高二物理选修3-1精品讲学案《电场强度》(推荐含答案)

1、电场强度精品讲学案（新 推荐） 基础知识精讲一、电场1定义：存在于周围的特殊物质。2基本性质：对放入其中的 3电荷间的相互作用力通过有力的作用，这种力叫电场力。 发生。二、电场强度1 定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力 f 跟它的电荷量 q 的比值， 叫做该点的 ，简称场强。2 定义式： 。3单位：牛/库（n/c）伏/米（v/m）1 v/m=1 n/c。4方向：规定与在该点的受力方向相同。5理解：场强反映的性质，由本身决定，与放入的无关。6 检验电荷（试探电荷）：用来检验电场的电量很小（不影响原电场）， 体积很小（可以当作质点）的电荷。7 场源电荷（源电荷）：产生电场的电荷。三、真空中点电

2、荷的场强1大小： 。2场强方向：正点电荷电场方向负点电荷电场方向电荷电荷3e =fq和 e =kqr 2的区别e =e =kfqqr 2适用范围定义式，适用于一切电场仅对点电荷的电场适用电荷的意义q 是 ，但 e 与 q 无关q 是 ，e 与 q 成正比四、电场强度的叠加如果场源是多个点电荷，则电场中某点的电场强度为各个点电荷在该点产生的电场强度的 。 五、电场线1电场线是用来形象地描述与方向特性的一簇曲线。电场线上每一点的方向，都和该点的方向一致。2电场线的特征（1）电场线密的地方场强 ，电场线疏的地方场强 ；（2）静电场的电场线起于止于负电荷，孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于）

3、无穷远处点；（3）电场线不会 ，也不会 ； （4）电场线是 ，实际电场中并不存在；（5）电场线不是 系。曲线，且与带电粒子在电场中的之间没有必然联六、几种常见电场中的电场线的分布及特点 1正、负点电荷的电场中的电场线的分布特点：（1） 离点电荷越近，电场线越 ，场强越 ；（2） 以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强 大小处处 ，方向不同。2等量异种点电荷形成的电场中的电场线的分布特点：（1）沿点电荷的连线，场强先变后变 ；（2） 两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均 ，且总与中垂面 （中垂线） ；（3） 在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点 o 等距离的各点

4、场强 。3等量同种点电荷形成的电场中的电场线的分布特点：（1） 两点电荷连线中点 o 处场强为 ；（2） 两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为 ；（3）两点电荷连线的中点到无限远电场线先变 4匀强电场后变 。特点：（1） 匀强电场是大小和方向都相同的电场，故匀强电场的电场线是平行等 距的直线；（2） 电场线的疏密反映场强的大小，电场方向与电场线平行。5点电荷与带电平板的电场中电场线的分布特点：（1）以点电荷向平板作垂线为轴电场线左右 ；（2）电场线的分布情况类似于等量 为两电荷连线的 ；电荷的电场线分布，而带电平板恰（3）在带电平板表面场强与平板 。例题精讲一、电场强度的叠加1电

5、场强度的特性：（1）矢量性：电场强度是表示电场力的性质的物理量。有关计算按矢量相 加的法则进行。（2） 惟一性：电场中某一点的电场强度是惟一的，它的大小和方向与放入 该点的电荷无关，它决定于形成电场的电荷（场源电荷）及空间位置。（3） 叠加性：如果有几个静止电荷在空间同时产生电场，那么空间某点的 场强是各场源电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和。2分析电场的叠加问题的一般步骤是：（1） 确定分析计算的空间位置；（2） 分析该处有几个分电场，先计算出各个分电场在该点的电场强度的大 小和方向；（3） 依次利用平行四边形定则求出矢量和。3电场强度的求解方法：（1） 一般方法的矢量合成。（2） 根

6、据存在的平衡条件，先求电场力，再求电场强度。（3） 由常见电场的对称性及电荷对称分布时电场具有的对称性来求解。若 带电体（整体电荷分布）的对称性较低时，可以采用增补、删减、分解、隔离的 方法使带电体的形状具有高度对称性或可看作点电荷等简单的模型，再分别分析 各部分产生的电场，最后进行矢量的计算。【例题 1】在一个等边三角形 abc 顶点 b 和 c 处各放一个电荷量相同的点 电荷时，测得 a 处的电场强度大小为 e，方向与 bc 边平行沿 b 指向 c，如图所 示。拿走 c 处的点电荷后，a 处电场强度情况将是a大小仍为 e，方向由 a 指向 b b大小仍为 e，方向由 b 指向 ac大小变为

7、e2，方向不变d无法确定参考答案： b二、对电场线的理解及应用1判断电场强度的方向电场线上任意一点的切线方向即为该点电场的方向。2 判断电场力的方向正电荷的受力方向和电场线在该点切线的方向相 同，负电荷的受力方向和电场线在该点切线的方向相反。学*科网3 判断电场强度的大小（定性）电场线密处电场强度大，电场线疏处 电场强度小，进而可判断电荷受力大小和加速度的大小。4 一般情况下，带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合，只有同 时满足以下三个条件时，两者才会重合：（1） 电场线为直线；（2） 带电粒子的初速度为零或速度方向与电场线平行；（3） 带电粒子仅受电场力或所受其他力的合力的方向与电场线

8、平行。 【例题 2】如图所示是某电场中的电场线分布示意图，在该电场中有 a、b 两点，则下列说法中正确的是a a 点处的电场强度比 b 点处的大b a 点处的电场强度方向与 b 点处的电场强度方向相同c 将同一点电荷分别放在 a、b 两点，点电荷所受静电力在 a 点比在 b 点 大d 因为 a、b 两点没有电场线通过，所以电荷放在这两点不会受静电力的 作用参考答案： ac 88题型强化1关于电场，下列叙述正确的是a 对点电荷激发的电场，以点电荷为球心、r 为半径的球面上，各点的电 场强度都相同b 正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大c在电场中某点放入试探电荷q，该点的电场强度为e=

9、 的电场强度不为零fq，取走 q 后，该点d试探电荷所受电场力很大，该点的电场强度也一定很大2如图所示的四种电场中均有 a、b 两点，其中 a、b 两点的电场强度相同的是a 甲图中与点电荷等距的 a、b 两点b 乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的 a、b 两点c 丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的 a、b 两点d 丁图中匀强电场中的 a、b 两点3电场中有一点 p，下列说法正确的是a 若放在 p 点的电荷的电荷量减半，则 p 点的电场强度减半b 若 p 点没有检验电荷，则 p 点的电场强度为零c p 点的电场强度越大，则同一电荷在 p 点所受静电力越大d p 点的电

10、场强度的方向为该点的电荷的受力方向4如图所示，真空中有两个点电荷 q =+4.010 c 和 q =1.010 c，分别固1 2定在 x 坐标轴的 x=0 和 x=6 cm 的位置上。关于 x 坐标轴上的点的场强的说法 正确的是a x12 cm 的区域电场沿 x 轴正方向b 在 x 坐标轴上场强为零的点有两处c x 坐标轴上所有点的场强都沿 x 轴正向d x 坐标轴上 x6 cm 所有点的场强都沿 x 轴正方向5均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。 如图所示，在半球面 ab 上均匀分布着正电荷，总电荷量为 q，球面半径为 r， cd 为通过半球顶点与球心 o 的

11、轴线，在轴线上有 m、n 两点，om=on=2r。 已知 m 点的场强大小为 e，则 n 点的场强大小为ackq4r 2kq2 r 2-e-ebdkq4r 2kq4 r 2+e6带电粒子从电场中的 a 点运动到 b 点，轨迹如图中虚线所示，不计粒子所受 的重力，则a 粒子带正电b 粒子的加速度增大c a 点的场强大于 b 点的场强 d粒子的速度增大7关于电场线的说法，正确的是a 电场线就是电荷运动的轨迹b 在静电场中静止释放的点电荷，一定沿电场线运动c 电场线上某点的切线方向与正电荷的运动方向相同d 电场线上某点的切线方向与负电荷在该点所受电场力的方向相反8如图甲所示中，ab 是一个点电荷形成

12、的电场中的一条电场线，图乙则是放在 电场线上 a、b 处的检验电荷的电荷量与所受电场力大小间的函数图像（fq 图像），指定电场方向由 a 指向 b 为正方向，由此可以判定a 场源电荷可能是正电荷，位置在 a 侧b 场源电荷可能是正电荷，位置在 b 侧c 场源电荷可能是负电荷，位置在 a 侧d 场源电荷可能是负电荷，位置在 b 侧9如图所示，等量异种电荷 a、b 固定在同一水平线上，竖直固定的光滑绝缘 杆与 ab 连线的中垂线重合，c、d 是绝缘杆上的两点，acbd 构成一个正方 形。一带负电的小球（可视为点电荷）套在绝缘杆上自 c 点无初速度释放， 则小球由 c 运动到 d 的过程中，下列说法

13、正确的是a 杆对小球的作用力先增大后减小b 杆对小球的作用力先减小后增大c 小球的速度先增大后减小d 小球的速度先减小后增大10 如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷q 产生的电场线，若带电粒子 q 由 a 运动到 b，电场力做正功，已知在 a、b 两点粒子所受电场力分别为 f 、 f ，则下列判断正确的是 a ba若 q 为正电荷，则 q 带正电，f fa bb若 q 为正电荷，则 q 带正电，f fa bd 若 q 为负电荷，则 q 带负电，f 12 cm 的区域 q 的场强大于 q 的场强，故在 x12 cm 的区域电1 2场沿 x 轴正方向，故 a 正确，b 错误；在 q q 之间

14、，正电荷 q 和负电荷 q1 2 1 2在该处产生的场强方向沿 x 轴正方向，所以实际场强也是沿 x 轴正方向，根 据点电荷的场强公式得 x 坐标轴大于 12 cm 区域电场强度方向沿 x 轴正方向 区域，所以 x 坐标轴上电场强度方向沿 x 轴正方向区域是（0，6 cm）和（12 cm，），故 cd 错误。【名师点睛】空间中某一点的电场，是空间所有电荷产生的电场的叠加，场2强是矢量，其合成遵守平行四边形定则。5c【解析】若将带电量为 2q 的球面放在 o 处，均匀带电的球壳在球外空间产 生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。则在 m、n 两点所产生的电场为e =k 2q(2r)=kq2r

15、 2，由题知当半球面如题图所示产生的场强为 e，则 n 点的场强为 e =kq2 r 2-e ，故选 c。6c【解析】由物体做曲线运动的条件知粒子受的电场力方向斜向左下，电场 力的方向与电场方向相反，故粒子带负电，故 a 错误；根据电场线的疏密可 知，a 的电场强度大 b 点的电场强度，所以粒子在 a 点的电场力大 b 点的电 场力，根据牛顿第二定律可知，粒子在 a 点的加速度大 b 点的加速度，即粒 子的加速度逐渐减小，故 b 错误；a 点的电场线较 b 点密集，则 a 点的场强 大于 b 点的场强，选项 c 正确；粒子从 a 到 b 电场力做负功，所以动能减小， 速度不断减小。故 d 错误

16、；故选 c。【名师点睛】对于本题关键是根据运动轨迹来判定电场力方向，由曲线运动 条件可知合力偏向曲线内侧。根据电场力来确定电场力做功的正负，从而判 定动能增加与否。7 d8 bd【解析】由 f=qe 和题图乙可知，q 相同时 b 点的电场力较大，故场源电 荷位置在 b 侧，由于检验电荷电性不确定，故选 bd。9 a【解析】从 c 到 d，电场强度先增大后减小，则电场力先增大后减小，则 杆对小球的作用力先增大后减小，故 a 正确，b 错误；因直杆处于 ab 的连 线的中垂线上，所以此线上的所有点的电场方向都是水平向右的，对带电小 球进行受力分析，受竖直向下的重力，水平向右的电场力和水平向左的弹力

17、， 水平方向上受力平衡，竖直方向上的合力大小等于重力，重力大小不变，加 速度大小始终等于重力加速度，所以带电小球一直做匀加速直线运动，故 cd 错误。10 ac【解析】若 q 为正电荷，带电粒子由 a 点到 b 点电场力做正功，知该带 电粒子带正电，由 e e ，则 f f ，故 a 正确，b 错误；若 q 为负电荷，a b a b带电粒子由 a 点到 b 点电场力做正电，知该带电粒子带负点，由 e e ，则a bt2f f ，故 c 正确，d 错误。a b【名师点睛】电场线的应用（1） 判断电场力的方向 正电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相 同，负电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相反；（2） 判断电场强度的大小（定性） 电场线密处电场强度大，电场线疏 处电场强度小，进而可判断电荷受力大小和加速度的大小。11 a【解析】根据场强的叠加，知两正电荷的中点场强为零，周围的电场线是