2，这个公式为点电荷场强的打算式；E=U/d，这个公式只适用于匀强电场场强的计算。
电场强度公式
在匀强电场中：E=U/d。
假如知道一电荷受力大小可用：E=F/q，则点电荷形成的电场为：E=kq/r^2。
参数：k为一常数，q为此电荷的电量，r为到此电荷的距离。
可知：随r的增大，点电荷形成的场强渐渐减小。
不与r成正比，只与r^2成正比。
电场强度公式：E=U/d=4πkQ/εS，且做功W=U*q。
电场强度（矢量）与电势（标量）均由电场本身打算，电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关。
电场强度相关学问点
电场强度是用来表示电场的强弱和方向的物理量。
试验表明，在电场中某一点，摸索点电荷（正电荷）在该点所受电场力与其所带电荷的比值是一个与摸索点电荷无关的量。
于是以摸索点电荷（正电荷）在该点所受电场力的方向为电场方向，以前述比值为大小的矢量定义为该点的电场强度，常用E表示。
根据定义，电场中某一点的电场强度的方向可用摸索点电荷（正电荷）在该点所受电场力的电场方一直
确定；电场强弱可由摸索电荷所受的力与摸索点电荷带电量的比值确定。
摸索点电荷应当满意两个条件：
（1）它的线度必需小到可以被看作点电荷，以便确定场中每点的性质；
（2）它的电量要足够小，使得由于它的置入不引起原有电场的重新分布或对有源电场的影响可忽视不计。
电场强度的单位V/m(伏特/米)或N/C(牛顿/库仑)（这两个单位实际上相等）。
常用的单位还有V/cm(伏特/厘米)。
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§2. 电场 电场强度
电荷之间的相互作用
➢ 电荷之间的相互作用 如何传递？
✓ 超距作用 (不需媒介、不需时间)
✓ 近距作用 “以太”传递(弹性介 质)
➢ 电力、磁力的传递需 要时间
✓ 传递速度:3×108 m/s.
✓ 没有“以太”存在的证 据.
F21
q1
q2
r
F12
电荷之间的相互作用
r2
cos
Ey
1
4 0
dx
r2
sin
均匀带电细棒 场强 Ex
1
4
0
dx
r2
cos
y dE
P
ra
1 dl O
r2 a2
sin2
2 x
x a cot
dx
a(
d sin2
)
dx
a sin 2
d
Ex
1
4 0
a sin 2
d
(
a sin
2 2
)
cos
Ex
1 d cos 4 0 a
E/ /
4 0
( (r
l
)2
(r
l
ห้องสมุดไป่ตู้
)2
)
4 0
r4
2
2
E/ /
2
4 0
ql r3
E
1
4 0
(r 2
ql l 2 )3/2
4
E
1
4 0
ql r3
2 ql 2 p
E/ /
4 0
r3
4 0
r3
E
1
4 0
ql r3
1
4 0
p r3
p ql
【讨论】：
1. 2.
电偶极子的电场
Ep
Pe r3
总电偶极矩的场等于各分电矩场的矢量和。
4 0
edV
r3
r
e
q lim V 0 V
dq dV
dq edV
连续带电体的场强计算
带电曲面
P
r S
q
E
Q
E
1
4 0
q r3
r
E 1 q r
40 r3
q eS
E
1 eS r
40 r3
E 1 edS r
S 40 r3 dq edS
连续带电体的场强计算
带电曲线
q
P
r l
E
Q
q0
Q
F
r
检验电荷置于激发场中
检验电荷q0在Q的激发场中受力F
F
q0 •与不同的激发电荷有关；
•与检验电荷q0无关。
F E q0
E F q0
F E
q0
点电荷的电场强度E
F 1 qq0 r
40 r3
E
F q0
1
4 0
q r3
r
E
E 1 q r 1 q r0
40 r3 40 r2
O r E0
r
r 0 E ?
4. 电力线不会在无电荷处 中断
5. 电力线只是形象描述 (方向、大小)
6. 电力线不可数(无数条)
场叠加原理
qi
q1
qn
E1
q2
Ei
qj
n
F0 Fi i 1
F0
n i 1
1
4 0
qi q0
ri
2 0
ri
0 0
E
1
4 0
n i 1
qi ri2
ri
0
场强的计算
依据：
点电荷的场： 点荷系的场：
1) 场强的定义； 2) 库仑定律； 3) 场强叠加原理。
E
qr
40r 3
E
1
4 0
n i 1
qi ri 3
ri
电偶极子
-q l +q
O
r
E
P
E
电偶极子
两点电荷+q和-q，相距 l，ll 的方向由-q指向+q，
当考察点至两电荷的距离 r>>l 时，两点电荷可视为一
电荷对，称为电偶极子。
电场
电荷
场
电荷
➢ 处在场中的电荷都会受到作用; ➢ “场”:
✓电荷激发的场(激发场); ✓电磁场可以脱离电荷电流独立存在; ✓具有动量、能量属性; ➢ 物质的一种形态.
静电场
➢ 相对于观察者静止的电荷其周围的场. ➢ 在不同的参考系中观察同一个电荷,它的
运动行为不同,激发的场也不同. ➢ 电场性质：
q
r
q l
F
F合 0
F LrF
L
L
rF
sin
l 2
F
sin
L L L lF sin
Ll F
L l qE
L pE
连续带电体的场强计算
带电体
Pr
E
V
q
VQ
E
1
4 0
q r3
r
E 1 q r
40 r3
e
q V
E
1
4 0
eV
r3
r
E
lim V 0 V
1
4 0
eV
r3
r
E
V
1
E
P
E
r r0
q l
q
-2
+
O
E
E
1
4 0
q r02
Ey E y -E y 0
Ex Ex +Ex 2E cos
1 q l/2 E2
40 r02 r0
1 ql 1
ql
E 40 r03 40 (r 2 l 2 )3/2
4
方向向左
电偶极子 电场 讨论
P E
q
lq
E
-
+
O
讨论r l
q
1
1
q 2lr
定义电偶极矩： p ql（简称电矩）， l 是极轴;
场叠加原理应用 电偶极子场点P在 l 的延长线上电场
E
1
4 0
(r
q l
)2
2
E
1
4 0
(r
q l
)2
2
E E -E
q O q
-
+
l lr
22
E q ( 1 1 )
40 (r l )2 (r l )2
2
2
方向向右
E E
P
场叠加原理应用 电偶极子场点P在 l 的中垂线上电场
Ey 40a
2 d
1
sin
Ex
2 1 d cos 1 40a
Ex 40a
2 d cos
1
Ex
4 0 a
(sin 2
sin1)
均匀带电细棒 场强
y dE
P
ra
1
2 x
Ex
1 dx cos 40 r 2
Ey
1 dx sin 40 r 2
Ex 40a
2 1
d
cos
4 0 a
(sin 2
sin1)
点电荷的电场强度E
q0
E
1q
r
E 40 r3 r
q0
E
r
电场线
➢形象的描述电场的分布情况; ➢电场线的方向、稠密程度.
+
-
电场线
-+
--
电场线 特点
++ ++ + +++ +++ ++ -- -- - -- - - -- --
1. 出发于正电荷( 无穷远处) 终止于负电荷( 无穷远处)
2. 电力线不闭合 3. 电力线不相交
1 q
E
4 0
r3
r
E
1 q
40 r3 r
q el
E
1
4
0
el
r3
r
E
S
1
4 0
edl
r3
r
dq edl
均匀带电细棒 场强
y dE
P
ra
1
dl O
2 x
dq dl
dE 1 dl 1 dx 40 r 2 40 r 2
dE dE cos i dE sin j
Ex
1
4
0
dx
Eθ
Er
参见图
pr Pe cosθ
P r
pθ Pe sin θ
pr
而 pr 延长线上的电场
Er
2 pr
4π 0r3
2 cosθ
4π 0r3
Pe
Pe
pθ
分解电矩求电场
p 中垂线上的电场
Eθ
pθ
4π 0r3
sin θ
4π 0r3
Pe
【注】：结果与按两点电荷的场叠加方法相同。
电偶极子在电场中受力情况
✓ 引入电场的任何带电体都受电场作用力—— 电场力；
✓ 带电体在电场中移动时，电场力对带电体做 功。
电场的描述-检验电荷
➢ 检验电荷(试探电荷)
q0
Q
F
r
检验电荷置于激发场中
➢ 检验电荷的要求 1. q0电量充分小 (避免改变原电场分布);
q0 Q
2. q0几何线度相当小 看作点电荷
dr
电场的描述-电场强度E