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电场强度和电势
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电场强度和电势
编稿：董炳伦 审稿：李井军 责编：郭金娟
目标认知 学习目标
1．理解静电场的存在，静电场的性质和研究静电场的方法。
2．理解场强的定义及它所描写的电场力的性质，并能结合电场线认识一些具体静电场的分布；能够熟练地运用电场强度计算电场力。
3．理解并能熟练地运用点电荷的场强和场强的叠加原理，弄清正、负两种电荷所产生电场的异同，以此为根据认识电荷系统激发的场。
4．类比重力场理解电场力的功、电势能的变化、电势能的确定方法、电势的定义以及电势差的意义；理解电势对静电场能的性质的描写和电势的叠加原理。
5．明确场强和电势的区别与联系以及对应的电场线和等势面之间的区别和联系。
学习重点
1．用场强和电势以及电场线和等势面描写认识静电场分布。 2．熟练地进行电场力、电场力功的计算。 3．学会认识静电场的描写静电场的方法、手段。
学习难点
1．电势这一概念建立过程的逻辑关系以及正、负两种电荷所导致的具体问题复杂性。 2．用场强和电势以及它们的叠加原理认识电荷系统的静电场等。
知识要点梳理
知识点一：电场强度和电场线
要点诠释： 1．静电场及其特点
（1）电荷间的相互作用力是靠周围的电场产生的。
（2）电场是一种特殊物质，并非分子、原子组成，但客观存在。
（3）电场的基本性质是：对放入其中的电荷（不管是静止的还是运动的）有力的作用，电场具有能量。
2．静电场的性质
（1）电场强度的物理意义是描述电场的力性质的物理量，数值上等于单位电荷量的电荷在电场中受到的电场力，单位是N / C。 （2）电场力的二个性质：
①矢量性：场强是矢量，其大小按定义式该点的受力方向。
计算即可，其方向规定为正电荷在 ②唯一性：电场中某一点处的电场强度E的大小和方向是唯一的，其大小和方向取决于场源电荷及空间位置。
电场中某点的电场强度E是唯一的，是由电场本身的特性 （形成电场的电荷及空间位置） 决定的，虽然，但场强E 绝不是试探电荷所受的电场力，也不是单位正试探电荷所 受的电场力，因为电场强度不是电场力，电场中某点的电场强度，既与试探电荷的电荷量q无关，也与试探电荷的有无无关。因为即使无试探电荷存在，该点的电场强度依然是原有的值。
3．总电荷的电场强度
大小：，Q为场源点电荷，r为考察点与场源电荷的距离。
方向：正点电荷的场中某点的场强方向是沿着场源电荷Q与该点连线背离场源电荷；负的场源电荷在某点产生的场强方向则是指向场源电荷。
4．场强叠加原理
若在某一空间中有多个电荷，则空间中某点的场强等于所有电荷在该点产生的电场强度的矢量和。 说明：
（1）点电荷的场强和场强的叠加原理是计算任何电荷系统产生场的理论基础，尽管对复杂的电荷系统计算是不易做到的。
（2）场强的叠加原理必须注意到它的矢量叠加的特点，必须用平行四边形法则计算。
5．关于电场线以及对它的理解 （1）电场线的意义及规定
电场线是形象地描述电场而引入的假想曲线，规定电场线上每点的场强方向沿该点的切线方向，也就是正电荷在该点受电场力产生的加速度的方向（负电荷受力方向相反）。 （2）电场线的疏密和场强的关系的常见情况
按照电场线的画法的规定，场强大的地方电场线密，场强小的地方电场线疏。在图中，EA＞EB。
但若只给一条直电场线，如图所示，A、B 两点的场强大小无法由疏密程度来确定，对
此情况可有多种推理判断：
①若是正点电荷电场中的一根电场线，则EA＞EB。 ②若是负点电荷电场中的一根电场线，则有EA＜EB。 ③若是匀强电场中的一根电场线，则有EA＝EB。 （3）电场线与电荷在场中的运动轨迹不相同
①运动轨迹是带电粒子在电场中实际通过的径迹，径迹上每点的切线方向为粒子在该点的速度方向。结合力学知识我们知道，物体的速度方向不一定与加速度的方向一致。因此电场线不是粒子的运动轨迹。
②只有当电场线是直线，而带电粒子又只受电场力作用时运动轨迹才有可能与电场线重合。
6．两个关于场强公式的比较 区别 公式
物理含义 引入过程 适用范围 备注