1、第三节电场强度学 习 目 标知 识 脉 络1.知道电荷间的相互作用是通过电场发生的2理解电场强度、掌握电场强度的矢量性 (重点、难点 )3掌握电场的叠加原理(难点 )4了解常见的电场知道电场线及特点 (重点 )电 场先填空 1电场 ：电荷周围存在电场， 电荷之间的相互作用力是通过电场传递的静止的电荷周围存在的电场即静电场2基本性质： 对放入其中的电荷有作用力再判断 1电场看不见，摸不着，因此电场不是物质( )2电场是人们为了解释电荷间的作用力，人为创造的并不是真实存在的 ( )3电场对任何电荷都有力的作用()后思考 两个相距一定距离的带电体之间， 也会产生相互作用力 带电体之间的作用力是通过什
2、么来施加的？【提示】带电体周围存在着电场， 带电体间的作用力是通过电场来施加的电 场 的 描 述先填空 1试探电荷 ：电量和线度足够小的电荷，放入电场后不影响电场的情况2电场强度(1)定义：放入电场中某点的点电荷受到的电场力F 跟它的电荷量q 的比第 1页值简称场强，用字母E 表示F(2)公式： E q.(3)单位：牛 / 库，符号： N/ C.(4)方向：跟正电荷在该点所受力的方向相同或跟负电荷在该点所受力的方向相反3匀强电场 ：电场中各点的电场强度的大小和方向都相同的电场4点电荷的电场Q(1)公式： Ekr 2.(2)含义：点电荷Q 的电场中任意点的电场强度的大小，与点电荷的电荷量成正比，
3、与该点到点电荷距离的平方成反比5电场的叠加原理： 若空间同时存在多个点电荷，在空间某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和再判断 F1公式 E q是电场强度的比值定义式， 适用于一切电场 ()2匀强电场就是强度大小不变的电场( )Q3根据 Ekr2，点电荷电场强度与场源电荷Q 成正比，与距离r 的平方成反比 ()4场强是矢量，其叠加符合平行四边形定则，故等量异种两点电荷连线中点的场强等于零 ( )后思考 1有同学认为：电场就是电场强度，你怎样认为？【提示】电场是一种特殊的物质， 电场强度是描述电场强弱的物理量，二者不同F2根据电场强度的定义式E q，是不是只有试探电荷q 存在时
4、，电场才存在？【提示】不是，电场是由场源电荷产生的，与试探电荷的存在与否没有关第 2页系合作探讨 在空间中有一电场，把一带电荷量为 q 的试探电荷放在电场中的 A 点所受的电场力为 F.探讨 1：电场中 A 点的电场强度 EA 多大？F【提示】EA q.探讨 2：将电荷量为 2q 的试探电荷放在电场中的A 点所受的电场力为多大？此时 A 点的电场强度 EA多大？F【提示】2F，q .核心点击 1对电场强度的理解(1)电场强度是描述电场力性质的物理量(2)电场强度由电场本身决定，与试探电荷无关(3)电场强度是矢量，其叠加遵从平行四边形定则FQ2公式 E q和 E kr 2的比较FQ公式E qEk
5、r 2本质区别定义式决定式意义及用给出了一种量度电场强弱的指明了点电荷场强大小的决途方法定因素适用范围一切电场真空中点电荷的电场Q 或 q 意义q 表示引入电场的检验 (或试Q 表示产生电场的点电荷的探 )电荷的电荷量电荷量关系理解E 用 F 与 q 的比值来表示， 但E 不仅用 Q、r 来表示，且 E1E 的大小与 F、q 大小无关 Q， Er21下列说法中正确的是 ()A电场强度反映了电场的力的性质，因此场中某点的场强与检验电荷在该第 3页点所受的电场力成正比FB电场中某点的场强等于q，但与检验电荷的受力大小及带电量无关C电场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向FQD公式 E q和
6、E kr 2对于任何静电场都是适用的F【解析】E q只是电场强度的定义式，不能说电场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比、与电荷量成反比， 因为电场中某点的电场强度只与电场本身的性质有关，与检验电荷的电量及受力无关，A 错，B 对；电场中某点的场强方向为正电荷在该点的受力方向，C 错；公式 E F/q 对于任何静电kQ场都适用， E r 2 仅用于点电荷的电场【答案】B2(多选 )真空中距点电荷 (电荷量为 Q)为 r 的 A 点处，放一个带电荷量为q(q? Q)的点电荷，q 受到的电场力大小为F，则 A 点的场强为 ()【导学号： 62032019】FFA.QB. qqQCkr2D
7、kr2【解析】Q 为场源电荷， q 为试探电荷，根据 EF， 正确，根据Qqkr2，BED 正确【答案】BD3.如图 1-3-1 所示，真空中，带电荷量分别为 Q 和 Q 的点电荷 A、B 相距r ，则：图 1-3-1(1)两点电荷连线的中点O 的场强多大？ (2)在两电荷连线的中垂线上， 距 A、B 两点都为 r 的 P 点的场强如何？第 4页【解析】(1)如图所示，A、B 两点电荷在 O 点产生的场强方向相同， 由 A B.A、B 两点电荷在 O 点产生的电场强度：kQ4kQEA EB r/2 2 r 28kQ故 O 点的合场强为 EO 2EA r2 ，方向由 AB.kQP 点(2)如图所
8、示， EAEB2 ，由矢量图所形成的等边三角形可知，rkQ的合场强 EPE AE B r2，方向与 A、B 的中垂线垂直， 即 EP 与 EO 同向(1)8kQkQ【答案】r 2，方向由 AB(2) r 2 ，方向与 O 点场强方向相同1场源电荷产生电场，并决定各点场强的大小和方向，与试探电荷无关FQ2Eq是定义式 ，适用一切电荷 ；E kr 2只适于真空中点电荷的电场3电场力与场强 E 和试探电荷均有关 电 场 线先填空 1电场线 ：用来形象直观地描述电场的曲线，曲线上每一点的切线方向都和该处的场强方向一致2特点(1)电场线是为了形象描述电场而假想的线，实际并不存在(2)任意两条电场线不相交
9、(3)电场线的疏密反映了电场的强弱(4)电场线从正电荷或无穷远出发， 延伸到无穷远或到负电荷终止(5)匀强电场的电场线是间隔距离相等的平行直线再判断 1根据点电荷电场线分布，可以确定以点电荷为圆心的圆上各点电场强度相同 ()2电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线( )第 5页3电场线就是电荷的运动轨迹( )后思考 1有同学认为，由于两条电场线之间无电场线故无电场你认为对吗？【提示】不对，电场线是人们为形象研究电场，人为画出的一些线，在电场中任何区域均可画电场线2为什么电场中电场线不会相交？【提示】如果电场中电场线相交， 在交点处有两个 “切线方向 ” ，就会得出电场中同一点
10、电场方向不唯一的错误结论合作探讨 如图 1-3-2 所示是常见的电场线图 1-3-2探讨 1：电场线怎么描述电场的强弱和方向？【提示】电场线的疏密描述电场的强弱，电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向探讨 2：图中等量异种电荷连线中垂线上对称的A、 B 两点及等量同种电荷连线中垂线上对称的C、 D 两点电场强度有何特点【提示】A、 B 两点电场强度相同 C、D 两点电场强度等大、反向核心点击 1电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的比较电场线运动轨迹(1)电场中并不存在，是为研究电场方便而人为引入的(1)粒子在电场中的运动轨迹是客(2)曲线上各点的切线方向即为该点观存在的的场强方向，同时也是
11、正电荷在该点(2)轨迹上每一点的切线方向即为的受力方向，即正电荷在该点的加速粒子在该点的速度方向度的方向2.电场线与带电粒子运动轨迹重合的条件第 6页(1)电场线是直线；(2)带电粒子只受电场力作用，或受其他力，但其他力的方向沿电场线所在直线；(3)带电粒子初速度为零或初速度的方向与电场线在同一条直线上以上三个条件必须同时满足4(多选 )关于电场线的说法，正确的是()A电场线的方向，就是电荷受力的方向B正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动C电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大D静电场的电场线不可能是闭合的【解析】正电荷的受力方向沿着电场线的切线方向，负电荷受力方向沿着电场线切线的反方向，
12、并且电场线不一定和电荷运动轨迹重合，所以A 、B 错；电场线的疏密程度表示场强大小，同一电荷所受电场力与场强成正比，所以C对；静电场的电场线从正电荷或无穷远出发，到无穷远或负电荷终止， 且不闭合，所以 D 对【答案】CD5如图 1-3-3 所示是某静电场的一部分电场线的分布情况，下列说法中正确的是 () 【导学号： 62032106】图 1-3-3A这个电场可能是负点电荷的电场B点电荷 q 在 A 点处受到的电场力比在B 点处受到的电场力大C负电荷在 B 点处受到的电场力的方向沿电场线的切线方向D点电荷 q 在 A 点处的瞬时加速度比在B 点处的瞬时加速度小 (不计重力 )【解析】电场线的疏密
13、反映了电场强度的大小，而加速度的大小关键是看电场力的大小负点电荷的电场线是从四周无限远处不同方向指向负点电荷的直线，故 A 错；电场线越密的地方场强越大，由题图知EAEB，又由 F qE，得第 7页FFAFB，故 B 正确；由 a m知， aF，而 FE，EAEB，所以 aAaB，故 D 错；负电荷在 B 点受到的电场力的方向与B 点电场强度的方向相反，故C 错误【答案】B6(多选 )某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图 1-3-4 中虚线所示，由 M 运动到 N，以下说法正确的是 ()图 1-3-4A粒子必定带负电B粒子在 M 点的加速度大于它在N 点的
14、加速度C粒子在 M 点的加速度小于它在N 点的加速度D粒子在 M 点的动能小于它在N 点的动能【解析】根据粒子运动轨迹弯曲的情况，可以确定粒子受电场力的方向沿电场线方向，故此粒子带正电，A 选项错误由于电场线越密，场强越大，粒子受电场力就越大，根据牛顿第二定律可知其加速度也越大，故此粒子在N 点加速度大， C 选项正确， B 选项错误粒子从M 点到 N 点，电场力做正功，根据动能定理得此粒子在N 点动能大，故 D 选项正确【答案】CD带电粒子在电场中运动时的分析思路(1)根据带电粒子运动轨迹弯曲方向，利用曲线运动条件判断出电场力情况(2)把电场线方向、电场力方向与电性相联系(3)把电场线疏密和
15、受力大小、加速度大小相联系(4)把电场力做功与动能大小、速度大小相联系学业分层测评 (三 )电场强度(建议用时： 45 分钟 )学业达标 第 8页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是否有力的作用决定于电荷电性【解析】电场是物质存在的一种形式，客观存在；而电场线是假想的线，实际上不存在电场的性质是对放入其中的电荷有力的作用【答案】C2下面关于电场的叙述错误的是()A两个未接触的电荷发生了相互作用，一定是电场引起的B只有电荷发生相互作用时才产生电场C只要有电荷存在，其周围就存在电场
16、DA 电荷受到 B 电荷的作用，是 B 电荷的电场对 A 电荷的作用【解析】电荷周围存在电场， 电荷的相互作用不可能超越距离，是通过电场传递的故只有B 错误【答案】B3一个试探电荷 q，在电场中某点受到的电场力为F，该点的场强为 E，如图所示中能正确反映q、E、F 三者关系的是 ()【解析】本题考查的知识点是电场强度与电场本身、试探电荷的关系 电场强度 E 由电场本身决定，与试探电荷无关，即E 不与 F 成正比，也不与q 成反比，但 F 与 q 成正比故正确答案为C.【答案】C4下列说法正确的是 ()A靠近正点电荷，电场线越密，电场强度越大；靠近负点电荷，电场线越密，电场强度越小B沿电场方向电
17、场强度越来越小C在电场中没画电场线的地方场强为零第 9页D电场线虽然是假想的一簇曲线或直线，但可以用实验方法模拟出来【解析】场强的大小可直观地用电场线的疏密来表示，与电荷的正负无关，所以选项 A 、B 错误；电场线是人为画的， 故选 C 错误只有选 D 正确【答案】D5A 为已知电场中的一固定点，在A 点放一电荷量为q 的试探电荷，所受电场力为 F，A 点的场强为 E，则 ()A若在 A 点换上电荷量为 q 的试探电荷， A 点场强方向发生变化B若在 A 点换上电荷量为 2q 的试探电荷，A 点的场强将变为 2E C若在 A 点移去电荷 q，A 点的场强变为零DA 点场强的大小、方向与 q 的
18、大小、正负、有无均无关F【解析】电场强度 Eq 是通过比值定义法得出的，其大小及方向与试探电荷无关，故放入任何电荷时电场强度的方向、大小均不变，故A 、B、C 错误，D 正确【答案】D6(多选 )如图 1-3-5 中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有 A、B 两点，用 EA、EB 表示 A、B 两处的场强大小，则 () 【导学号：62032019】图 1-3-5AA、B 两点的场强方向相同B电场线从 A 指向 B，所以 EAEBCA、B 同在一条电场线上，且电场线是直线，所以 EA EB D不知 A、B 附近的电场线分布状况， EA、EB 的大小不能确定【解析】根据电场线的物理
19、意义， 线上各点的切线方向表示该点的场强方向因题中的电场线是直线，所以A、B 两点的场强方向相同，都沿着电场线向右因为电场线的疏密程度反映了场强的大小，但由于题中仅画出一条电场线，第 10 页不知道 A、B 附近电场线的分布状态， 所以无法肯定 EAEB 或 EAEB.【答案】AD7如图各电场中， A、B 两点电场强度相同的是 ()【解析】电场线的疏密程度表示电场强度的大小，电场线的切线方向表示该点的场强方向，匀强电场必是大小相等、 方向也相同的电场【答案】C8.实线为三条未知方向的电场线，从电场中的 M 点以相同的速度飞入 a、b两个带电粒子， a、b 的运动轨迹如图 1-3-6 中的虚线所
20、示 (a、b 只受电场力作用 )，则 ()图 1-3-6Aa 一定带正电， b 一定带负电B电场力对 a 做正功，对 b 做负功Ca 的速度将减小， b 的速度将增大Da 的加速度将减小， b 的加速度将增大【解析】由于电场线方向未知，故无法确定a、b 的电性， A 错；电场力对 a、b 均做正功，两带电粒子动能均增大，则速度均增大，B、C 均错； a 向电场线稀疏处运动，电场强度减小，电场力减小，故加速度减小，b 向电场线密集处运动，故加速度增大，D 正确【答案】D 能力提升 9.如图 1-3-7 所示，一负电荷从电场中A 点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B 点，它运动的速度 时
21、间图象如图所示则A、B 两点所在区域的电场线分布情况可能是图中的()图 1-3-7【解析】由 vt 图知，负电荷的加速度越来越大，可知 AB 电场线越来越密，负电荷仅在电场力作用下由静止释放一定逆着电场线运动，所以只有C第 11 页正确【答案】C10如图 1-3-8 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 1-3-8A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，速度达到最大值D点电荷越过
22、 O 点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子速度为零【解析】由等量同种电荷周围的电场线的分布可知，O 点场强为零，从 O点沿着中垂线向无穷远处延伸，场强先增大后减小，所以点电荷在从P 到 O 的过程中，加速度可能先增大后减小，选项A 、B 错；但负电荷所受M、N 点电荷库仑力的合力方向竖直向下，到O 点一直加速，选项C 对；同理点电荷越过O点后，速度越来越小，但加速度先增大后减小，选项D 错【答案】C11如图 1-3-9 所示， E 为某匀强电场，将质量为2103 kg 的小球从 A 点由静止释放， 小球恰能沿直线 AB 向右下方运动， 且 AB 与竖直方向成 45角已知小球的带电量为
23、210 4 C求电场强度的大小 (g 取 10 m/s2)图 1-3-9【解析】小球受力情况如图所示，FEq mgFmgEq q 2103102104N/C100 N/ C【答案】 100 N/C12在一个点电荷Q 的电场中， Ox 坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴第 12 页上 A、B 两点的坐标分别为 2 m 和 5 m已知放在 A、B 两点的试探电荷受到的电场力方向都跟 x 轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷所带电荷量大小的关系图象如图 1-3-10 中直线 a、b 所示，放在 A 点的试探电荷带正电，放在B 点的试探电荷带负电求：【导学号： 62032107】图 1-3-10(1)B 点的电场强度的大小和方向(2)试判断点电荷Q 的电性，并确定点电荷Q 位置坐标F1【解析】(1)由题图可得 B 点电场强度的大小EB q0.4N/C 2.5 N/ C.因 B 点的试探电荷带负电，而受力指向x 轴的正方向，故B 点场强的方向沿 x 轴负方向(2)因 A 点的正电荷受力和B 点的负电荷受力均指向x 轴的正方向，故点电荷 Q 位于 A、B 两点之间，带负电QQ设点电荷 Q 的坐标为x，则 EA k x2 2，EBk 5x 22EA5x40解得 x 2.6 m 或 x 1 m(不符合题意舍去 )【答案】(1)2.5 N/C，方向沿 x 轴负方向第 13 页
