§1.3 §1.3 电场 电场强度电场 电场强度

张建

一、引入一、引入

11 、、电荷之间的相互作用力怎么求？ 221

r

qqkF

1q 2q

r

电场

法拉第

二、电场二、电场

Q

（（ 11 ）电场是电荷周围）电场是电荷周围确实存在确实存在的的 .. 场与实物是物质场与实物是物质存在的两种不同形式。存在的两种不同形式。

（（ 22 ）静止的电荷产生的电场叫）静止的电荷产生的电场叫静电场（只研究）静电场（只研究） ..

运动的电荷产生的场叫运动的电荷产生的场叫电磁场电磁场

（（ 44 ）电场最）电场最基本的性质基本的性质是对放入其中的电荷是对放入其中的电荷有力的有力的作用作用。。

（（ 33 ）电荷间的相互作用力又称为）电荷间的相互作用力又称为电场力电场力

二、电场二、电场

11 、怎么描述电场的强弱？、怎么描述电场的强弱？

Q

q 试探电荷的电荷量和尺试探电荷的电荷量和尺寸必须充分小，原来的电场不因为寸必须充分小，原来的电场不因为试探电荷的出现而有明显的变化！试探电荷的出现而有明显的变化！

被检验的电场是电荷被检验的电场是电荷 QQ 所激发的。所以所激发的。所以 QQ 称为称为场源场源电荷电荷，或，或源电荷源电荷！！

22 、、试探电荷试探电荷或或检验电荷检验电荷

33 、、场源电荷场源电荷或或源电荷源电荷

分析：分析：电场应该与电场应该与试试探电荷探电荷无关，只由无关，只由场场源电荷源电荷和和位置位置决定决定

2. 单位：牛 / 库 (N/C)

3. 矢量性：

1. 电场强度

电场中某点的场强方向规定为：跟正电荷在该点所受电场力方向相同；

跟负电荷在该点所受电场力方向相反。

+Q

4. 理解

（ 3 ）描述电场力的性质的物理量描述电场力的性质的物理量，，与是否放入试探电荷无关，只与场源电与是否放入试探电荷无关，只与场源电荷和位置有关。荷和位置有关。

（ 1 ） 为定义式，适用于一切电场。q

FE

（ 2 ）电场强度是反映电场强弱和方向的物理量。

（ 4 ）用于求电场力： F=qE

随堂练习随堂练习

真空中有一电场，在电场中的 P 点放一电量为 +4×10-9C 的试探电荷，它受到的电场力 2×10-5N ，方向水平向右，则 P 点的电场强度

N/C ，方向 ；把试探电荷变为 -2×10-9C ，则检验电荷所受的电场力为

N 。方向 。如果把这个试探电荷取走，则 P 点的电场强度为 N/C ，方向 。

5×103

1×10-5

5×103

水平向右

水平向左

水平向右

点电荷在 r 处的电场强度大小为

四特例、点电荷的电场强度

F

E2rqQ

kF

2rQ

kqFE

2rQ

kE

r+ +

qQ

P

在点电荷 Q 形成的电场中，距 Q 为 r 的 P

点，检验电荷受到的电场力为

根据电场强度的定义，可知 P 点的电场强度大小为

(Q表示场源电荷的电量 )

某点的场强只由场源电荷和位置决定某点的场强只由场源电荷和位置决定

真空中点电荷的电场强度

＋－

+1Q 2Q

P

如果有几个点电荷同时存在，在几个点电荷共同形成的电场中，如何求某点的电场强度呢？

1E

2E

因为电场强度是矢量，若几个点电荷同时存在，这时某点的电场强度，等于各个点电荷在该点单独产生的电场强度的矢量和（平行四边形法则）。

1E

2E

+1Q 2Q

P E

E

五、电场的叠加

练习 如图所示，在真空中有两个点电荷Q1 ＝＋ 3.0×10 － 8C 和 Q2 ＝－ 3.0×10 － 8C ，它们相距 0.1m 。求电场中 A 点的场强。 A 点与两个点电荷的距离 r 相等， r ＝ 0.1m 。

E ＝ 2 E1cos600

＝ 2kQ1cos600 ／ r2

＝ 2.7×104 N/C

Q1Q2

A

E1

E2

E 合

方向：水平向右

六特例、均匀带电球体（或球壳）

2rQ

kE

注： 1 、 r>R 2 、 Q 为整个球体所带电荷量 3 、 E=0(r<R)

QR

r

Q r

+Q

例：例：真空中有两个点电荷真空中有两个点电荷 QQ11=4.0×10=4.0×10 －－ 88CC 和和 QQ22== －－ 1.0×101.0×10 －－ 88

CC分别固定在分别固定在 xx 坐标轴的坐标轴的 x=0 x=0 和和 x=6cmx=6cm 的位置上。（的位置上。（ 11 ）） xx 坐标坐标轴上哪个位置的电场强度为零；（轴上哪个位置的电场强度为零；（ 22 ）） xx 坐标轴上哪些地方的电坐标轴上哪些地方的电场强度方向是沿场强度方向是沿 xx 轴正方向的。轴正方向的。

0

1Q

22

21

)6( x

Qk

x

Qk

＋ －6 cmx /

2Q

Ⅰ Ⅱ Ⅲ

解析（解析（ 11 ）：在Ⅰ区域不管在什么）：在Ⅰ区域不管在什么地方都不能使电场强度为零。在Ⅱ地方都不能使电场强度为零。在Ⅱ区域两个电荷产生的电场方向都向区域两个电荷产生的电场方向都向右，所以合场强不可能为零，因此右，所以合场强不可能为零，因此只有在Ⅲ区域才可以。只有在Ⅲ区域才可以。

cmx 6

解析（解析（ 22 ）：在Ⅰ区域不管在什么地方都不能使电场强度向）：在Ⅰ区域不管在什么地方都不能使电场强度向 xx 正方向。正方向。在Ⅱ区域两个电荷产生的电场方向都向右，所以合场强向在Ⅱ区域两个电荷产生的电场方向都向右，所以合场强向 xx 正方向，正方向，在Ⅲ区域在Ⅲ区域 >12cm>12cm 时，合场强向时，合场强向 xx 正方向！正方向！

＋ －