【本講教育資訊】
一. 教學內容：
電場［教學過程］
一. 教學重點：
1. 電場強度：放入電場中某一點的電荷受到的電場力跟它的電量的比值，叫做該點的電場強度。
用e表示，即e=f/q。電場強度是向量，規定電場中某點場強的方向跟正電荷在該點所受電場力的方向相同。在國際單位制中場強的單位是n/c或v/m。
2. 電場線：在電場中畫出一系列從正電荷出發到負電荷終止或由正電荷出發到無窮遠截止，由無窮遠出發到負電荷截止的曲線，使曲線上每點的切線方向都跟該點的場強方向一致，這些曲線就叫電場線。
要掌握五種常見場的電場線，即正點電荷場,負點電荷場，等量同種電荷場，等量異種電荷場及勻強電場的電場線。
二. 難點分析
（一）電場與電場強度、電場力
1. 電場是電荷周圍存在的一種物質，電荷間的相互作用是通過電場發生的。
2. 電場強度是描述電場的力的性質的物理量，與檢驗電荷無關。
公式e=f/q是場強定義式，適用於一切場，但f與q不能決定場強大小，且不反映
關於場強e與電場力f：場強e是電場的性質，只與產生場的電荷及所研究的位置有關。f是電荷在電場中受力，它的大小和方向由場強和檢驗電荷共同決定。
3. 公式e=kq/r2是真空中點電荷的場強決定式，其中q是產生電場的場電荷的大小，r是所研究點到場點電荷的距離。且有e∝q，e∝r-2的關係。
4. 場強是向量，如果幾個點電荷同時存在，則某處合場強等於各點電荷單獨存在時在此處產生的場強的向量和。
5. 空中某點的場強是唯一的。
（二）場強與電場線
1. 電場線是形象研究電場的假想曲線，電場線用某點的切線方向表示該點的場強方向，用其疏密表示場強大小。
2. 靜電場中電場線的主要特點是：由正電荷出發到負電荷終止或由正電荷出發到無窮遠終止，由無窮遠出發到負電荷終止。不中斷、不相交。
3. 各點的場強大小方向都相同的電場叫勻強電場，勻強電強的電場線是平行且等距的直線。
（三）電場線與粒子運動軌跡
電場線與粒子運動軌跡有本質區別：電場線是為形象研究電場而假想出來的線，由激發電場的場源電荷決定。粒子運動軌跡是帶電粒子在電場中的運動徑跡。由粒子的初速度及其受力決定。
一般電場線與粒子運動軌跡不重合，只有在直線電場線的電場中，初速為零或初速與電場線平行時，帶電粒子只在電場力作用下才能沿電場線運動。
三. 例題分析
例一. 在x軸上有兩個點電荷，乙個帶正電q1，乙個帶負電-q2，且q1=2q2，用e1和e2分別表示兩個電荷產生的場強大小，則在x軸上（ ）。
a. e1=e2的點只有一處，該點合場強為零
b. e1=e2的點共有兩處，一處合場強為零，另一處合場強為2e2
c. e1=e2的點共有三處，其中兩處合場強為零，另一處合場強為2e2
d. e1=e2的點共有三處，其中一處合場強為零，另兩處合場強為2e2
分析：如圖所示x軸上有q1、q2兩電荷，注意題設e1、e2，只表示兩電荷激發電場點：一是在q1、q2間靠近q2的c1處，此位置q1、q2激發電場方向相同，均沿x軸正方向，故實際場強為e=e1+e2=2e1=2e2；另一點在q1q2連線沿長線上；靠近q2的c2處，且方向沿x軸反方向，故該點實際場強為e=e1-e2=0。
解：在兩個點電荷之間可以找到一點使場強大小e1=e2，由於q1與q2電性相反，在中間產生場強方向相同，合為2e2，在q1q2連線延長線上q2一側可以找到另一點，場強大小相等，且方向相反，合為零。所以b選項正確。
例二. 在如圖所示的甲、乙、丙、丁四種典型電場的情況中，指出其中哪種電場中a、b兩點的電場強度相同？
甲、平行板電容器帶電時，極板間除邊緣附近外的任意兩點a、b
乙、兩個等量異號點電荷的連線上，與連線中點o等距的任意兩點a、b
丙、離點電荷等距的任意兩點a、b
丁、兩個等量同號點電荷的連線的中垂線上，與連線中點o等距的任意兩點a、b
分析：電場強度是向量，若a、b兩點的電場強度相同，必需這兩點電場強度的大小相同、方向也相同。利用電場線來研究電場中a、b兩點的電場強度的大小和方向，並加以比較，這種方法既形象又簡便。
解答：畫出甲、乙、丙、丁四種電場的電場線的分布情況如圖所示。
由電場線的分布情況可以看出：電場中a、b兩點的電場強度的大小和方向都相同的是甲圖和乙圖。
例三. 如圖所示，在場強為e方向水平向右的勻強電場中，固定著乙個點電荷p，a、b、c為電場中三點，其中a、b兩點與點電荷p在同一水平線上，a點位於點電荷p左側r遠處，b點位於電荷p右側2r遠處，c點位於電荷p正上方r遠處。若a點的場強為零，則點電荷p帶有的電量為b點場強的大小為方向c點場強的大小為方向設靜電力恒量為k）
分析：空間任一點場強為勻強電場e與點電荷p激發電場場強的向量和，由a點場強為零可知，p在a處激發電場強度大小為e，方向水平向左，故p為正電荷，且強電場成45°角，所以該題考查兩個知識點。（1）點電荷在空間電場分布（2）電場的疊加滿足平行四邊形定則。
解：例四. 如圖所示為某區域電場線圖，虛線為某帶電粒子的運動軌跡。a、b是電場中軌跡上兩點。
（1）比較a、b兩點場強ea、eb的大小；
（2）比較帶電粒子在a、b受電場力和加速度的大小；
（3）此電荷電性如何？
分析：由電場線的分布可知，ea>eb；設帶電粒子帶電量為q，質量為m，則電場力f=qe，故fa>fb；又由牛頓定律a=f/m，所以aa>ab。
此題比較難的是該粒子電性的判斷，可以這樣來分析：若無電場存在，則粒子沿初速度方向做勻速直線運動，但實際軌跡向右偏，說明在a點的電場力方向與e方向相同（帶電粒子在a點受力方向要麼與e同向，要麼反向），故帶電粒子帶正電荷。
解：（1）ea>eb（2）fa>fb（3）aa>ab（3）正電荷
【模擬試題】
1. 下列說法正確的是（ ）
a. 根據公式，可知電場中某點電場強度的大小跟電場力成正比，跟放入電場中的電荷的電量成反比
b. 電場強度的方向總跟電場力方向一致
c. 用負電荷受到的電場力跟它的電量的比值也可以求出場強的大小
d. 電場中某點的電場強度方向與放入電場中該點的電荷正負有關
2. 電場強度的定義式為（ ）
a. 這個定義式只適用於點電荷產生的電場
b. 上式中，f是放入電場中的電荷所受的力，q是放入電場中的電荷的電量
c. 上式中，f是放入電場中的電荷受的力，q是產生場的電荷的電量
d. 在庫侖定律的表示式中，是產生的電場在處的場強大小，而是產生的電場在處的場強大小。
3. 在場強為e的勻強電場中，畫乙個以o點為圓心，半徑為r的圓。在圓周上等間隔地分布著a、b、c、d、e、f、h、s各點。
如圖所示，直徑ea與e平行，再在o點固定乙個帶電量為q的點電荷。回答下列問題：
（1）若把電量為-q的檢驗電荷放在e點，它所受點電荷q的作用力與勻強電場的作用力恰好平衡，那麼勻強電場的e等於（ ）
ab.cd.
（2）若將此電荷移至h點，則在h點此檢驗電荷所受電場力f大小等於（ ）
ab.cd.
4. 如圖所示，a、b為兩個等量的正點電荷，在其連線中垂線上的p點放乙個負點電荷q（不計重力），由靜止釋放後，下列說法中正確的是（ ）
a. 點電荷在從p點到o點運動的過程中，加速度越來越大，速度越來越大
b. 點電荷在從p點到o點運動的過程中，加速度越來越小，速度越來越大
c. 點電荷運動到o點時加速度為零，速度達最大值
d. 點電荷越過o點後，速度越來越小，加速度越來越大，直到粒子速度為零
5. 如圖所示，實線表示某勻強電場的電場線，虛線表示某帶電粒子（不計重力）以v0的速度射入電場中時的運動軌跡，以下說法正確的是（ ）
a. 粒子帶正電
b. 粒子帶負電
c. 一定從a射入，從b射出
d. 一定從b射入，從a射出
6. 如圖所示是電場中一根電場線，電場線上a、b兩點場強大小分別是ea、eb，則（ ）
ab.cd. 以上均不對
7. 有一帶電小球，帶電量為，當把它放在電場中某點時，受到，方向向下的電場力，則該點場強大小為方向如有乙個電量為的粒子置於該點，它受到的電場力為方向若這一點不放置電荷，該點場強為
8. 兩個等量異種電荷+q和，相距為r。在它們連線中點o的場強大小為方向為在o點放負電荷此電荷受電場力大小為方向為
9. 如圖所示，在x軸上座標為零處放乙個電量為的點電荷，在座標為2處放乙個電量為的點電荷，則電場強度為零處的x座標為
10. 在一點電荷的電場中有a、b兩點，兩點到點電荷的距離分別為ra和rb，兩點處場強的大小分別為ea和eb。（1）若，則2）若
11. 在x軸上，x=0處放置乙個電荷為+4q的點電荷，x=9cm處放置乙個電荷為的點電荷。
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