2027高中物理必修第三册（新教材）第3节　电场　电场强度

第3节电场电场强度学习目标1．知道电场的概念及电场的基本性质。2.理解电场强度及其定义式，并能用该公式进行有关计算。3.了解点电荷的电场和电场强度的叠加。4.知道电场线的概念，了解几种典型电场的电场线分布特点。基础自主梳理第一部分一、电场1．提出电场：英国科学家________认为在电荷的周围存在着由它产生的电场。2．发现电场：存在于________周围的一种特殊物质，电荷之间的相互作用是通过________产生的。3．静电场：________电荷产生的电场。法拉第电荷电场静止二、电场强度1．试探电荷与场源电荷(1)试探电荷：用来研究源电荷电场各点的性质的电荷，其电荷量和体积都________。(2)场源电荷(源电荷)：激发________的带电体所带的电荷。很小电场2．电场强度(1)定义：放入电场中某点的试探电荷受到的静电力与它的电荷量________。(2)定义式：________。(3)单位：_____________。(4)方向：电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向________，与负电荷在该点所受静电力的方向________。之比牛每库(N/C)相同相反三、点电荷的电场电场强度的叠加1．真空中点电荷的电场(1)电场强度公式：________，其中k是静电力常量，Q是场源电荷的电荷量。(2)大小：如果以电荷量为Q的点电荷为中心作一个球面，则球面上各点的电场强度大小________。(3)方向：如果以Q为中心作一个球面，当Q为正电荷时，E的方向沿半径________；当Q为负电荷时，E的方向沿半径________。相等向外向内2．电场强度的叠加(1)多个电荷的电场强度：如果场源是多个点电荷，则电场中某点的电场强度等于各点电荷单独在该点产生的电场强度的________。矢量和四、电场线1．概念：电场线是画在电场中的一条条有________的曲线，曲线上每点的________方向表示该点的电场强度方向。2．特点(1)电场线从________或无限远出发，终止于________或负电荷。(2)电场线在电场中________，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。(3)在同一电场中，电场强度较大的地方电场线________，电场强度较小的地方电场线________。方向切线正电荷无限远不相交较密较疏五、匀强电场1．概念：如果电场中各点的电场强度的大小________、方向________，这个电场就叫作匀强电场。2．特点(1)电场方向处处相同，电场线是________。(2)电场强度大小处处相等，电场线间隔________。相等相同平行的相等深化辨析判断下列说法是否正确×√××核心知识深度探究第二部分知识点一电场和电场强度物理情境探究情境探究11．电场的基本性质是什么？如何去探究电场的这种性质？[提示]

电场对放入其中的电荷有力的作用。可在电场中放一试探电荷，通过分析试探电荷的受力研究电场的性质。2．在空间中有一电场，把一电荷量为q1的试探电荷放在电场中的A点，该电荷受到的静电力为F1。若把电荷量为2q1的点电荷放在A点，则它受到的静电力为多少？若把电荷量为nq1的点电荷放在该点，它受到的静电力为多少？电荷受到的静电力F与试探电荷的电荷量q有何关系？[提示]

2F1

nF1

F与q成正比，即F与q的比值为定值。例1

(2026·福建福州市期中)把一个电荷量为q的试探电荷放在电场中的P点，测得P点的电场强度为E，电场强度的方向向东，已知q为正值，则(

)A．若在P点不放电荷，则P点的电场强度等于零B．电场强度的大小与该试探电荷的电荷量q成正比C．若把电荷量为－q的试探电荷放在P点，则P点的电场强度仍为E，电场强度的方向仍向东D．若把电荷量为＋2q的点电荷放在P点，则P点的电场强度为2E，电场强度的方向向东典型例题共研C[解析]电场强度由电场本身决定，与是否放置试探电荷、试探电荷的电量均无关，P点的电场强度始终为E，方向向东，故C正确。例2

(多选)(2026·天津南开区期中)如图甲所示，真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2m和0.7m。在A点放一个带正电的试探电荷，在B点放一个带负电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同，电场力的大小F跟试探电荷电量q的关系分别如图乙中直线a、b所示。下列说法正确的是(

)BCA．B点的电场强度大小为0.25N/CB．A点的电场强度的方向沿x轴正方向C．点电荷Q在A、B之间D．点电荷Q带正电在A点放一个带正电的试探电荷，根据题意可知试探电荷受到静电力的方向跟x轴正方向相同，所以A点的电场强度的方向沿x轴正方向，故B正确；放在A、B两点的试探电荷受到的静电力方向都跟x轴的正方向相同，而正电荷所受静电力与电场强度方向相同，负电荷所受静电力与电场强度方向相反，若点电荷在A的左侧或在B的右侧，正、负电荷所受静电力方向不可能相同，所以点电荷Q应位于A、B两点之间，根据正、负电荷所受静电力的方向，可知该点电荷Q带负电，故C正确，D错误。知识点二点电荷的电场及电场强度的叠加物理情境探究情境探究2如图所示，可视为点电荷的带电体A在它周围的空间会产生电场，A的电荷量为Q，距离A为r的某处一带正电的点电荷B(电荷量为q)受力如图所示。(1)判断B所在处电场的方向。[提示]

与F方向相同(2)计算B所受库仑力F的大小。(3)根据电场强度的定义，计算B所在位置的电场强度。1．两个公式的比较定义式决定式一切电场真空中点电荷的电场q表示试探电荷的电荷量Q表示场源电荷的电荷量E的大小与F、q的大小无关E的大小与Q成正比2.电场强度的叠加(1)若场源是多个点电荷，则某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。如图甲所示，P点的电场强度E等于点电荷＋Q1和－Q2在该点产生的电场强度E1、E2的矢量和。(2)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，只要每块足够小，就可以看成点电荷，用点电荷电场强度叠加的方法计算。例3

典型例题共研D例4

(2026·河北邢台市期中)如图所示，以O为圆心、r为半径的圆与坐标轴的交点分别为a、b、c、d，空间中存在沿x轴正方向的匀强电场，若在O点固定一个电荷量为－Q的点电荷，试探电荷在a点时恰好受力平衡，忽略试探电荷受到的重力，静电力常量为k，求：(1)匀强电场的电场强度大小E；(2)b、c两点的电场强度大小Eb、Ec。知识点三电场线匀强电场1．对电场线的理解(1)电场线实际上不存在，是假想曲线。(2)在电场中，电场线某点的切线方向表示该点电场强度的方向；电场线的疏密程度表示电场强度的相对大小，电场强度较大的地方电场线较密，反之较疏。(3)几种特殊的电场线分布，如图所示。2．对匀强电场的理解(1)定义：如果电场中各点的电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫作匀强电场。(2)特点①匀强电场的电场线是疏密程度相同的平行线，相互之间距离相等，如图所示；②在匀强电场中，同一带电体所受静电力处处相同，加速度不变。(3)获得匀强电场的方法两块相同、正对放置的平行金属板，若板间距离很小，当它们分别带有等量异种电荷时，板间的电场(除边缘附近)可看成匀强电场。例5

(2026·辽宁省学业考试)如图所示，在各电场中A、B两点电场强度相同的是(

)典型例题共研C[解析]

A中A、B是同一圆上的两点，电场强度大小相等，但方向不同，则电场强度不同，故A错误；B中A、B两点的电场强度大小不相等，但方向相同，则电场强度不同，故B错误；C中A、B是匀强电场中的两点，电场强度相同，故C正确；电场线的疏密表示场强的大小，所以D中A、B两点的电场强度不同，故D错误。例6

(2026·河北石家庄市期中)某区域的电场线分布如图所示，下列说法正确的是(

)A．这个电场可能是正点电荷形成的B．D处没有电场线，所以电场强度为零C.负电荷在C点受到的静电力方向沿C点切线方向D．点电荷q在A点所受的静电力比在B点所受的静电力小D[解析]正点电荷形成辐射向外的电场，电场线为直线，故A错误；电场线是为了形象描述电场而引入的，没有电场线的地方不代表没有电场，D处仍有电场，电场强度不为零，故B错误；该电场在C点的电场强度方向沿C点切线方向，则负电荷在C点受到的静电力方向沿C点切线的反方向，故C错误；电场线越密，电场强度越大，A处电场线比B处疏，所以A点的电场强度小于B点的电场强度，根据F＝qE可知，点电荷q在A点所受的静电力比在B点所受的静电力小，故D正确。第三部分随堂演练巩固落实DAD解析：电场强度E由电场本身决定，与试探电荷电量无关，在同一点，电场强度不变，根据F＝Eq，可知若试探电荷电量q减半，则静电力F减半，故A正确；电场中某点的场强方向定义为正电荷在该点受到的静电力方向，若放置负电荷，则其受到的静电力方向与电场强度方向相反，故C错误；C3．(电场线的理解)(2026·福建福州市期中)下列关于电场和电场线的说法正确的是