06--2、电场、电场强度
静电场——电场强度和电势
库仑定律 电场强度1、实验定律a 、库仑定律条件：⑴点电荷，⑵真空，⑶点电荷静止或相对静止。
事实上，条件⑴和⑵均不能视为对库仑定律的限制，因为叠加原理可以将点电荷之间的静电力应用到一般带电体，非真空介质可以通过介电常数将k 进行修正（如果介质分布是均匀和“充分宽广”的，一般认为k′= k /εr ）。
只有条件⑶，它才是静电学的基本前提和出发点（但这一点又是常常被忽视和被不恰当地“综合应用”的）。
b 、电荷守恒定律c 、叠加原理2、电场强度a 、电场强度的定义电场的概念；试探电荷（检验电荷）；定义意味着一种适用于任何电场的对电场的检测手段；电场线是抽象而直观地描述电场有效工具（电场线的基本属性）。
b 、不同电场中场强的计算决定电场强弱的因素有两个：场源（带电量和带电体的形状）和空间位置。
这可以从不同电场的场强决定式看出⑴点电荷：E = k 2rQ ⑵证明：均匀带电环，垂直环面轴线上的某点电场强度E =2322)R r (k Qr +⑶证明：均匀带电球壳a.内部某点电场强度大E 内= 0b.外部外部距球心为r 处场强为E 外 = k 2rQc.如果球壳是有厚度的的（内径R 1 、外径R 2），在壳体中（R 1＜r ＜R 2）E = 2313rR r k 34-πρ ，其中ρ为电荷体密度。
⑷证明：无限长均匀带电直线（电荷线密度为λ）：E = rk 2λ⑸证明：无限大均匀带电平面（电荷面密度为σ）：E = 2πk σ3.电通量和高斯定理（1）电通量：在电场中穿过任意曲面的电场线的总条数称为穿过该面的电通量，用 Ф 表示。
E 与平面S 垂直时，Ф=ESE 与平面S 有夹角θ时，θcos ES Φe ＝（2该曲面所包围的所有电荷电量的代数Σq i 和除以 ε0 ，荷无关．练习：用高斯定理证明上述（3）、（4）、（5）内的结论练习1.半径为R 的均匀带电球面，电荷的面密度为σ，试求球心处的电场强度。
⊥E2.有一个均匀的带电球体，球心在O 点，半径为R ，电荷体密度为ρ ，球体内有一个球形空腔，空腔球心在O ′点，半径为R ′，O O = a ，如图7-7所示，试求空腔中各点的场强。
电场强度的理解及合成计算
+q
-q
+q
-q
+q
-q
+q
-q
思维方法：叠加合成法
两个模型
+q
-q
+q
1.电场强度三个公式的比较
表达式比较
E＝F/q
E＝kQ1Q2/r2
E＝U/d
公式 意义
适用 条件
决定 因素
相同点
电场强度 定义式
真空中点电荷电场强度的决定式
匀强电场中E与U的关系式
一切电场
①真空,②点电荷
匀强电场
由电场本身决定与q无关
由场源电荷Q和场源电荷到该点的距离r共同决定
由电场本身决定,d为沿电场方向的距离
电场线分布图
连线中点O处的场强
最小,指向负电荷一方
为零
比较
等量异种点电荷
等量同种点电荷
连线上的场强大小
沿中垂线由O点向外的场强大小
关于O点对称的A与A′、B与B′的场强特点
沿连线先变小，再变大
沿连线先变小，再变大
O点最大，向外逐渐减小
O点最小，向外先变大后变小
等大、同向
等大、反向
典例剖析
解题思路导析 1.此时G点合场强为零说明了什么？ 2.正电荷移动到G点后，H点处的场强又如何？ 转解析 注意各电荷的场强特点及合场强的确定。
矢量，遵守平行四边形定则,单位：1 N/C＝1 V/m
辨析
2. 电场的叠加 (1)场强是矢量，它的叠加遵守矢量合成的平行四边形定则．当空间中有几个点电荷同时存在时，某点的场强是各点电荷单独存在时在该点产生场强的矢量和． (2)两个等量点电荷连线及中垂线上场强的比较
高中物理电场知识点汇总
高中物理电场知识点汇总物理概念和术语是学习物理学的基础，只有熟练掌握才能抓住问题的实质和关键。
下面是小编为大家整理的有关高中物理电场知识点汇总，希望对你们有帮助!高中物理电场知识点汇总1重要性：电场和磁场是高中物理研究的两个很主要的内容，因为这两个领域可以包含力学、运动学的绝大部分内容，所以电场在高考中的地位是很高的。
作用主要就是联系运动学、力学、磁场、能量的纽带。
它们一起混合起来进行考试是高考物理大题的常用考察方式。
点电荷电场线口诀：光芒四射正点电——正点电荷的电场线均匀射向四面八方。
万箭齐中负点电——负点电荷的电场线从四面八方指向负点电荷。
等量同号蝶双飞——等量同性电荷的电场线形状像“蝶双飞”等量异号灯一盏——等量异性电荷的电场线形状像“一盏灯笼”电场口诀：电场选择不头疼，抓住线面不放松，电场中有等势面，与它垂直画场线，方向由高指向低，面密线密是特点。
电场强度是矢量，疏密表示弱和强，线面越密场越强，场强力强a也强，力的方向看正负，正同负反要记清，场强计算三公式，条件记清用对路。
电势高低看走向，沿线越走势越低。
AB之间电势差，电势A减电势B。
势能变化看做功，正减负增一根筋。
高中物理电场知识点汇总21电荷及电荷守恒自然界中存在两种电荷———正电荷与负电荷规定：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电;用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。
电荷的多少叫电量。
自然界中最小的带电单元称基元电荷e=1.6×10-19C。
电荷与电荷之间通过电场发生相互作用，同种电荷相斥，异种电荷相吸。
使物体带电叫起电，使物体带电的方式有三种：摩擦起电、接触起电和感应起电。
2电荷守恒定律电荷既不能创造，也不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分。
3库仑定律1、点电荷：没有大小的带电体称点电荷，它是一种理想模型。
2、适用条件:真空中的点电荷.点电荷是一种理想化的模型。
如果带电体本身的线度比相互作用的带电体之间的距离小得多，以致带电体的体积和形状对相互作用力的影响可以忽略不计时，这种带电体就可以看成点电荷，但点电荷自身不一定很小，所带电荷量也不一定很少。
电场强度
布置作业
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第1章
静电场
电场强度
你知道有看不见，摸不着的物 体么？
这些你在用么？有何性质？
你又如何检 验这些物体 的存在呢？
两电荷不直接接触，它们之间的相互 作用是怎样产生的?
θ
++ +A+ ++
++ + B+ ++
怎样检验空间中是否存在
看不见又摸不着的电场呢？
发现一个问题
猜想：能否用电场力的大小表示电场的强弱？
例：关于电场强度，下列说法正确的是（ B ） A.E=F/q，若q减半，则该处的场强变为原来的2 倍 B.E=kQ/r2中，E与Q成正比，而与r平方成反比 C.在以一个点电荷为球心，r为半径的球面上， 各点的场强均相同 D.电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到 的电场力的方向
总结
1、电场——客观存在的一种物质 F E 2、电场有强弱—— q 3.单位： (N/C) ， (V/m) ，1 V/m=1N/C 4、电场的矢量性——与正电荷所受电场力方 向一致 5、点电荷——概念、定义式
5 9 × 10 ________水平向左
Q 例、关于 E F ……①和 E k 2 ……②，下列说 r
q
法中正确的是（ C ） （1）①式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是 放入电场中电荷的电量 （2）①式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是 产生电场电荷的电量 （3）②式中，Q是放入电场中的电荷的电量 （4）②式中，Q是产生电场的电荷的电量 A、（1）（3） C、（1）（4） B、（2）（3） D、（2）（4）
必修三电场知识点总结
必修三电场知识点总结1. 电场的定义和基本性质电场是由电荷产生的力场，描述了电荷之间相互作用的力和电场强度。
电场的性质包括：（1）电场是一种作用于电荷的力场，它可以对电荷施加作用力，使得电荷发生移动。
（2）电场是一个矢量场，它具有方向和大小的特性，可以用电场线表示电场的方向和强度。
（3）电场是非物质性的，它无法直接观测，但可以通过测试电荷的受力情况来间接观测和测量。
2. 电场强度电场强度描述了某一点处单位正电荷所受到的电场力，它是一个矢量量，具有方向和大小的特性。
电场强度的计算公式为：\[ E = \frac{k \cdot q}{r^2} \]其中，E表示电场强度；k为电场常数，其取值为 \( 8.99 \times 10^9 Nm^2/C^2 \)；q为产生电场的电荷；r为电荷到待测点的距离。
电场强度的方向与电荷的正负性有关，如果电荷是正电荷，则电场强度的方向指向该电荷；如果电荷是负电荷，则电场强度的方向指向远离该电荷的方向。
3. 电场线电场线是描述电场强度分布的一种图像方式，它是沿着电场强度方向的曲线，具有以下特性：（1）电场线的密度表示了电场强度的大小，密集的电场线表示电场强度大，疏松的电场线表示电场强度小。
（2）电场线的方向表示了电场强度的方向，电场线从正电荷出发，指向负电荷。
（3）电场线不能相交，因为电场线表示了某一点处电场的方向，不可能存在一个点有两个不同的电场方向。
4. 电场中的电荷的受力在电场中，电荷受到的力包括库仑力和洛伦兹力。
库仑力是由于电荷之间的相互作用产生的力，其大小和方向由库仑定律给出；洛伦兹力是由于电荷在电场中运动产生的力，其大小和方向由电场和磁场的叠加给出。
这两种力的合力使得电荷在电场中产生加速度，从而导致电荷的运动和行为。
5. 电场中的电势电场中的电势描述了单位正电荷在电场中所具有的电势能量，它是标量量，没有方向的特性。
电场中的电势可以用电势函数来描述，其计算公式为：\[ V = \frac{k \cdot q}{r} \]其中，V表示电势；k为电场常数；q为产生电场的电荷；r为电荷到待测点的距离。
《大学物理AI》作业 No.06 电场强度(参考解答)
aA bcdq选择题7图填空题6图ΔSR O《大学物理AI 》作业No.06电场强度班级________学号________姓名_________成绩______--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------****************************本章教学要求****************************1、掌握电场强度和电通量的定义，建立电场“分布”概念；2、掌握用点电荷场强公式及场强叠加原理求场强的方法；3、确切理解静电场的高斯定理，并掌握用高斯定理求场强分布的方法；4、掌握点电荷、无线长带电直线、无线大带电平面、带电圆环等典型带电体的电场分布公式。
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------一、填空题1.静电场是指______________________电荷在周围产生的电场；静电场对处于场中__________的电荷产生的作用力称为静电力（选填：静止，运动）；静电场中单位检验电荷受到的静电力定义电场强度，电场强度的分布与_______________无关，只由______________、______________决定。
2.当空间存在多个电荷时，空间某一点的场强等于__________________________________，这被为静电场的叠加原理。
利用叠加原理和________________，原则上可以计算出任意带电体产生的场强分布。
3.电场线是为了形象描述电场分布而引入的虚拟曲线，电场线分布的________与该处的________成正比；穿过某一给定曲面的________________被称为通过该曲面的电通量，当电场强度的方向与曲面法线方向相同，电通量为________，当电场强度的方向与曲面法线方向相反，电通量为________；对封闭曲面来说，求电通量时，约定其________法线方向为法线正方向。
电场强度单位 (2)
电场强度单位1. 引言在电学中，电场强度是一个重要的物理量，用来描述电场的强弱。
电场强度的单位在不同的国际单位制中有所不同，本文将介绍几种常见的电场强度单位，并对其换算关系进行详细的说明。
2. 国际单位制中的电场强度单位在国际单位制中，电场强度的单位为牛顿/库仑（N/C）。
其定义为单位正电荷在电场中受到的电力与其电荷之比。
电场强度的计算公式为：E =F / q其中，E表示电场强度，F表示电力，q表示电荷。
单位正电荷的电量为1库仑。
3. CGS单位制中的电场强度单位在CGS单位制中，电场强度的单位为（动态）厘米/（静电）单位电荷。
其定义为单位正电荷在电场中的受力。
电场强度的计算公式为：E =F / q其中，E表示电场强度，F表示受到的力，q表示电荷的电量。
在CGS单位制中，1静电单位电荷等于4.803 × 10^(-10) 库仑。
因此，可以通过换算关系将国际单位制中的电场强度单位转换为CGS单位制中的单位。
4. 换算关系根据前述的定义和计算公式，可以得到国际单位制中的电场强度单位与CGS单位制中的单位之间的换算关系如下：1 N/C = 1 V/m = 1000 V/cm = 1000 dyn/esu其中，V表示电压，m表示米，cm表示厘米，dyn表示动力，esu表示静电单位。
5. 其他电场强度单位除了国际单位制和CGS单位制中的电场强度单位外，还有其他一些单位制采用不同的电场强度单位。
在英制单位制中，电场强度的单位为伏特/英尺（V/ft）。
在自然单位制（原子单位制）中，电场强度的单位为原子单位电场（a.u.e.）。
6. 结论本文介绍了电场强度单位在国际单位制和CGS单位制中的定义及计算公式，并给出了它们之间的换算关系。
同时，还提到了英制单位制和自然单位制中的电场强度单位。
了解电场强度单位及其转换关系对于电场问题的研究以及相关计算具有重要的意义。
7. 参考文献1.Serway, Raymond A. and Jewett Jr., John W.。
电场强度
O
E2
E1
排斥型
E1=E2，反向
(1)两点电荷连线上，中点O处场强为零，向两侧场强逐渐增大，方向指向中点． (2)两点电荷连线中点O沿中垂面(中垂线)到无限远，电场线先变密后变疏，即场强 先变大后变小，方向背离中点．
等量异号点电荷的电场：
O
连线上最疏， 中垂线上最密
向吸型
(1)两点电荷连线上的各点场强方向从正电荷指向负电荷，沿电场线方向场强先变小再变 大，中点处场强最小． (2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，电场线的方向均相同，即电场强度方向都相同， 总与中垂面(或中垂线)垂直且指向负点电荷一侧．沿中垂面(中垂线)从中点到无限远处， 场强大小一直减小，中点处场强最大．
一、对电场强度的理解
E 与F 反向
例1 如图所示，在一带负电的导体A附近 有一点B，若在B处放置一个q1＝－2.0×10 －8 C的电荷，测出其受到的静电力F1大小 为4.0×10－6 N，方向如图，则：
解析:EB＝|Fq11|＝42..00× ×1100－ －68 N/C
(1)B处场强是多少？方向如何？ (2)如果换成一个q2＝4.0×10－7C 的电荷放在B点，其受力多大？ 此时B处场强多大？
B．若在A点换上电荷量为2q的试探电 荷，A点的场强将变为2E
C．若在A点移去电荷q，A点的场强 变为零
D．A点场强的大小、方向与q的大 小、正负、有无均无关
F 反向，E 与-q 受力相反，故： E 方向不变
F 变为2倍，F 与2q 比 值不变，故E 不变
E 由电场自身性质决定与 有无q 无关
比值定义法
＝200 N/C 场强方向与 F1 方向相反 (2) F2＝q2EB＝4.0×10－7×200 N ＝8.0×10－5 N， 此时 B 处场强不变.
电场强度
连续带电体
E = ∫∫∫ d E ,
dq ∧ dE = r 2 4πε 0 r 1
注意
E = ∑ Ei
i
dq ∧ E = ∫∫∫ d E , d E = r 2 4πε 0 r 1
上式是矢量积分，具体计算时， 上式是矢量积分，具体计算时，要化成标 量积分 dq是什么 积分限如何确定？几重积分？ dq是什么？积分限如何确定？几重积分？ 是什么？ 由带电体的电荷分布决定
§2.电场强度 p72 1-8、9、10、12 电场强度
电场
库仑定律给出了两个点电荷相互作用的定量关系 问题：相互作用是如何传递的？ 问题：相互作用是如何传递的？
电荷 电荷
直接、 直接、瞬时 传递需要时间
电荷 电荷
超距作用 近距作用
两者争论由来已久
近代物理证明 电场传递相互作用
电 场
1.电荷产生电场：电荷之间的相互作用力依靠电场 电荷产生电场： 电荷产生电场 来传递。 来传递。 2.电场性质：是一种特殊的物质，具有物质性。 电场性质：是一种特殊的物质，具有物质性。 电场性质 （1）力的性质：对处于电场中的其他带电体有 ）力的性质： 作用力； 作用力； (2) 能量的性质：在电场中移动其他带电体时，电 能量的性质：在电场中移动其他带电体时， 场力对它作功。 场力对它作功。
r r f E = q
r E = Q 4π ε 0 r
2
Q r r
讨论 球对称
$ r
$ r
从源电荷指向场点
$ r
场强方向 正电荷受力方向
场强叠加原理
实际就是力的叠加原理
点电荷组在空间某点产生的电场等于各点电荷 单独存在时在该点产生的场的矢量和。 单独存在时在该点产生的场的矢量和。
电场强度与电势
电场强度与电势电场强度和电势是电学中两个重要的概念，它们描述了电场的性质和行为。
本文将介绍电场强度和电势的概念，并探讨它们之间的关系。
一、电场强度的概念电场强度是指单位正电荷所受到的力的大小和方向。
简而言之，它描述了电场对电荷的作用力。
电场强度通常用E表示，单位是N/C（牛顿/库仑）。
在一个静电场中，电场强度的方向始终与电场中正电荷所受到的力的方向相同，而与电荷自身的性质无关。
电场强度在空间中的分布是由电荷之间的相互作用决定的。
二、电势的概念电势是指单位正电荷所具有的电位能量。
我们可以将电势想象成一个场，在这个场中，电荷会受到一个力，使它具有一定的电势能。
电势通常用V表示，单位是V（伏特）。
正电荷会朝着电势值较低的方向移动，而负电荷则相反。
因此，电势反映了电荷在电场中的运动趋势。
电势在空间中的分布是由电荷产生的电场决定的。
三、电场强度与电势的关系电场强度与电势之间存在着一定的关系，可以通过以下公式来表示：E = -∇V其中E表示电场强度，V表示电势，∇表示梯度算子。
这个公式表明了电场强度与电势之间的梯度关系。
通过上述公式，我们可以得出以下结论：1. 在电势变化大的地方，电场强度大。
反之，在电势变化小的地方，电场强度小。
这是因为电势的梯度越大，表示单位距离上电势的变化越大，从而电场强度越大。
2. 在一个静电场中，沿着等势线方向移动时，不会做功。
这是因为等势线上的点具有相同的电势，电荷在这个方向上不会受到电场力的作用。
3. 电场强度的方向始终指向电势减小的方向。
这是因为正电荷会朝着电势低的方向移动，而负电荷则相反。
四、电场强度和电势的应用电场强度和电势在电学领域有广泛的应用。
它们可以用来研究电荷之间的相互作用、电荷的运动轨迹、电场能量的分布等问题。
在电路中，电场强度和电势的概念可以帮助我们理解电流的流动和电势差的产生。
我们可以利用电场强度和电势的关系来计算电阻中的电流，并优化电路的设计。
此外，在电介质中，电场强度和电势的研究也具有重要的意义。