电场强度的定义、公式和方向
一、电场强度的定义、公式和方向
1、定义：放入电场中某一点的电荷所受到的静电力F跟它的电荷量q的比值叫做该点的电场强度，简称场强，用符号E表示.其定义式为 $E=\frac{F}{q}$.
2、单位
牛/库($N/C$)，或伏/米($V/m$)，$1~V/m=1~N/C$.
3、方向
电场中某点的场强方向与正电荷在该点的受力方向相同，与负电荷受力方向相反.
4、矢量性
电场强度是矢量，运算遵循平行四边形定则.
5、物理意义
电场强度是描述电场的力的性质的物理量，在数值上等于单位电荷量的电荷在电场中受到的电场力.
6、绝对性
由$E=\frac{F}{q}$可导出电场力$F=qE$.若场源电荷确定，电场中每一点的电场强度的大小和方向都是唯一确定的，若知道某点的电场强度的大小和方向，就可求出放入电场中该点的电荷量为 $q$ 的电荷在该点所受电场力的大小和方向.
7、点电荷的电场
(1) 大小：$E=\frac{kQ}{r^2}$，其中 $Q$ 为场源电荷的电荷量，而非试探电荷的电荷量.
(2) 方向：若 $Q$ 为正电荷，电场强度方向沿 $Q$ 和该点的连线指向该点；若 $Q$ 为负电荷，电场强度方向沿 $Q$ 和该点的连线指向 $Q$.
(3) 适用条件：真空中的点电荷
8、$E=\frac{F}{q}与E=k\frac{Q}{r^2}的比较$
| $E=\frac{F}{q}$ | $E=k\frac{Q}{R^2}$ | |
| 公式意义 | 电场强度定义式 | 真空中点电荷电场强度的决定式 |
| 适用条件 | 一切电场 | ①真空中；②点电荷 |
| 决定因素 | 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 |
| 相同点 | 矢量，都遵循守平行四边形定则，单位：$1~N/C=1~V/m$ | |
9、电场强度的叠加
(1) 如果场源是多个点电荷，电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和. 这就是电场强度的叠加.
(2) 电场强度是矢量，电场强度叠加本质是矢量叠加，所以应用平行四边形定则求解. 如图所示，$P$ 点的电场强度 $E$ 等于 $+Q_1$ 在该点产生的电场强度 $E_1$ 与 $-Q_2$ 在该点产生的电场强度 $E_2$ 的矢量和.
(3) 对于较大的不能视为点电荷的带电体的电场强度，可把带电体分成很多小块，每块可以看成点电荷，用点电荷电场叠加的方法计算.
二、电场强度的相关例题
用细线将一质量为m，电荷量为q的小球悬挂在天花板的下面，没空气中存在有沿水平方向的匀强电场，当小球静止时把细线烧断，小球将做（）
A．自由落体运动
B．曲线运动
C．沿悬线的延长线的匀加速运动
D．变加速直线运动
答案：C
解析：烧断细线前，小球受竖直向下的重力G，水平方向的电场力F和悬线的拉力T，并处于平衡状态，现烧断细线，拉力T消失，而重力G和电场力F都没有变化，G和F的合力为恒力，方向沿悬线的延长线方向，所以小球做初速为零的匀加速直线运动。带电小球的匀强电场中所受的电场力在运动过程中保持不变，初速为零的物体开始运动的方向必沿合外力方向。正确选项为C。
