为什么均匀带电球壳内部电场强度为0_百度知道
为什么均匀带电球壳内部电场强度为0
　　该命题证明如下：　　设想一个实心的导体球，当它带电后，在导体内部建立电场，在电场力作用下，电荷要发生移动，由于同种电荷互相排斥,电荷将全部尽量远离而均匀分布在外表面，达到平衡时，电荷不再移动，此时，内部场强应是0(不然内部的自由电荷将在电场力作用下继续移动.)。现在把球体的内部挖掉一个小球体，就成了一个球壳了，而挖空后并不改变原来的带电情况和电场，所以均匀带电球壳内部电场强度为0。
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电场强度的相关知识
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出门在外也不愁1．由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电量分别为q1和q2，其间距离为r时，它们之间相互作用力的大小为F=k1q2r2，式中k为静电力常量．若用国际单位制的基本单位表示，k的单位应为（　　）A．kgoA2om3B．kgoA-2om3os-4C．kgom2oC-2D．Nom2oA-2难度：0.60真题：8组卷：4012．如图，在正电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，∠M=30°，M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示，已知φM=φN、φP=φF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则（　　）A．点电荷Q一定在MP的连线上B．连接PF的线段一定在同一等势面上C．将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功D．φP＞φM难度：0.52真题：46组卷：12813．如图，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM，φN，φP，φQ，一电子由M点分别到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则（　　）A．直线a位于某一等势面内，φM＞φQB．直线c位于某一等势面内，φM＞φNC．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功难度：0.73真题：19组卷：4054．一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图所示．容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是（　　）A．A点的电场强度比B点的大B．小球表面的电势比容器内表面的低C．B点的电场强度方向与该处内表面垂直D．将检验电荷从A点沿不同路径到B点，电场力所做的功不同难度：0.80真题：1组卷：615．一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e，在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为（　　）A．22eLB．2SneC．ρnevD．难度：0.73真题：21组卷：2906．如图，平行板电容器两极板的间距为d，极板与水平面成45°角，上极板带正电．一电荷量为q（q＞0）的粒子在电容器中靠近下极板处．以初动能Ek0竖直向上射出．不计重力，极板尺寸足够大，若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为（　　）A．k04qdB．k02qdC．k02qdD．k0qd难度：0.60真题：1组卷：887．如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触．把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开，（　　）A．此时A带正电，B带负电B．此时A电势低，B电势高C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合难度：0.80真题：2组卷：778．如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下级板都接地．在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两极板间的电场强度，EP表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则（　　）A．θ增大，E增大B．θ增大，EP不变C．θ减小，EP增大D．θ减小，E不变难度：0.60真题：1组卷：1229．如图，两电荷量分别为Q（Q＞0）和-Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b点位于y轴O点上方．取无穷远处的电势为零．下列说法正确的是（　　）A．b点电势为零，电场强度也为零B．正的试探电荷在a点的电势能大于零，所受电场力方向向右C．将正的试探电荷从O点移到a点，必须克服电场力做功D．将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点，后者电势能的变化较大难度：0.76真题：19组卷：52810．两个正、负点电荷周围电场线分布如图所示，P、Q为电场中两点，则（　　）A．正电荷由P静止释放能运动到QB．正电荷在P的加速度小于在Q的加速度C．负电荷在P的电势能高于在Q的电势能D．负电荷从P移动到Q，其间必有一点电势能为零难度：0.55真题：16组卷：59811．如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1kg的小球A悬挂在水平板的M、N两点，A上带有Q=3.0×10-6C的正电荷，两线夹角为120°，两线上的拉力大小分别为F1和F2，A的正下方0.3m处放有一带等量异种电荷的小球B，B与绝缘支架的总质量为0.2kg（重力加速度取g=10m/s2；静电力常量k=9.0×109Nom2/C2，A、B球可视为点电荷），则（　　）A．支架对地面的压力大小为2.0NB．两线上的拉力大小F1=F2=1.9NC．将B水平右移，使M、A、B在同一直线上，此时两线上的拉力大小F1=1.225N，F2=1.0ND．将B移到无穷远处，两线上的拉力大小F1=F2=0.866N难度：0.56真题：12组卷：47212．如图所示，a、b、c、d、e五点在一直线上，b、c两点间的距离等于d、e两点间的距离．在a点固定放置一个点电荷，带电量为+Q，已知在+Q的电场中b、c两点间的电势差为U．将另一个点电荷+q从d点移动到e点的过程中（　　）A．电场力做功qUB．克服电场力做功qUC．电场力做功大于qUD．电场力做功小于qU难度：0.70真题：31组卷：15513．如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定、圆心是O，最低点是P，直径MN水平，a、b是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷），b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q（图中未画出）时速度为零．则小球a（　　）A．从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小B．从N到P的过程中，速率先增大后减小C．从N到Q的过程中，电势能一直增加D．从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量难度：0.51真题：16组卷：30014．地球表面附近某区域存在大小为150N/C、方向竖直向下的电场．一质量为1.00×l0-4kg、带电量为-1.00×10-7C的小球从静止释放，在电场区域内下落10.0m．对此过程，该小球的电势能和动能的改变量分别为（重力加速度大小取9.80m/s2，忽略空气阻力）（　　）A．-1.50×10-4J和9.95×10-3JB．1.50×10-4J和9.95×10-3JC．-1.50×10-4J和9.65×10-3JD．1.50×10-4J和9.65×10-3J难度：0.66真题：14组卷：55415．如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示．t=0时刻，质量为m的带电微粒以初速度为v0沿中线射入两板间，0～时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出．微粒运动过程中未与金属板接触．重力加速度的大小为g．关于微粒在0～T时间内运动的描述，正确的是（　　）A．末速度大小为v0B．末速度沿水平方向C．重力势能减少了mgdD．克服电场力做功为mgd难度：0.45真题：26组卷：67916．图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等，现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示．点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点．若不计重力，则（　　）A．M带负电荷，N带正电荷B．N在a点的速度与M在c点的速度大小相同C．N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功D．M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零难度：0.60真题：44组卷：19717．如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E1，之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转，最后打在屏上．整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么（　　）A．偏转电场E2对三种粒子做功一样多B．三种粒子打到屏上时的速度一样大C．三种粒子运动到屏上所用时间相同D．三种粒子一定打到屏上的同一位置难度：0.73真题：21组卷：60318．如图，一充电后的平行板电容器的两极板相距l．在正极板附近有一质量为M、电荷量为q（q＞0）的粒子；在负极板附近有另一质量为m、电荷量为-q的粒子．在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动．已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距l的平面．若两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则M：m为（　　）A．3：2B．2：1C．5：2D．3：1难度：0.61真题：13组卷：47419．如图所示的水平匀强电场中，将两个带电小球M和N分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置，释放后，M、N保持静止，不计重力，则（　　）A．M的带电量比N的大B．M带负电荷，N带正电荷C．静止时M受到的合力比N的大D．移动过程中匀强电场对M做负功难度：0.55真题：13组卷：61520．如图，平行板电容器经开关K与电池连接，a处有一带电量非常小的点电荷．K是闭合的，Ua表示a点的电势，f表示点电荷受到的电场力．现将电容器的B板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则（　　）A．Ua变大，f变大B．Ua变大，f变小C．Ua不变，f不变D．Ua不变，f变小难度：0.46真题：20组卷：989二．解答题（共10小题）21．如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于版面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出．已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为U0，偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d．（1）忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时初速度v0和从电场射出时沿垂直版面方向的偏转距离△y；（2）分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法．在解决（1）问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因．已知U=2.0×102V，d=4.0×10-2m，m=9.1×10-31kg，e=1.6×10-19C，g=10m/s2．（3）极板间既有电场也有重力场．电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势φ的定义式．类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”的φG概念，并简要说明电势和“重力势”的共同特点．难度：0.80真题：1组卷：3922．如图，一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点．已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°．不计重力．求A、B两点间的电势差．难度：0.64真题：28组卷：53923．如图，在场强大小为E、水平向右的匀强电场中，一轻杆可绕固定转轴O在竖直平面内自由转动．杆的两端分别固定两电荷量均为q的小球A、B，A带正电，B带负电；A、B两球到转轴O的距离分别为2l、l，所受重力大小均为电场力大小的倍．开始时杆与电场间夹角为θ（90°≤θ≤180°）．将杆从初始位置由静止释放，以O点为重力势能和电势能零点．求：（1）初始状态的电势能We；（2）杆在平衡位置时与电场间的夹角α；（3）杆在电势能为零处的角速度ω．难度：0.45真题：11组卷：36324．如图所示，E为直流电源，G为灵敏电流计，A、B为两个圆柱形电极，P是木板，C、D为两个探针，S为开关．现用上述实验器材进行“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验．（1）木板P上有白纸、导电纸和复写纸，最上面的应该是导电纸；（2）用实线代表导线将实验器材正确连接．难度：0.72真题：6组卷：8825．如图所示，粗糙、绝缘的直轨道OB固定在水平桌面上，B端与桌面边缘对齐，A是轨道上一点，过A点并垂直于轨道的竖直面右侧有大小E=1.5×106N/C，方向水平向右的匀强电场．带负电的小物体P电荷量是2.0×10-6C．质量m=0.25kg，与轨道间动摩擦因数μ=0.4．P从O点由静止开始向右运动，经过0.55s到达A点．到达B点时速度是5m/s，到达空间D点时的速度与竖直方向的夹角为α，且tanα=1.2．P在整个运动过程中始终受到水平向右的某外力F作用．F大小与P的速率v的关系如表所示．P视为质点，电荷量保持不变，忽略空气阻力，取g=10m/s2．求：w（mos-1）0≤v≤22＜v＜5&v≥5F/N263（1）小物体P从开始运动至速率为2m/s所用的时间；（2）小物体P从A运动至D的过程，电场力做的功．难度：0.58真题：10组卷：47326．如图，真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形，边长L=2.0m，若将电荷量均为q=+2.0×10-6C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k=9.0×109Nom2/C2，求：（1）两点电荷间的库仑力大小；（2）C点的电场强度的大小和方向．难度：0.64真题：49组卷：59327．如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔，质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零（空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g），求：（1）小球到达小孔处的速度；（2）极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；（3）小球从开始下落运动到下极板处的时间．难度：0.59真题：42组卷：54128．一电荷量为q（q＞0）、质量为m的带电粒子在匀强电场的作用下，在t=0时由静止开始运动，场强随时间变化的规律如图所示．不计重力，求在t=0到t=T的时间间隔内．（1）粒子位移的大小和方向；（2）粒子沿初始电场反方向运动的时间．难度：0.45真题：20组卷：29829．如图所示，在方向水平的匀强电场中，一个不可伸长的不导电轻细线的一端连着一个质量为m的带电小球，另一端固定于O点，把小球拉直至细线与电场方向平行，然后无初速释放，已知小球摆到最低点的另一侧，线与竖直方向的最大夹角为θ．求小球经过最低点时细线对小球的拉力．难度：0.59真题：27组卷：26430．如图所示，待测区域中存在匀强电场和匀强磁场，根据带电粒子射入时的受力情况可推测其电场和磁场．图中装置由加速器和平移器组成，平移器由两对水平放置、相距为l的相同平行金属板构成，极板长度为l、间距为d，两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反．质量为m、电荷量为+q的粒子经加速电压U0加速后，水平射入偏转电压为U1的平移器，最终从A点水平射入待测区域．不考虑粒子受到的重力．（1）求粒子射出平移器时的速度大小v1；（2）当加速电压变为4U0时，欲使粒子仍从A点射入待测区域，求此时的偏转电压U；（3）已知粒子以不同速度水平向右射入待测区域，刚进入时的受力大小均为F．现取水平向右为x轴正方向，建立如图所示的直角坐标系Oxyz．保持加速电压为U0不变，移动装置使粒子沿不同的坐标轴方向射入待测区域，粒子刚射入时的受力大小如下表所示．射入方向y-yz-z受力大小FFFF请推测该区域中电场强度和磁感应强度的大小及可能的方向．难度：0.30真题：3组卷：287
&&&&，V2.16027为什么处于静电平衡状态下的导体内部的场强为零啊
(1)因为如果在场强内部有电荷分布,那么电荷也会由内部移到导体外部直到里面的电场为0（2）金属导体中的自由电子受到导体周围电场的电场力作用假如是向左运动那么在右侧出现多余的正电荷,掉体两侧正、负电荷在导体内部产生余元电场反向的电场,因与原来的电场反向,叠加的结果是使原场强逐渐减弱,直至导体内部各点的和场强等于零为止,此时F=E内,q=0,导体内的自由电子不再发生定向移动处于一个平衡状态我们说导体达到平衡状态.
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处于静电平衡状态下的导体因为没有电荷定向移动，所以导体内部的场强为零。
不为零的话就不叫静电平衡状态了
如果不为零，电子就会受电荷力移动，直到为零力止。
根本原因在于库伦力的作用。如果导体内部的场强不为零，则电荷在库伦力作用下向金属表面运动，直到所受合力为0.这时内部场强就为0 了。
扫描下载二维码高二物理电场强度
篇一：物理电场强度测试题 3电场强度
同步练习 1.关于电场，下列说法正确的是（ ） A.电场是假想的，并不是客观存在的物质 B.描述电场的电场线是客观存在的 C.电场对放入其中的电荷有力的作用 D.电场对放入其中的电荷没有力的作用 答案：C 2．下列关于电场强度的说法中，正确的是（ ） A．公式E=F只适用于真空中点电荷产生的电场 q F可知，电场中某点的电场强度E与试探电荷在电场中该点所受的电场力成qB．由公式E= 正比 C．在公式F=kQ1Q2Q2Q1中，k是点电荷Q产生的电场在点电荷Q处的场强大小；而k21r2r2r2 kQ可知，在离点电荷非常近的地方(r→0)，电场强度E可达无穷大 R2是点电荷Q1产生的电场在点电荷Q2处场强的大小 D．由公式E= 答案：C 3．如图1-3-12所示，M、N为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的P点放一静止的点电荷q(负电荷)，不计重力，下 列说法中正确的是（ ）
图1-3-12 A．点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大 B．点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越小，速度越来越大 C．点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值 D．点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子速度为零 答案：C 4．如图1-3-13所示，是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是（ ） 图1-3-13 A．这个电场可能是负点电荷的电场 B．点电荷q在A点受到的电场力比在B点受到的电场力大C．点电荷q在A点的瞬时加速度比B点的瞬时加速度小(不计重力) D．负电荷在B点处受到电场力的方向沿B点切线方向 答案：B 5．关于电场强度的定义式E=F/q，下列说法中正确的是（ ） A．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荷量 B．电场强度E与电场力F成正比，与放入电场中电荷的电荷量q成反比 C．电场中某一点的电场强度在数值上等于单位电荷在那一点所受的电场力 D．在库仑定律的表达式F= 场强大小；而kQkQ21Q2中，是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1所在处的r2r2kQ1是点电荷Q1产生的电场在点电荷Q2所在处的场强大小 2r 答案：ACD 6．相距为a的A、B两点分别带有等量异种电荷 Q、-Q，在A、B连线中点处的电场强度为（ ） kQ，且指向-Q a2 2kQ8kQC．2，且指向-QD．2，且指向-Q aaA．零 B． 答案：D 7．如图1-3-14所示，A为带正电Q的金属板，沿金属板的垂直平分线，在距板r处放一质量为m、电荷量为q的小球，小球用绝缘丝线悬挂于O点，受水平向右的电场力偏转θ角而静止.试求小球所在处的电场强度.
图1-3-14 答案：mgtan? q 8．如图1-3-15所示，实线是匀强电场的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点.若带电粒子在运动中只受电场力的作用，则由此图可作出正确判断的是（ ） 图1-3-15 A．带电粒子带负电荷 B．带电粒子带正电荷 C．带电粒子所受电场力的方向
D．带电粒子做匀变速运动 更上一层 答案：ACD9．如图1-3-16所示，AB是某电场中一条电场线，在电场线上P处自由释放一个负的试探电荷时，它沿直线向B点处运动.对此现象，下列判断正确的是(不计电荷重力)（ ） 图1-3-16 A．电荷向B做匀加速运动 B．电荷向B做加速度越来越小的运动 C．电荷向B做加速度越来越大的运动 D．电荷向B做加速运动，加速度的变化情况不能确定 答案：D 10．静电在各种产业和日常生活中有着重要的应用，如静电除尘、静电复印等，所依据的基本原理几乎都是让带电的物质微粒在电场作用下奔向并吸附到电极上.现有三个粒子a、b、c从P点向下射入由正、负电极产生的电场中，它们的运动轨迹如图1-3-17所示，则（ ） 图1-3-17 A.a带负电荷，b带正电荷，c不带电荷
B.a带正电荷，b不带电荷，c带负电荷 C.a带负电荷，b不带电荷，c带正电荷
D.a带正电荷，b带负电荷，c不带电荷 答案：B 11．（2005年上海）如图1-3-18，带电荷量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心.若图中a点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为___________，方向___________(静电力常量为k)
图1-3-18 答案：kq
水平向左(或垂直薄板向左) 2d 12．如图1-3-19所示，在x轴上坐标为+1的点上固定一个电荷量为+4Q的点电荷，数轴原点处固定一电荷量为-Q的点电荷．那么在x轴上，电场强度的方向沿x轴负方向的点所在的区域是___________.
图1-3-19 答案：(0，1)和(-∞，-1) 13.在匀强电场中，将一质量为m、电荷量为q的小球由静止释放，带电小球的运动轨迹为一直线，该直线与竖直方向的夹角为θ，如图1-3-20所示.则匀强电场的场强大小为（ ）图1-3-20 A．最大值是mgtan?mgsin?
B．最小值为 qq mgtan?
D．以上都不对 qC．唯一值是 答案：B 14．在同一电场中的A、B、C三点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷的电荷量和它所受电场力的函数图象如图1-3-21所示，则此三点的场强大小EA、EB、EC的关系是（ ） 图1-3-21 A．EA＞EB＞ECB．EB＞EA＞EC C．EC＞ EA＞EBD．EA＞EC＞EB 答案：C 15．电荷所带电荷量为q1=3.0×10-10 C，在电场中的某一点所受的电场力F=6.3×10-7 N，方向竖直向上.试求这一点的电场强度．如果在这一点放一电荷量为q=6.0×10-10 C的电荷，那么电荷所受电场力是多大?若在这一点不放电荷，则这一点的场强是多大? 答案：2.1×103 N/C
方向竖直向上
1.26×10-6 N2.1×103 N/C 16．如图1-3-22所示，用绝缘细线拴一个质量为m的小球，小球在竖直向下的场强为E的匀强电场中的竖直平面内做匀速圆周运动.则小球带___________电荷，所带电荷量为___________． 图1-3-22 答案：负
mg E篇二：高二物理电场和电场强度 [科目]
物理 [关键词]
电场强度 [年级]
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高二物理电场和电场强度 [内容] 高二物理电场和电场强度 【教学结构】 一.电场，是物质的一种特殊形态. 1.电荷周围存在电场.分析库仑力:ＱＡ对ＱＢ的作用力,是在其周围产生电场,通过电场作用给B. 2.电场力,ＱＢ在ＱＡ产生的电场中受到的力.电荷在电场中受到的力称为电场力.同一电荷在不同电场中或在同一电场不同位置所受电场力的大小和方向均可能不同. 二.电场强度.描述电场力的性质的物理量 1. 电场的强弱,电荷q放在电场A处所受电场力为FA,放置B处受电场力为FB,若FA＞FB到A处电场比B处强. 2. 电场强度:描述电场强弱的物理量. E?F q.放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它电量的比值,叫这点 的电场强度,简称为场强.其物理意义为:单位电量的电荷在电场中受到的电场力.这是物理中常用的一种方法.同于单位时间物体的位移表示物体运动快慢. 3. 场强是描述电场性质的物质的物理量,只由电场决定,与检验电荷无关.例如在A点场强EA?FA q,EA与q的大小无关,与q是否存在无关.不能理解 为EA与FA成正比,与q成反比. 4. 场强是矢量.其大小按定义式E?F计算即可,其方向为正电荷的受力方向为该点场强方向.其单位为NC. 5. 电场强度和电场力是两个不同的物理量,就像速度和位移是完全不同的两个概念.最 根本不同的是:场强是表示电场的性质的物理量,电场力是电荷在电场中受的电场的作用力.还应在大小、方向、单位等诸方面加以比较，它们的关系是F?Eq或E?F q. 电荷q,如 6. 点电荷在真空中电场的场强.在点电荷Q形成的电场中,距Q为r处放入点 图1所示,q受的电场力即库仑力F?K 该处场强为E?F q?KQ r2Qqr2,根据场强定义或Qr2,r可取任意值,因此E?K即为 点电荷在真空中场强公式,Q为场源电量,r为某点到场源的 距离.k为静电常数.其方向,若Q为正;+q受力方向如图所示,即为该点场强方向,若Q为负,场强方向与图示方向相反.若把+q换成-q,所受电场力方向正与场强方向相反. 注意:E?K E?F qQr2是适用于点电荷在真空中的电场.而适用各种电场. 7.场强可以合成分解,并遵守平行四边形法则,如图示 2所示.QA与QB在C处的场强分别为EA、EB,E即是EA 与EB的合成场强.若在C处放一个-q点电荷,所受电场力方 向应与E反方向. 三.电场线 1.电场线是描述电场强度分布的一族曲线.描述方法:用曲线的疏密描述电场的强弱,用曲线某点的切线方向表示该点场强方向. 2. 电场的特点: (1) .在静电场中,电场线从正电荷起,终于负电荷,不闭合曲线. (2) .电场线不能相交,否则一点将有两个场强方向. (3) .电场线不是电场里实际存在的线,是为使电场形象化的假想线. 3. 点电荷的电场线. 图3、图4为正、负点电荷电场线的分布，应熟悉. 从图5可看出,E1为+Q在A处的场强,E2为－Q在A处的场强,E为E1与E2的合场强,正好为电场线在A的切线。两个点电荷形成的电场中,每条电场线上每个点符合上述的关系。 4.匀强电场 (1) .定义:在电场的某一区域里,如果各点场强大小和方向都相同,这个区域的电场叫匀强电场. (2) .电场线如图6所示.电场线互相平行的直线,线间距离相等. (3) .两块靠近、正对且等大平行的金属板,分别带等量 正负电荷时,它们之间的电场是匀强电场.边缘附近除 外. 四.电场中的导体. 1. 导体的特征:导体内部有大量可以自由移动的电荷.金 属导体可自由移动是自由电子.
2. 静电感应:导体内的自由电荷是电场的作用而重新分布的现象. 认真分析如图所示的物理过程:把金属导体置于匀强电 场中.金 属导体中自由电子在电场力作用向左运动,达到左外表面,而 右外表面带正电.金属导体外表面带的等量正负电荷称为感 应电荷,感应电荷形成电场E?的方向与电场E方向相反向 左,E?随着感应电荷增加而变大,当E?=E时,导体内场强为零, 自由电子不受电场力作用,停止定向运动.达到静电平衡. 静电平衡:导体中(包括表面)没有电荷走向移动的状 态叫静电平衡. 3. 在导体处于静电平衡状态时有 (1) .在导体内部的场强处处为零 (2) .导体表面任何一点场强方向与该点表面垂直. (3) .电荷只能分布在外表面上. 4. 利用处于静电平衡状态时,导体内部场强处处为零的特点,利用金属网罩(金属包皮)把外 电场遮住,使内部不受电场影响即静电屏数. 【解题点要】 例一.在电场中A处放点电荷q,其受电场力为F,方向向左,则A处场强大小 为, 方向为 .若将A处放点电荷为－2q,则该处电场强度将 ,方向将
. 解析:根据电场强度定义式EA?F q.场度方向向左,在A处放－2q点电荷.该处 场强大小,方向都不变.注意:场强是表示电场性质的物理量.是由电场决定,与点电荷电量无关,与点电荷电性无关. 例二.如图8所示,一个质量为30g带电量?17.?10?8C的半径极小的小球,用 丝线悬挂在某匀强电场中,电力线与水平面平行.当 小球静止时,测得悬线与竖直夹角为30°,由此可知 匀强电场方向为
,电场强度大小为 2N.(g取10m2) s 解析:分析小球受力,重力mg竖直向下,丝线拉力T沿丝线 方向向上,因为小球处于平衡状态,还应受水平向左的电场力 F.小球带负电,所受电场力方向与场强方向向反,所以场强方 向水平向右. 小球在三个力作用之下处于平衡状态.三个力的合力必为零.所以 F=mgtg30°又F?Eq
Eq=mgtg30° 30?10?3?10?3E=mgtg30°=?10.?10?7N ?817.?10 例三.关于电场线,下述说法中正确的是 A.电场线是客观存在的 B.电场线与电荷运动的轨迹是一致的. C.电场线上某点的切线方向与与电荷在该点受力方向可以不同.
D. 沿电场线方向,场强一定越来越大. 解析:电场线不是客观存在的,是为了形象描述电场的假想线,A选项是错的.B选项也是错的,静止开始运动的电荷所受电场力方向应是该点切线方向,下一时刻位置应沿切线方向上,可能在电场线上,也可能不在电场线上,轨迹可能与电场线不一致.何况电荷可以有初速度,运动轨迹与初速度大小方向有关,可能轨迹很多,而电场线是一定的.正电荷在电场中受的电场力方向与该点切线方向相同,而负电荷所受电场力与该点切线方向相反,选项C是正确的.场强大小与场强的方向无关,与电场线方向无关 ,D选项是错的. 本题答案应是:C. 例四.在x轴上A、B两处分别放有两个点电荷，A处为－Q,B处为+2Q,在x轴上某处,两个电荷各自产生电场强度数值为EA和EB,则(
) A.EA=EB之点,只有一处,该处合场强为0; B.EA=EB之点有两处,一处合场强为0,另一处合场强为2EA C.EA=EB之点共有三处,其中两处合场强为0;另一处合场强为2EA D.EA=EB之点共有三处,其中一处合场强为0,另二处合场强为2EA 解析:根据题意画出图9,在AB之间某点x1,－Q在x1处产生的场强EA?KQ rA2. Q rB222,当rA?rB+2Q产生的场强EB?K12 时,EA=EB，EA方向向左,EB的方向向左,合场强 22?2rBE=2EA.在A点左侧x2处,Ax2=rA,Bx2=rB,rA 存在, EA=EB,EA的方向向右,EB的方向向左,合场强E=0. 在B点右侧x3处, Ax2＞ 2Bx2, r?rB不可能, EA=EB不存在.所以EA=EB之点有两处,且合场强一处为0,2 A 12 另一处为2EA,答案应选,B. 例五.如图10所示,正电荷q在电场力作用下由p向Q做加速运动,而且加速 度越来越大, 那么可以断定,它所在的电场是图中哪能一个?( )
解析:带电体在电场中做加速运动,其电场力方向与加速度方向相同,加速度越来越大电荷所受电场力应越来越大,电量不变,电场力F?Eq,应是E越来越大.电场线描述电场强度分布的方法是,电场线密度越大,表示场强越大,沿PQ方向.电场线密度增大的情况才符合题的条件.应选D. 例六.如图11所示,在匀强电场中的O点放置点 电荷Q,其带电量为2.0?10?8C,此时距O点 10cm处的P点,场强恰好为零.求原匀强电 场的场强大小是多少?若以O点为圆心,以OP长为半径作一圆,在O点正上方圆周上S点的场强的大小是多少?方向如何? 解析:P点场强EP=0,应为原场E与点电荷Q在P产生场强EQ的合场强。E与EQ大小相等方向相反。大小关系为E?EQ?KQ op2?9.0??8 (0.1)2?18.?10?3N.Q在S点产生场强大小等于 EQ，方向向上，与原场强E垂直，S处场强ES是E与EQ 的合场强，如图12所示。ES?2E?2.5?103N. 方向:与E成45°角向上. 【课余思考】 1.什么是电场强度?其方向是如何规定的,写出场强 定义式和点电荷在真空中各点场强的计算式? 2. 区分电场强度,电场力两个概念. 【同步练习】 1. 下列关于电场强度的叙述正确的是(
) A.电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力 B.电场中某点的场强与该点检验电荷所受电场力成正比 C.电场中某点的场强与方向就是检验电荷在该点所受电场力方向 D. 电场中某点的场强与该点有无检验电荷无关 2.真空中两个带电量分别为Q和4Q的正点电荷, 位于相距为30cm的A、B两点,将另一个正电荷q置于 AB连线上的C点,q受的合力恰好为零,C点距A点 cm处.若将电荷q取走,C点场强为NC. 3. 如图13所示,AB为体积可以忽略的带电小 球,QA?2.0?10?8C,QB??2.0?10?8C，AB相距3cm， 在水平外电场作用下AB保持静止,悬线都沿竖直方向, 则外电场的 场强 ,方向
,AB中点处总场强大小为
,方向为. 4.在场强为E,方向竖直向下的匀强电场中,有两个质量均为m 的带电小球,电量分别为+2q和－q.用长为l的绝缘细线相连,另用绝 缘细线系住带正电的小球悬挂于O处,处于平衡状态,如图14所示, 重力加速度为g,则细线对O点的作用力等于
. 【参改答案】1.AD 2.10、O 3.2.0?10?5NC水平向左、 616.?10NC、水平向右4.2mg+Eq 篇三：高二物理教案《电场 电场强度》 高二物理教案《电场 电场强度》 一、教学目标 1．了解电场的概念。 2．理解电场强度的概念。 3．掌握电场强度的计算方法。 二、重点、难点分析 1．重点是使学生理解电场强度的概念及掌握电场强度的计算方法。 2．电场强度是描述电场性质的物理量之一，这是难点。初学者容易把电场强度跟电场力混同起来。 三、主要教学过程 1．复习库仑定律 在真空中两个点电荷的作用力跟它们的电量乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，这就是库仑定律。 2．新课引入 任何力的作用都离不开物质，脚踢球，脚对球的力直接作用在球上；狗拉雪橇，狗对雪橇的拉力是通过绳子作用的；地球对地表附近物质的作用力是通过重力场――物质，作用的；地球与月亮间有万有引力作用力也是因有万有引力场――物质；两电荷间相互作用时不直接接触，它们之间的相互作用也是通过别的物质作用的，这就是电场。 3．教学过程设计 （1）电场 a．电荷周围存在一种特殊物质 提问：既然场是物质，为什么我们看不到呢？ 为转移的客观存在。 例如可见光波长由7000 ～4000 ，但还有很多波长的光线我们看不到，但不等于它们不存在。不能以人 类感官为标准判定存在与否。场客观存在的证明是它有力、能的特性。例如重力场对有质量的物体有力的作用，且可对物体做功，说明其能量。电场对放入其中的电荷Q也有力的作用，可对Q做功，说明其有能量。 b．电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用，此力称电场力。 c．静电场：静止电荷的电场。 场有能和力的特性，我们先看电场中力的性质，它是本章的重要内容，先以点电荷为例。 如图1所示，在+Q电场中A点分别放入电荷q1、q2、q3则它们分别受电场力为： 看看上式，我们可发现场电荷Q对不同的检验电荷q有不同的电场力，但只要A点位置不变，F与q的比值就不变。从上面分析看出：Q固定则电场的空间分布固定，对于场中某固定反映的是电场的强弱，称场强。 （2）电场强度 a．定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫该点的电场强度，简称场强。 b．定义式： F――电场力国际单位：牛（N） q――电量国际单位：库（C） E――电场强度国际单位：牛/库（N/C） C．物理意义： 电场中某点的电场强度数值上等于单位正电荷在那里所受的电场力。 d．电场强度是矢量，规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向。电场中同一点，＋q、-q受力方向不同，场强只能有一个方向，规定以+q的受力方向为正。 例
在图2中标出A、B、C、D四点的电场强度的方向。 正点电荷电场中某点电场强度方向沿连线背离+Q；负点电荷电场中某点电场强度方向沿连线指向-Q。 e．单位：牛/库N/C
（3）一个点电荷电场的场强 b．方向：正电荷在该点受电场力方向（以后还会遇到各点场强大小，方向均相同的匀强电场） （4）两个点电荷产生的电场的叠加原理 如图3所示，在正点电荷Q1与负点电荷Q2产生的电场中有一点A，求A点的电场强度EA，由电场强度的定义可知，EA在数值上为+1C点电荷在A点所受的电场力。今在A点放q=+C，q将同时受到Q1和Q2的作用，每个作用力都能单独用库仑定律求出，就像另一个电荷不存在一样，而q受的合力为各分力的矢量和，又因q是1C正电荷，所以它受的电场力在数值上等于场强，也就是说A点的合场强为Q1与Q2单独在A点产生的场强的矢量和，这就是电场强度的叠加原理。用电场强度的叠加原理可以求得任意多个点电荷产生的电场强度，任何一个带电体不管其电荷分布多么复杂，都可以视为由许多点电荷组成，因而可以用场强叠加原理求出它的场强。可以看出，真空中任意多个点电荷产生的电场强度，仅由场电荷、电场中的位置两个因素决定，而与检验电荷无关。（6）电场强度小结 a．电场中某点场强大小和方向，均与该点放不放检验电荷、放那种电荷、放多大检验电荷无关，是电场自身的性质，与外界因素无关。对确定的电场来说，在某点放单位正电荷时，它受电场力的大小和方向是确定的。 （7）例题 例1
场电荷Q=2×10－4C，是正点电荷；检验电荷q=2×10－5C，是负电荷，它们相距r=2m而静止且都在真空中，如图4所示。求： （1）q受的电场力。 （2）q所在的B点的场强EB。 （3）只将q换为q＇=4×10－5C的正点电荷，再求q＇受力及B点的场强。 （4）将受力电荷拿去后再求B点场强。 在A与B的连线上，且指向A。 =4.5×105N/C方向由A指向B。（4）因E与q无关，自然q=0也不会影响E的大小与方向，所以拿走q后场强不变。 例2
如图5（a）所示，点电荷q与9q静止于真空中，相距r，它们均为正电荷，求： （1）连线中点A的场强EA； （2）求场强为0的点位置。解
（1）在A点放q＇=1C，它受力情况如图5（c）所示，F为q对q＇的作用力，9F为9q对q＇的作用力，而合力为8F方向指向q，所以 （2）先分析E=0的点可能的位置范围，因在该点放+1C时，它受力为零，所以q与9q对+1C作用力一定等大反向，因而两力共线，由此可以断定E=0的点在q与9q的连线上，当+1C放于q以左及9q以右的连线上时，它受的两个力都同向，因而不可能抵消，所以E=0的点一定在两点电荷中间的连线上。 令E=0的点O距q为x，如图（b）所示，＋1C电荷在O点受力为零，所以有 （2）E=0的点在q与9q之间，距q为r/4。 四、说明 1．对于电场强度概念的理解注意： 无论放正、负检验电荷，E的方向定义为+q受力方向，类似于电流方向定义为正电荷移动方向，无论是谁移动形成电流。 （2）电场强度为自身性质，与检验电荷无关。 2．我们研究的电荷均处于真空中，如处于空气中也可近似认为是在真空中。 （北京二中
一、素质教育目标 （一）知识教学点 1．了解电场的概念，理解电场强度和电场线的概念。 2．掌握电场强度的定义式。 （二）能力训练点 1．用比值定义物理量、类比方法的重要研究方法的介绍，培养学生的科学研究能力。2．用电场线描述电场的性质，帮助理解电场强度抽象概念，以达到运用形象思维上升到抽象思维的境界。 （三）德育渗透点 使学生初步了解“场”是一种客观存在的物质，培养学生对物质的认识观。 二、重点、难点、疑点及解决办法 1．重点 电场强度、电场线是描述电场性质的物理量。 2．难点 电场强度定义的理解，用比值来定义场强。 3．疑点 （1）场是一种客观存在的物质。 （2）场具有力的性质，而场强用比值F/q来定义 4．解决办法 电场概念抽象――“电场”看不见，摸不着。“电场强度”很难定量测量。“电场线”本身就是假想的模型。针对这些特点，用举例、类比、实验定性演示等手段将抽象的概念形象地显示出来。举例说明场是客观存在着的物质，用类比的方法向学生说明可用比(转 载自: 唯才 教 育网:高二物理电场强度)值来定义场强，用模拟方法展示电场线。 三、课时安排 2课时 四、教具准备 验电羽，混有发屑的充满蓖麻油的密封的透明塑料扁盒，幻灯机。 五、学生活动设计 1．启发学生议论如何描述电场的强弱，引导学生从熟悉的速度定义，用类比的方法给出场强的比值定义。 2．通过电场线的模拟演示启发学生观察，帮助学生形象地理解电场强度概念。 3．巩固训练活动。 六、教学步骤 （一）明确目标 本课教学使学生了解电场的概念，理解场强的定义方法，类比法的介绍，培养学生的科学研究能力、实验观察能力。 （二）整体感知 电场强度是电学的最基本概念之一，是掌握静电学许多基本概念的基础。电场强度描述了电场的力的性质。但场强概念抽象，通过本课教学使学生对此有初步的认识，完整而深刻地认识场强概念，需待选修本的学习之后。 （三）重点、难点的学习与目标完成过程 第一课时 1．引入新课 手推桌子，有力作用――两物体直接作用，声音通过空气（媒介）传递到耳朵，电荷间的作用力是否通过空气传递力？不对，因真空中两电荷间也有力的作用，那是通过什么物质做媒介的？（讨论）这种物质就是电场。 2．验证电场的存在 让起电机（先隐蔽）暗线与球A相连，开始A不带电，带电小球B不偏离，让A带电，带电小球B偏离，然后向学生介绍起电机，说明使带电小球B偏离的是空间存在电场（验证了电场的存在）。 经学生讨论分析后，教师归纳指出 电荷间作用力是通过一种“场”――电场，电场虽然看不见摸不着，但是一种客观存在着的物质。 从而引出电场的概念――电荷周围存在着电场。 电场有哪些特征？ 学生讨论后，教师归纳出 电场对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫电场力。 3．建立电场强度的概念 （1）电场有强弱之分}