2018-2019学年高中物理 第一章 第3节 电场强度学案(含解析)新人教版选修3-1
高中物理第一章静电场1.3电场电场强度教案新人教版选修
1.3电场强度0.1m分析：点电荷Q1和Q2的电场在A点的场强分别为E1和E2，它们大小相等，方向如图所示，合场强E在E1和E2的夹角的平分线上，此平分线跟Q1和Q2的连线平行．解：E=E1cos60°＋E2cos60°=2E1cos60°=2kQ1cos60°/r2代入数值得E=2.7×104N/C可以证明：一个半径为R的均匀球体（或球壳）在外部产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同，球外各点和电场强度一样即：E=kQ/r2◎组织学生讨论课本中的【说一说】，由学生讨论后归纳：（1）关于静电平衡（2）静电平衡后导体内部电场的特点：①处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零（注意：这时的场强是合场强，即外电场和感应电场的叠加）②处于静电平衡状态的导体，电荷只分布在导体的外表面上。
4、电场线（1）电场线：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度的方向。
（2）电场线的基本性质①电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向.②电场线的疏密反映电场强度的大小(疏弱密强).③静电场中电场线始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远.它不封闭，也不在无电荷处中断.④任意两条电场线不会在无电荷处相交(包括相切)介绍各种点电荷电场线的分布情况。
【演示】模拟电场线指出：电场线是为了形象描述电场而引入的，电场线不是实际存在的线。
5、匀强电场(1)定义：电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场.(2)匀强电场的电场线：是一组疏密程度相同(等间距)的平行直线.常见电场的电场线电场电场线图样简要描述正点电荷发散状负点电荷会聚状等量同号电荷相斥状等量异号电荷相吸状匀强电场平行的、等间距的、同向的直线（三）【小结】对本节内容做简要的小结◎巩固练习1．下列说法中正确的是：A．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B．电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西C．电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用2．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点所受的电场力成正比B．电场中某点的场强等于F/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D．公式E=F/q和E=kQ/r2对于任何静电场都是适用的3．下列说法中正确的是：（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。
年高中物理第一章静电场《电场强度》学案新人教版选修3_1
1.3《电场强度》学案【课标要求】1．通过对电场概念的学习，使学生明确场的特点，描写场的方法，并能在头脑中建立起场的模型和图象。
2．理解场电荷、检验电荷的概念，理解和掌握电场强度的概念。
3．掌握点电荷的电场强度公式。
4．理解和掌握电场的叠加原理，会计算简单的点电荷组产生的电场。
【重点难点】电场强度的概念及其公式式的理解；应用电场的叠加原理进行简单的计算 【课前预习】 1．电场电荷间的相互作用是通过 而产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有 的作用，电场虽然看不见、摸不着，但客观存在。
2．电场强度（1）电场强度（简称场强）是描述电场 的物理量；试探电荷q 在某点受到的静电力大小为F ，则该点的电场强度E = ；电场强度简称场强，在国际单位制中，其单位为 。
它是矢量，物理学中，规定电场中某点的电场强度的方向与 的方向相同。
（2） 点电荷电场强度的表达式=E （Q 为场源电荷，r 为电场中某点 到场源电荷间的距离）。
（3） 如果场源是多个点电荷同时存在，则电场中某点的场强为各个点电荷单独存在时在该 点产生的场强的 和．（4）在电场中画出一条条有方向的曲线，使曲线上每点的切线方向表示该点 的方 向，这些曲线叫电场线。
（5）如果电场中各点电场强度的 相等、 相同，这个电场就叫匀强电场。
【探究与生成】【例1】 在点电荷Q 的电场中的p 点，放一点电荷，其电量为＋q 。
设p 点距Q 为r ，+q 受电场力为F ，则p 点的电场强度为（ ） A ．Q F B ．qFC ．2r q kD ．2r Q k【分析与解】依电场强度定义式知：B 正确；依点电荷场强计算式知：D 正确． 【拓展与分享】qFE =是电场强度的定义式，适用于一切电场，其中q 是试探电荷的电量；2r Q k E =适用于真空中的点电荷的电场，其中Q 是产生电场的电荷的电量。
要特别注意以上两式的内在联系。
【变式训练】将带电量C q 810-=的检验电荷放入正点电荷Q 产生的电场中的P 处时，它受到的电场力为N 5104-⨯，那么一个电子在P 和Q 连线中点M 处受到多大的电场力?【例2】 在X 轴上有两个点电荷，一个带正电Q 1，一个带负电Q 2。
2019学年高中物理第一章静电场1_3电场强度学案新人教版选修3_1
第3节 电场强度[研究学考·明确要求][基 础 梳 理]1．电场(1)概念：存在于电荷周围的一种特殊的物质，由电荷产生。
场和实物是物质存在的两种不同形式。
(2)基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。
电荷之间通过电场相互作用。
(3)静电场：静止电荷产生的电场。
2．电场强度(1)试探电荷(检验电荷)和场源电荷(源电荷)①用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷叫做试探电荷，又叫检验电荷。
②试探电荷的特点电荷量小：试探电荷产生的电场必须对原来的电场几乎没有影响。
线度小：试探电荷可以看做是点电荷，只有这样才可以用它来确定空间各点的电场性质。
电性任意：试探电荷可以是正电荷也可以是负电荷。
③场源电荷：被检验的电场是由电荷Q 所激发的，则电荷Q 称为场源电荷，或源电荷。
(2)电场强度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，用符号E 表示。
②定义式：E ＝Fq。
③单位：牛[顿]每库[仑]，符号为N/C ，或伏[特]每米，符号为V/m,1 V/m ＝1 N/C 。
④方向：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相同，与负电荷在该点所受静电力的方向相反。
⑤矢量性：电场强度是矢量，遵循平行四边形定则。
⑥物理意义：电场强度是描述电场性质的物理量，在数值上等于单位电荷量的电荷在电场中受到的静电力。
特别提醒 (1)公式E ＝F q是电场强度的比值定义式，适用于一切电场，其中q 为试探电荷的电荷量，F 为电场对试探电荷的作用力。
(2)电场强度的大小与该点放不放电荷、放入的电荷量的大小均无关。
(3)公式E ＝F q仅定义了电场强度的大小，其方向需要另外判断。
(4)由E ＝F q，得F ＝qE ，若已知电场中某点的电场强度E ，则可求出放入电场中该点的电荷所受的静电力大小。
[典 例 精 析]【例1】 下列有关电场的叙述，正确的是( ) A ．电场实际上是不存在 B ．电荷的作用是通过电场发生的C ．电场看不见、摸不着，因此电场不是物质D ．电场对放入其中的有些电荷不一定有力的作用解析 电荷周围存在着由它产生的电场，处在电场中的电荷受到的作用力就是这个电场给予的，选项B 正确；电场是物质存在的一种形式，A 、C 错；电场的特征之一是对电场中的电荷有力的作用，选项D 错误。
高中物理第一章静电场第3节电场强度学案新人教版选修3-1(new)
3 电场强度答案：（1）电荷（2）特殊物质(3）放入其中的电荷有力的作用(4）静电力（5）电荷量(6）强弱(7）F/q（8)牛（顿）每库（仑）（9）N/C （10）正电荷（11)k错误!(12)矢量和（13)切线方向（14）正电荷(15）无穷远（16）无穷远（17）负电荷(18）相交(19)越密（20）匀强电场1．电场（1）内涵：电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质——电场发生的，电荷的周围都存在电场。
如图所示。
①电场的特殊性：不同于生活中常见的物质，看不见、摸不着、无法称量、可以叠加。
②电场的物质性：是客观存在的，具有物质的基本属性——质量和能量。
(2）特征：电场具有力和能的特征。
①电场最基本的性质是对放入其中的电荷(不管是静止的还是运动的）有力的作用，且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样。
②电场能使放入其中的导体产生静电感应现象（详见第7节）。
③当带电体在电场中移动时，电场力能对带电体做功，这表示电场具有能量（详见第4节）。
【例1】关于电场，下列说法正确的是( ）A．静电力是一种超距力,因此电场实际不存在B．电荷的作用是通过电场传递的C．电场看不见、摸不着，因此电场不是物质D．电场对放入其中的任何电荷都有力的作用解析：静电力实际上就是电场对电荷的作用力，并不是超距作用，故A错误;电荷间的作用力是通过电场传递的，故B、D正确；电场看不见、摸不着,但它是一种物质的存在形式，故C错误。
答案：BD2．电场强度（1）试探电荷与场源电荷①试探电荷：如图所示，带电小球是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的，称为试探电荷，或检验电荷.②场源电荷：被检验的电场是电荷Q所激发的，电荷Q称为场源电荷，或源电荷。
破疑点(1）试探电荷的电荷量和尺寸必须充分小，放入试探电荷后不引起原电场的明显变化。
（2）试探电荷有电荷量，但是要忽略它所产生的电场。
（2)电场强度①定义:放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度.②定义式：E＝F q ;③单位:牛/库（N/C），伏/米(V/m)。
2018-2019学年高二物理人教版选修3-1讲义：第一章 第3节 电场强度 Word版含答案
姓名，年级：时间：一、电场┄┄┄┄┄┄┄┄①1．概念:电荷周围存在的一种特殊的物质，由电荷产生。
场和实物是物质存在的两种不同形式。
2．基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。
电荷之间通过电场相互作用。
3．静电场:静止电荷产生的电场.［说明］关于电场的三点说明(1）特殊物质性:电场是一种特殊的物质，虽然电场看不见摸不着,但它与实物一样客观存在着,也具有动量、能量等重要属性。
(2）客观存在性:电荷的周围一定存在电场，静止电荷的周围存在着静电场。
（3）“桥梁纽带”作用：电场是电荷间相互作用的桥梁，故电荷间不直接接触就能发生相互作用。
①[判一判］1．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在电场（√）2．电场是一种物质,与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西(√）3．电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的其他电荷有力的作用（√)二、电场强度┄┄┄┄┄┄┄┄②1．试探电荷（检验电荷):用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷,是研究电场的工具.2．场源电荷（源电荷)：激发或产生我们正在研究的电场的电荷。
3．电场强度(1）概念:放入电场中某点的点电荷所受静电力F与它的电荷量q的比值,简称场强。
(2）物理意义：表示电场的强弱和方向。
（3)定义式及单位:E＝Fq，单位牛/库仑，符号N/C.（4）矢量性：电场强度的方向与正电荷在该点所受静电力的方向相同。
［说明］关于电场强度的三点说明（1)电场强度反映了电场的力的性质。
(2）唯一性：电场中某点的电场强度E是唯一的，是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置）决定的,与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关。
(3)矢量性：电场强度描述了电场的强弱，是矢量，其运算遵循平行四边形定则。
②［选一选]电场中有一点P，下列哪种说法是正确的（）A．若放在P点试探电荷的电荷量减半，则P点场强减半B．若P点没有试探电荷，则P点场强为零C．P点场强越大，则同一电荷在P点所受静电力越大D．P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向解析：选C 电场中某点的场强与试探电荷无关,A、B错；由场强的定义可知，C对；场强方向与正试探电荷受力方向相同，D错.三、点电荷的电场电场强度的叠加┄┄┄┄┄┄┄┄③1．真空中点电荷的场强2．电场强度的叠加:如果场源电荷不只是一个点电荷，则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。
高中物理第一章静电场第3节电场强度讲义含解析新人教版选修3_1
答案：见解析
公式E＝ 与E＝k 的对比
1．电场强度公式E＝ 与E＝k 的比较
E＝
E＝k
物理含义
是电场强度大小的定义式
[解析]电场强度的定义式E＝ ，适用于一切电场，所以A正确。电场强度定义式E＝ ，变形为F＝Eq，即可求解静电力，所以B正确。从公式E＝ 可以知道，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，所以C正确。等量异种电荷的连线上，中点的场强不为零，只有等量同种电荷中点电场强度才为零，故D错误。
2．关于电场强度的概念，下列说法正确的是()
A．由E＝ 可知，某电场的场强E与q成反比，与F成正比
B．电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关
C．正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入试探电荷的正负有关
D．电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零
解析：选BE＝ 是电场强度的定义式，某电场的场强E与试探电荷的电荷量q、试探电荷受的电场力F无关；故A错误。电场中某一点的场强取决于电场本身，与放入该点的试探电荷的正负无关，故B正确。电场中某一点场强方向与正试探电荷受到的电场力方向相同，与负试探电荷受到的电场力方向相反；正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反；则某一点场强方向与放入试探电荷的正负无关，故C错误。某点不放试探电荷时，该点的电场依然存在，故D错误。
1．在点电荷形成的电场中，其电场强度()
A．电场中各点处处相等
B．与场源电荷等距的各点的电场强度都相等
高中物理 第1章 静电场 第3节 电场强度教案 新人教版
第1章第3节电场强度【知识与技能】1．粗略了解物理学史上对电荷间相互作用力的认识过程。
2．知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是客观存在的一种特殊的形态。
3．理解电场强度的概念及其定义，会根据电场强度的定义进行有关的计算。
知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的。
4．能根据库仑定律和电场强度的定义推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算。
5．知道场强的叠加原理，并能应用这一原理进行简单的计算。
【过程与方法】1．经历“探究描述电场强弱的物理量”的过程，获得探究活动的体验。
2．领略通过电荷在电场中所受静电力研究电场、理想模型法、比值法、类比法等物理学研究方法。
【情感态度与价值观】1．体验探究物理规律的艰辛与喜悦。
2．学习科学家严谨科学的态度。
【教学过程】★重难点一、对电场及电场强度的理解★一、电场1．电场．在电荷的周围空间存在着电场．电场是在电荷周围存在的一种特殊物质，它的性质是传递电荷间的相互作用．其中静止电荷产生的电场叫静电场．2．对电场的三点理解．(1)电场是一种特殊物质，并非由分子、原子组成，但客观存在．(2)电荷间的相互作用是通过电场发生的，可由下图表示．(3)电场虽然看不见、摸不着，但它总能通过一些性质而表现其存在，如在电场中放入电荷，电场就对电荷有力的作用，所以电场也是客观存在的，因而也是一种物质．3．电场的来源．(1)由存在的电荷产生；(2)由变化的磁场产生．二、电场强度1．试探电荷与场源电荷．(1)试探电荷：如下图所示，带电小球是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的，称为试探电荷，或检验电荷．(2)场源电荷：被检验的电场是电荷Q所激发的，电荷Q称为场源电荷，或源电荷．(3)对试探电荷的两点理解：①试探电荷的电荷量和尺寸必须充分小，放入试探电荷后不引起原电场的明显变化．②试探电荷有电荷量，但忽略它产生的电场．3．电场强度与电场力的比较3.电场强度的性质4.电场强度的叠加：若场源电荷不唯一，空间某点的电场等于各点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫做电场强度的叠加，遵循平行四边形定则． 三、点电荷的电场、电场强度的叠加 1．点电荷的电场如图所示，场源电荷Q 与试探电荷q 相距为r ，则它们的库仑力F ＝k Qqr 2＝qk Q r2，所以电荷q 处的电场强度E ＝F q ＝k Q r2. (1)公式：E ＝kQ r2.(2)方向：若Q 为正电荷，场强方向沿Q 和该点的连线背离Q ；若Q 为负电荷，场强方向沿Q 和该点的连线指向Q . 2．对点电荷场强公式的理解(1)E ＝kQ r2的适用条件是：①真空中的点电荷；②真空中的均匀带电球体．(2)由E ＝kQ r2知，真空中某点电场强度的大小由场源电荷电荷量的大小Q 与该点到场源电荷的距离r 共同决定，与其他量无关． 3．公式E ＝F q 与E ＝kQ r2的区别【典型例题】电场强度E 的定义式为qFE =，下面说法中正确的是（） A.该定义只适用于点电荷产生的电场 B.库仑定律的表达式221r q q kF =可以说是点电荷q 2产生的电场在点电荷q 1处的库仑力大小；而21r q k 可以说是点电荷q 2产生的电场在点电荷q 1处的场强大小 C.对qFE，F 是放入电场中的点电荷所受的静电力，q 是产生电场的电荷的电荷量 D.电场中某点场强的方向与试探电荷的正负无关 【答案】D★重难点二、对电场线的理解★ 1．电场线（1）电场线是画在电场中的一条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向．（2）电场线的五个特点．①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷； ②曲线上每点的切线方向为该点的电场强度方向； ③电场线在电场中不相交，不闭合；④在同一幅图中，电场线密处电场强，电场线疏处电场弱；⑤电场线不是客观存在的曲线，是为了形象地描述电场而假想的曲线，可以通过实验模拟电场线的形状．注意：电场线不是运动轨迹：只有当电场线为直线，电荷初速度为零或初速度平行于电场线，电荷所受合力与电场线平行时，电荷的运动轨迹才与电场线平行或重叠． 2．电场线的应用(1)按照电场线画法的规定，场强大处电场线密，场强小处电场线疏，根据电场线的疏密可以比较场强的大小。
高中物理 第一章 第三节 电场强度学案(新人教版)选修
高中物理第一章第三节电场强度学案(新人教版)选修1、3《电场强度》学案【学习目标】1、通过对电场概念的学习，使学生明确场的特点，描写场的方法，并能在头脑中建立起场的模型和图象。
2、理解场电荷、检验电荷的概念，理解和掌握电场强度的概念。
3、掌握点电荷的电场强度公式。
4、理解和掌握电场的叠加原理，会计算简单的点电荷组产生的电场。
【重点难点】电场强度的概念及其公式式的理解；应用电场的叠加原理进行简单的计算【情景材料】一个物体没有与地球接触，也能受到重力作用，重力是由重力场传递的；带电的物体没有与其他电荷接触，也会产生静电作用力，那么静电作用力是如何发生的?是什么物质传递了静电作用力?实际上，在任何电荷周围都存在一种物质电场，电场虽然看不见也摸不着，但可以通过它所表现的性质反映出来、电场有两个基本性质：一是对放人其中的电荷有力的作用，二是电荷在电场中移动时，电场力对其做功、本节主要学习描述电场力的性质的物理量电场强度及形象地描述电场的工具电场线、【课前预习】1、电场（1）电荷在其周围产生电场，电场是_____周围存在的一种特殊物质，电荷间的相互作用力是通过电场发生的、（2）电场最基本的性质：对放人其中的电荷产生_____的作用、（3）静电场：______的电荷产生的电场称为静电场、2、试探电荷与场源电荷 (1)试探电荷：根据电场力的性质，可把一个带电荷量很小、尺寸也很小的电荷放人电场中，用来检验电场是否存在及电场的强弱分布情况，这样的电荷称为试探电荷，或称______、注意试探电荷的两个特点：一是尺寸足够小，可以用以研究电场中每一个点的情况；二是带电荷量足够小，对电场的分布不产生明显的影响，使原来的电场不因试探电荷的出现而有明显的改变、 (2)场源电荷：若被检验的电场是电荷Q所激发的，电荷Q称为场源电荷，或称_______、3、电场强度 (1)定义：放人电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的_______，叫做该点的电场强度、电场强度有时简称为场强。
高中物理 第一章 静电场 第3讲 电场强度学案 新人教版
电场强度[目标定位] 1.理解电场强度的概念及其定义式，并会进行有关计算.2.理解点电荷的电场强度及叠加原理.3.会用电场线表示电场，并熟记几种常见电场的电场线分布．一、电场和电场强度1．电场(1)概念：存在于电荷周围的一种特殊的物质，由电荷产生．场和实物是物质存在的两种不同形式．(2)基本性质：对放入其中的电荷有力的作用．电荷之间通过电场相互作用．(3)静电场：静止电荷产生的电场． 2．电场强度(1)场源电荷和试探电荷场源电荷是激发或产生我们正在研究的电场的电荷．试探电荷是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷． (2)电场强度①定义：放入电场中某点的点电荷所受静电力与它的电荷量的比值叫做该点的电场强度，简称场强．②物理意义：表示电场的强弱和方向．③定义式：E ＝Eq，单位为牛(顿)每库(仑)，符号为N/C.④方向：电场强度的方向与正电荷所受静电力的方向相同，与负电荷所受静电力方向相反． 深度思考(1)由于E ＝F q，所以有人说电场强度的大小与放入的试探电荷受到的力F 成正比，与电荷量q 的大小成反比，你认为这种说法正确吗？为什么？(2)这里定义电场强度的方法叫比值定义法，你还学过哪些用比值定义的物理量？它们都有什么共同点？答案 (1)不正确．电场中某点的电场强度E 是唯一的，由电场本身决定，与是否放入试探电荷以及放入试探电荷的正负、电荷量的大小无关．(2)如加速度a ＝Δv Δt ，密度ρ＝MV 等．用比值定义的新物理量可反映物质本身的某种属性，与用来定义的原有物理量并无直接关系．例1 A 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－q ，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2EC ．若在A 点移去电荷q ，A 点的场强变为零D ．A 点场强的大小、方向与q 的大小、正负、有无均无关解析 电场强度E ＝F q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和大小均不变，故A 、B 、C 均错误；故选D. 答案 D例2 真空中O 点放一个点电荷Q ＝＋1.0×10－9C ，直线MN 通过O 点，OM 的距离r ＝30cm ，M 点放一个点电荷q ＝－1.0×10－10C ，如图1所示．求：图1(1)q 在M 点受到的作用力； (2)M 点的场强；(3)拿走q 后M 点的场强．解析 (1)电场是一种物质，电荷q 在电场中M 点所受的作用力是电荷Q 通过它的电场对q的作用力，根据库仑定律，得F M ＝k Qq r 2＝9.0×109×1.0×10－9×1.0×10－100.32N ＝1.0×10－8N ．因为Q 为正电荷，q 为负电荷，库仑力是吸引力，所以力的方向沿MO 指向Q .(2)M 点的场强E M ＝F M q ＝1.0×10－81.0×10－10N/C ＝100 N/C ，其方向沿OM 连线背离Q ，因为它的方向跟正电荷所受电场力的方向相同．(3)在M 点拿走试探电荷q ，有的同学说M 点的场强E M ＝0，这是错误的．其原因在于不懂得场强是反映电场的力的性质的物理量，它是由形成电场的电荷Q 及场中位置决定的，与试探电荷q 是否存在无关．故M 点的场强仍为100N/C ，方向沿OM 连线背离Q . 答案 (1)大小为1.0×10－8N 方向沿MO 指向Q (2)大小为100N/C 方向沿OM 连线背离Q (3)大小为100N/C 方向沿OM 连线背离Q1公式E ＝Fq是电场强度的定义式，不是决定式.其中q 是试探电荷的电荷量.2电场强度E 的大小和方向只由电场本身决定，与是否放入的试探电荷以及放入试探电荷的正负、电荷量的大小无关.二、点电荷的电场 电场强度的叠加1．真空中点电荷周围的场强 (1)大小：E ＝k Q r2.(2)方向：Q 为正电荷时，E 的方向由点电荷指向无穷远；Q 为负电荷时，E 的方向由无穷远指向点电荷．2．电场强度的叠加：电场强度是矢量．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单独在该点产生的电场强度的矢量和． 深度思考公式E ＝F q 与E ＝k Q r2有什么区别？答案 公式E ＝F q 是电场强度的定义式，适用于任何电场，E 可以用F q来度量，但与F 、q 无关．其中q 是试探电荷．公式E ＝k Q r2是点电荷场强的决定式，仅适用于点电荷的电场强度求解，Q 是场源电荷，E 与Q 成正比，与r 2成反比．例3 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( ) A.F Q B.F q C ．k q r 2D ．k Q r2解析 E ＝F q 中q 指的是试探电荷，E ＝kQ r2中Q 指的是场源电荷，故B 、D 正确． 答案 BD例4 如图2所示，真空中带电荷量分别为＋Q 和－Q 的点电荷A 、B 相距为r ，则：图2(1)两点电荷连线的中点O 的场强多大？(2)在两点电荷连线的中垂线上，距A 、B 两点都为r 的O ′点的场强如何？解析 求解方法是分别求出＋Q 和－Q 在某点的场强大小和方向，然后根据电场强度的叠加原理求出合场强．(1)如图甲所示，A 、B 两点电荷在O 点产生的场强方向相同，由A 指向B .A 、B 两点电荷在O 点产生的电场强度E A ＝E B ＝kQ ⎝ ⎛⎭⎪⎫r 22＝4kQ r2. 故O 点的合场强为E O ＝2E A ＝8kQr2，方向由A 指向B .(2)如图乙所示，E A ′＝E B ′＝kQr 2，由矢量图所形成的等边三角形可知，O ′点的合场强E O ′＝E A ′＝E B ′＝kQ r2，方向与A 、B 的中垂线垂直，即E O ′与E O 同向． 答案 (1)8kQr2，方向由A 指向B(2)kQ r2，方向与AB 连线平行，由A 指向B电场强度是矢量，合成时遵循矢量运算法则平行四边形定则或三角形定则，常用的方法有图解法、解析法、正交分解法等；对于同一直线上电场强度的合成，可先规定正方向，进而把矢量运算转化成代数运算.三、电场线和匀强电场1．电场线的特点(1)电场线是为了形象描述电场而假想的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向．(2)电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷． (3)电场线在电场中不相交．(4)在同一电场中，电场强度较大的地方电场线较密．(5)匀强电场的电场线是间隔相等的平行线．2．几种特殊的电场线(自己画出电场线)答案3．匀强电场(1)定义：电场中各点电场强度的大小相等、方向相同的电场．(2)特点：①场强方向处处相同，电场线是平行直线．②场强大小处处相等，要求电场线疏密程度相同，即电场线间隔相等．深度思考(1)在相邻的两条电场线之间没画电场线的地方有电场吗？(2)电场线是物体的运动轨迹吗？答案(1)电场线是假想的．如果在每个地方都画电场线也就无法对电场进行描述了，所以在相邻的两条电场线之间没画电场线的地方也有电场．(2)电场线不是运动轨迹，运动轨迹由运动电荷的受力和初速度共同决定，运动轨迹的切线方向为速度方向；电场线上各点的切线方向为该点的场强方向，决定着电荷所受电场力方向．例5 如图3所示是某静电场的一部分电场线分布情况，下列说法中正确的是( )图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 ．正电荷可以沿电场线由B 点运动到C 点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 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E A ＞E B ，又因F ＝qE ，得F A ＞F B ，故B 正确；由a ＝Fm知，a ∝F ，而F ∝E ，E A ＞E B ，所以a A ＞a B ，故D 错；正电荷在B 点受到的电场力的方向沿切线方向，故其轨迹不可能沿曲线由B 到C ，故C 错误． 答案 B1电场线并不是粒子运动的轨迹.带电粒子在电场中的运动轨迹由带电粒子所受合外力与初速度共同决定.电场线上各点的切线方向是场强方向，决定着粒子所受电场力的方向.轨迹上每一点的切线方向为粒子在该点的速度方向.2电场线与带电粒子运动轨迹重合必须同时满足以下三个条件 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带电粒子初速度的大小为零或初速度的方向沿电场线所在的直线.1．(对电场强度的理解)电场中有一点P ，下列说法中正确的有( ) A ．若放在P 点的试探电荷的电荷量减半，则P 点的场强减半 B ．若P 点没有试探电荷，则P 点场强为零C ．P 点的场强越大，则同一试探电荷在P 点受到的电场力越大D ．P 点的场强方向就是放在该点的试探电荷所受电场力的方向 答案 C解析 场强是表示电场本身性质的物理量，由电场本身决定，与是否有试探电荷以及试探电荷的电荷量均无关，选项A 、B 错误；由E ＝Fq得，F ＝qE ，q 一定时F 与E 成正比，则知P点的场强越大，同一试探电荷在P点受到的电场力越大，故C正确；P点的场强方向为就是放在该点的正试探电荷所受电场力的方向，与放在该点的负试探电荷所受电场力的方向相反，故D错误．2．(对电场强度的理解)如图4所示，在一带负电的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q1＝－2.0×10－8C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0×10－6N，方向如图，则B 处场强多大？如果换用一个q2＝＋4.0×10－7C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？图4答案200N/C 8.0×10－5 N 200 N/C解析由场强公式可得E B＝F1q1＝4.0×10－62.0×10－8N/C＝200 N/C，因为是负电荷，所以场强方向与F1方向相反．q2在B点所受静电力F2＝q2E B＝4.0×10－7×200N＝8.0×10－5N，方向与场强方向相同，也就是与F1方向相反．此时B处场强仍为200N/C，方向与F1相反．3．(点电荷的电场电场强度的叠加)如图5所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移到P点，则O点的场强大小变为E2，E1与E2之比为( )图5A．1∶2B．2∶1C．2∶3D．4∶ 3答案 B解析设半圆弧的半径为r，M、N点的点电荷的电荷量分别为Q和－Q，M、N两点的点电荷在O点所产生的场强均为E＝k Qr2，则O点的合场强E1＝k Qr2＋kQr2＝2kQr2.当N点处的点电荷移到P点时，O点场强如图所示，合场强大小为E2＝k Qr2，则E1与E2之比为2∶1.4．(电场线的特点及应用)下列各电场中，A、B两点电场强度相同的是( )答案 C解析 A 图中，A 、B 两点场强大小相等，方向不同；B 图中，A 、B 两点场强的方向相同，但大小不等；C 图中是匀强电场，则A 、B 两点场强大小、方向均相同；D 图中A 、B 两点场强大小、方向均不相同．故选C.题组一 对电场及电场强度的理解1．(多选)下列关于电场和电场强度的说法正确的是( )A ．电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用B ．电场是人为设想出来的，其实并不存在C ．某点的场强越大，则同一电荷在该点所受到的电场力越大D ．某点的场强方向为试探电荷在该点受到的电场力的方向 答案 AC解析 电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质，电荷间的相互作用是通过电场产生的，不是假想的，故A 正确，B 错误；由E ＝Fq得，F ＝Eq ，当q 一定时，E 越大，F 越大，所以C 正确；场强方向规定为正电荷在该点所受的电场力方向，与负电荷所受的电场力的方向相反，D 错误．2．(多选)关于电场强度的下列说法中，正确的是( ) A ．电场强度与试探电荷所受电场力成正比 B ．试探电荷的电荷量越大，电场强度越大C ．电场强度是电场本身的性质，与试探电荷的电荷量及其所受电场力大小无关D ．电场强度的方向就是正的试探电荷所受电场力的方向 答案 CD解析 电场中某点的电场强度只与电场本身的性质有关，与试探电荷所带的电荷量及其所受电场力大小无关，A 、B 错，C 对．人们规定电场强度的方向与正电荷所受电场力的方向相同，D 对．3．下列关于电场强度的说法中，正确的是( ) A ．公式E ＝F q只适用于真空中点电荷产生的电场B ．由公式E ＝F q可知，电场中某点的电场强度E 与试探电荷在电场中该点所受的静电力成正比C ．在公式F ＝kq 1q 2r 2中，k q 2r 2是点电荷q 2产生的电场在点电荷q 1处的电场强度大小；而k q 1r2是点电荷q 1产生的电场在点电荷q 2处的电场强度大小D ．由公式E ＝kQ r2可知，在离点电荷非常近的地方(r →0)，电场强度E 可达无穷大 答案 C解析 电场强度的定义式E ＝F q适用于任何电场，选项A 错误；电场中某点的电场强度由电场本身决定，与电场中该点是否有试探电荷以及引入的试探电荷所受的静电力无关，选项B 错误；点电荷间的相互作用力是通过电场产生的，选项C 正确；公式E ＝kQ r2是点电荷产生的电场中某点电场强度的计算式，当r →0时，所谓的“点电荷”已不存在，该公式已不适用，选项D 错误．题组二 电场强度的叠加4．如图1所示，AC 、BD 为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O ，将带有等量电荷量q 的正、负点电荷放在圆周上，它们的位置关于AC 对称．要使圆心O 处的电场强度为零，可在圆周上再放置一个适当电荷量的正点电荷＋Q ，则该点电荷＋Q 应放在( )图1A ．A 点B ．B 点C ．C 点D ．D 点答案 D解析 由电场的叠加原理和对称性可知，＋q 、－q 在O 点的合场强方向应沿OD 方向，要使O 点的合场强为零，放上的电荷＋Q 在O 点的场强方向应与＋q 、－q 在O 点的合场强方向相反，所以D 正确．5．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 处的场强大小为E ，方向与BC 边平行沿B 指向C ，如图2所示．拿走C 处的点电荷后，A 处电场强度情况将是( )图2A ．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E2，方向不变D ．不能作出结论 答案 B解析 设点电荷B 、C 在A 产生的场强度大小均为E ′，则E ′＝E ，拿走C 处的点电荷后，A 处电场强度大小为E ，方向由B 指向A ，选项B 正确． 题组三 电场线的特点及应用6．(多选)以下关于电场和电场线的说法中正确的是 ( ) A ．电场线就是电荷在电场中的运动轨迹B ．在电场中，凡是有电场线通过的点，场强不为零，不画电场线的区域内的点，场强为零C ．同一试探电荷在电场线密集的地方所受静电力大D ．电场线是人们假想的，用以形象表示电场强度的大小和方向，客观上并不存在 答案 CD解析 电场线是为了方便描述电场强度的大小及方向而引进的假想线，它一般不与电荷的运动轨迹重合，没画电场线的区域也有电场，场强不为零，A 、B 错误，D 正确．在同一电场中，电场强度较大的地方电场线较密，电荷受到的电场力也较大，C 正确．7．如图3所示是点电荷Q 周围的电场线，图中A 到Q 的距离小于B 到Q 的距离．以下判断正确的是( )图3A ．Q 是正电荷，A 点的电场强度大于B 点的电场强度 B ．Q 是正电荷，A 点的电场强度小于B 点的电场强度C ．Q 是负电荷，A 点的电场强度大于B 点的电场强度D ．Q 是负电荷，A 点的电场强度小于B 点的电场强度答案 A解析正电荷的电场线向外辐射，电场线密的地方电场强度大，所以A正确．8．(多选)某电场的电场线分布如图4所示，则( )图4A．电荷P带正电B．电荷P带负电C．a点的电场强度大于b点的电场强度D．正试探电荷在c点受到的电场力大于在d点受到的电场力答案AD解析电场线从正电荷出发，故A正确，B错误；从电场线的分布情况可知，b的电场线比a的密，所以b点的电场强度大于a点的电场强度，故C错误；c点的场强大于d点场强，所以正试探电荷在c点受到的电场力大于在d点受到的电场力，故D正确；故选A、D. 9．A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在静电力作用下，以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其v－t图象如图5所示．则此电场的电场线分布可能是( )图5答案 A解析从题图可以直接看出，粒子的速度随时间的增大逐渐减小，故微粒所受电场力做负功，图线的斜率逐渐增大，说明粒子的加速度逐渐变大，电场强度逐渐变大，从A到B电场线逐渐变密．综合分析知，微粒是顺着电场线运动，由电场线疏处到达密处，正确选项是A. 10．(多选)A、B两个点电荷在真空中所产生电场的电场线(方向未标出)，如图6所示．图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称．则下列说法中正确的是( )图6A ．这两点电荷一定是同种电荷B ．这两点电荷一定是异种电荷C ．D 、C 两点电场强度相等D ．C 点的电场强度比D 点的电场强度大 答案 BD解析 由题图可知，电场线关于中垂线对称，两点电荷一定是等量异种电荷，A 错，B 对．中垂线上，C 点场强最大，离C 点越远，场强越小，C 错，D 对． 题组四 综合应用11．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，坐标轴上A 、B 两点的坐标分别为2m 和5m ．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7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：图7(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． 答案 (1)2.5N/C ，方向沿x 轴负方向 (2)带负电，位置坐标x ＝2.6m解析 (1)由题图可得B 点电场强度的大小E B ＝F q ＝10.4N/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．设点电荷Q 的坐标为x ，则E A ＝k Q (x －2)2，E B ＝k Q(5－x )2由题图可得E A ＝40N/C ，则E A E B ＝(5－x )2(x －2)2＝402.5解得x ＝2.6m 或x ＝1m(不符合题意舍去)．12．竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场．其电场强度为E ，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m 的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，如图8所示．请问：图8(1)小球带电荷量是多少？(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？ 答案 (1)mg tan θE(2) 2bgcot θ解析 (1)由小球处于平衡状态，知小球带正电，对小球受力分析如图所示F T sin θ＝qE ① F T cos θ＝mg ②由①②联立得tan θ＝qE mg ，故q ＝mg tan θE . (2)由第(1)问中的方程②知F T ＝mgcos θ，而剪断丝线后小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线对小球的拉力大小相等、方向相反，故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于mg cos θ.小球的加速度a ＝F 合m ＝gcos θ，小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属板上时，它的位移为x ＝b sin θ，又由x ＝12at 2，得t ＝2xa＝2b cos θg sin θ＝2b gcot θ.。
精品-新人教版2018_2019学年高中物理第一章静电场习题课电场力的性质学案选修3_1
习题课 电场力的性质1．电场力公式(1)F ＝Eq (适用于一切电场) (2)F ＝kq1q2r2(适用于真空中两点电荷) 2．电场强度的计算公式(1)E ＝F q(场强的定义式，适用于一切电场)(2)E ＝k Q r2(点电荷的场强公式，只适用于点电荷的电场) 3．电场线 (1)电场线的特点①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷； ②电场线在电场中不相交；③电场强度大的地方电场线较密，电场强度小的地方电场线较疏． (2)电场线描述电场①电场线的疏密描述电场的强弱； ②电场线的切线方向即是该点场强的方向．等量电荷电场的分析(2018·华南师大附中高二检测)如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A →O →B 匀速飞过，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况是( )A ．先变大后变小，方向水平向左B ．先变大后变小，方向水平向右C ．先变小后变大，方向水平向左D ．先变小后变大，方向水平向右[解析] 等量异种电荷电场线分布如图甲所示，由图中电场线的分布可以看出，从A点到O点，电场线由疏到密；从O点到B点，电场线由密到疏，所以沿点A、O、B，电场强度应先由小变大，再由大变小，方向为水平向右．由于电子做匀速直线运动，所受合外力必为零，故另一个力应与电子所受电场力大小相等、方向相反，电子受到电场力方向水平向左，且沿点A、O、B运动的过程中，电场力由小变大，再由大变小，故另一个力的方向应水平向右，其大小应先变大后变小，如图乙所示，故选B．[答案] B两个等量点电荷的叠加电场的特点(1)等量同号点电荷的电场①两点电荷连线上，中点处场强为零，向两侧场强逐渐增大．②两点电荷连线的中垂线上由中点到无限远，场强先变大后变小．(2)等量异号点电荷的电场①两点电荷连线上，沿电场线方向场强先变小再变大，中点处场强最小．②两点电荷连线的中垂线上电场强度方向都相同，总与中垂线垂直且指向负点电荷一侧．沿中垂线从中点到无限远处，场强一直减小，中点处场强最大．【题组突破】1．(多选)如图所示，A、B为两个固定的等量正点电荷，在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正点电荷C，现给电荷C一个垂直于连线的初速度v0，若不计电荷C所受的重力，则关于电荷C运动过程中的速度和加速度情况，下列说法正确的是( )A．加速度始终增大B．加速度先增大后减小C．速度始终增大，最后趋于无穷大D．速度始终增大，最后趋于某一有限值解析：选BD．由电场的叠加原理，AB中垂线上由C向上场强为先增大后减小，故电荷C所受电场力向上先增大后减小，所以C的加速度先增大后减小，但速度始终增大，且有一有限值，可知B、D正确．2．(多选)(2018·江西南昌二中检测)如图所示，两个带等量的正电荷的小球A 、B (均可视为点电荷)，被固定在光滑的绝缘水平面上，P 、N 是小球A 、B 连线的水平中垂线上的两点，且PO ＝ON ．现将一个带负电的小球C (可视为质点)，由P 点静止释放，在小球C 向N 点运动的过程中，下列关于小球C 的运动速度图象中，可能正确的是( )解析：选AB ．在A 、B 连线的垂直平分线上，从无穷远处到O 点的电场强度先变大后变小，到O 点变为零，负电荷沿垂直平分线从无穷远处向O 点运动，加速度先变大后变小，速度不断增大，在O 点加速度变为零，速度达到最大，v －t 图线的斜率先变大后变小；由O 点运动到无穷远，速度变化情况同另一侧速度的变化情况具有对称性．如果P 、N 距O 点足够远，B 正确，如果P 、N 距O 点很近，A 正确．求解电场强度的“巧法”如图所示选项中的各14圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各14圆环间彼此绝缘．坐标原点O 处电场强度最大的是( )[解析] 每个14圆环在O 点产生的电场强度大小相等，设为E ．根据电场的叠加原理和对称性，得A 、B 、C 、D 各图中O 点的电场强度分别为E A ＝E 、E B ＝2E 、E C ＝E 、E D ＝0，故选项B 正确．[答案] B要善于利用对称观点，如无穷大平面导体表面感应电荷产生的电场，是关于表面对称分布的，即对称的两个位置的电场强度等大、反向．【题组突破】1．如图所示，一个均匀的带电圆环，带电荷量为＋Q ，半径为R ，放在绝缘水平桌面上．圆心为O 点，过O 点作一竖直线，在此线上取一点A ，使A 到O 点的距离为R ，在A 点放一检验电荷＋q ，则＋q 在A 点所受的库仑力为( )A ．kQqR2，方向向上 B ．2kQq4R2，方向向上 C ．kQq4R2，方向水平向左 D ．不能确定解析：选B ．先把带电圆环分成若干个小部分，每一小部分可视为一个点电荷，各点电荷对检验电荷的库仑力在水平方向上的分力相互抵消，竖直方向上的分力大小为kqQcos 45°（2R ）2＝2kQq4R2，方向向上，故选B ．2．如图所示，一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点，a 和b 、b 和c 、c 和d 间的距离均为R ，在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷．已知b 点处的场强为零，则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量)( )A ．k 3q R2B ．k 10q 9R2C ．kQ ＋qR2D ．k9Q ＋q9R2解析：选B ．由b 点处的合场强为零可得圆盘在b 点处的场强与点电荷q 在b 点处的场强大小相等、方向相反，所以圆盘在b 点处的场强大小为E b ＝k q R2，再根据圆盘场强的对称性和电场强度叠加即可得出d 点处的场强为E d ＝E b ＋kq （3R ）2＝k 10q9R2，B 正确．静电场中力学知识的综合应用在水平向右的匀强电场中，有一质量为m 、带正电的小球，用长为l 的绝缘细线悬挂于O 点，当小球静止时细线与竖直方向的夹角为θ，如图所示．现用力击打小球，使小球恰能在竖直平面内做圆周运动．试问：(1)小球做圆周运动的过程中，在哪点速度最小？最小速度是多少？ (2)小球在哪点速度最大？最大速度为多少？[思路点拨] 重力场与匀强电场的叠加，可用等效的方法建立等效力场，类比重力场，用力学方法求解．[解析] (1)小球所受重力和电场力的合力F ＝mgcos θ，如图所示，方向斜向右下方，且与竖直方向成θ角．将合力等效成一个合场力，其等效加速度g 效＝gcos θ．因小球恰能在竖直平面内做圆周运动，所以小球在等效最高点A 点时速度最小，且在A 点时线的拉力为零，故等效合场力提供向心力，即mg 效＝mv2Al，得v A ＝glcos θ．(2)由能量守恒定律，小球在等效最低点B 点时速度最大，设为v B ，则从A 到B 由动能定理得12mv 2B －12mv 2A ＝mg 效·2l 解得v B ＝5glcos θ． [答案] (1)A 点 glcos θ(2)B 点 5glcos θ1．带电体在多个力作用下的平衡问题：带电体在多个力作用下处于平衡状态，物体所受合外力为零，因此可用共点力平衡的知识分析，常用的方法有正交分解法、合成法等．2．带电体在电场中的加速问题：与力学问题分析方法完全相同，带电体的受力仍然满足牛顿第二定律，在进行受力分析时不要漏掉电场力(静电力)．3．用等效思想处理叠加场问题：对于叠加场中的力学问题，可以根据力的独立作用原理分别研究每一种场力对物体的作用效果，也可以同时研究几种场力共同作用的效果，将叠加场等效为一个简单场，然后与重力场中的力学问题进行类比，利用力学的规律和方法进行分析与解答．如将重力场和匀强电场合成为等效重力场，然后利用物体只受重力时的解题方法即可解决问题．如要使物体能在叠加场中做完整的圆周运动，临界条件是物体恰能通过等效最高点；再如物体的最大速度必然出现在等效最低点，等等．【题组突破】1．(2018·山西太原五中测试)如图所示，正电荷q 1固定于半径为R 的半圆光滑轨道的圆心处，将另一带正电、电荷量为q 2、质量为m 的小球，从轨道的A 处无初速度释放，求：(1)小球运动到B 点时的速度大小； (2)小球在B 点时对轨道的压力．解析：(1)带电小球q 2在半圆光滑轨道上运动时，库仑力不做功，故机械能守恒，则mgR ＝12mv 2B ，解得v B ＝2gR ．(2)小球到达B 点时，受到重力mg 、库仑力F 和支持力F N ，由圆周运动公式和牛顿第二定律得F N －mg －k q1q2R2＝m v2B R ，解得F N ＝3mg ＋k q1q2R2，根据牛顿第三定律，小球在B 点时对轨道的压力为F ′N ＝F N ＝3mg ＋k q1q2R2，方向竖直向下．答案：(1)2gR (2)3mg ＋k q1q2R2，方向竖直向下 2．(2018·杭州高二检测)如图所示，一质量为m ＝1．0×10－2kg ，带电量为q ＝1．0×10－6C 的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向夹角为37°．小球在运动过程中电量保持不变，重力加速度g 取10 m/s 2．(1)求电场强度E 的大小；(2)若在某时刻将细线突然剪断，求经过1 s 时小球的速度大小v 及方向．(sin 37°＝0．6，cos 37°＝0．8)解析：(1)由平衡条件得小球所受电场力F ＝mg tan θ，所以小球所在处的电场强度的大小：E ＝F q ＝mgtan θq＝1．0×10－2×10×0．751．0×10－6N/C ＝7．5×104N/C ．(2)细线剪断后，小球的合力F 合＝mgcos 37°＝1．25mg根据牛顿第二定律，小球的加速度：a ＝F 合m＝1．25g ＝12．5 m/s 2．所以1 s 时小球的速度大小v ＝at ＝12．5 m/s ，速度方向沿原细线方向向下，即方向与竖直方向夹角为37°，斜向左下．答案：(1)7．5×104N/C (2)12．5 m/s 方向与竖直方向夹角为37°，斜向左下1．如图所示，在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管的圆心O 处放一点电荷，将质量为m 、带电量为q 的小球从管的水平直径端点A 由静止释放，小球沿管滑到最低点B 时，对管壁恰好无压力，则放于圆心处的电荷在AB 弧中点处的电场强度的大小为( )A ．E ＝mg qB ．E ＝2mg qC ．E ＝3mg qD ．不能确定解析：选C ．带电小球从A 到B 的过程中，库仑力方向始终和速度方向垂直，故只有重力对小球做功，小球机械能守恒，则mgR ＝12mv 2B ，在B 处小球受重力和库仑力的合力提供向心力，得qE －mg ＝mv2B R ，解得E ＝3mgq，C 正确．2．(多选)(2018·江苏启东中学高二检测)有两个带有等量异种电荷的小球，用绝缘细线相连后悬起，并置于水平方向的匀强电场中，如图所示．当两小球都处于平衡时不可能的位置是选项中的( )解析：选BCD．若把两小球和两球之间的连线看成一个整体，因为两球所带电荷是等量异种电荷，所以两小球在水平方向上受电场力的合力为零，竖直方向只受两球的重力和上段细线的拉力，重力竖直向下，所以上段细线的拉力必须竖直向上，则答案为B、C、D．3．(多选)如图所示的电场中，虚线为某带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则( )A．粒子一定带正电B．粒子一定是从a点运动到b点C．粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度D．粒子在电场中c点的速度一定大于在a点的速度解析：选AC．做曲线运动的物体，合力指向运动轨迹的内侧，由此可知，带电的粒子受到的电场力的方向为沿着电场线向左，所以粒子带正电，A正确；粒子不一定是从a点沿轨迹运动到b点，也可能从b点沿轨迹运动到a点，B错误；由电场线的分布可知，粒子在c点的受力较大，加速度一定大于在b点的加速度，C正确；粒子从c到a的过程，电场力与速度成锐角，所以粒子做加速运动，在c点的速度一定小于在a点的速度，D错误．4．如图所示，竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域，电场强度E＝3×104N/C．在两板间用绝缘细线悬挂一个质量m＝5×10－3kg的带电小球，静止时小球偏离竖直方向的角度θ＝60°．g取10 m/s2．试求：(1)小球的电性和电荷量；(2)若小球静止时离右板d＝53×10－2m，剪断悬线后，小球经多长时间碰到右极板？解析：(1)因为小球静止，即受力平衡，所以小球带正电荷，小球受力分析如图所示．由平衡条件有qE ＝mg tan θ解得q ＝533×10－6C ．(2)剪断细线后，小球在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动．a x ＝qE m ，d ＝12a x t 2解得t ＝0．1 s ． 答案：(1)正电荷 533×10－6C (2)0．1 s。
高中物理第3节电场强度教案新人教版选修31
第1章静电场第3节电场强度本节教材分析一、三维目标（一）知识与技术一、了解电荷周围存在电场，电荷间的彼此作用是通过电场来实现的。
二、理解电场强度的概念、公式、单位和方向，掌握电场强度矢量的叠加，并进行简单计算。
3、识别常见电场的电场线特征，理解匀强电场的概念及电场线散布特征。
（二）进程与方式通过类例如法、比值法概念物理量，提高学生研究问题的能力（三）情感、态度与价值观通过电场的教学，培育学生对物质的熟悉观；进展对物理学的好奇心与求知欲，乐于探讨自然界的奥秘，树立科学的价值观。
二、教学重点掌握电场、电场强度、电场线、匀强电场的内容与特征。
三、教学难点电场强度的叠加、点电荷的电场的理解与应用。
四、教学建议教学中注意下面两种方式：类比思维方式：电场是学生新接触的抽象概念，可结合初中已有的磁场概念对电场熟悉，并结合具体实例理解电场这种特殊物质。
电场的叠加可类比力的合成。
要明确电场线的特点并指出引入电场线的意义。
比值概念法：电场强度与以往学习过的物质的密度ρ=m/V、比热容C=Q/mΔt、导体的电阻R=U/I等类似，都是用两物理量的比值来概念的，它们有共性，凡是用比值来概念的物理量只与比值有关，而与比值中的两物理量无关。
若比值为恒量，则反映了物质的某种性质。
新课导入设计导入一师：在咱们所学习过的各类力中，有些力必需发生在相互接触的物体间，有些力可发生在不直接接触的物体间。
请同窗们回忆一下，哪些力必需发生在彼此接触的物体间？哪些力可发生在不直接接触的物体间？生：拉力、支持力、压力和摩擦力都是接触力，万有引力、磁力和咱们刚学的静电力不接触也能产生。
师：这些不直接接触的物体间的彼此作用是如何发生的呢？历史上万有引力曾被以为是一种既不需要媒介，也不需经历时刻，而是超越空间直接发生的作使劲，并被称为超距作用。
——牛顿不同意这种观点，以为这种想法荒唐之极，但他没有提出自己的具体观点。
因此超距作用的坚持者仍把万有引力当做是超距作用的典范。
2018学年第一学期人教版高二物理选修3-1第一章第三节《电场强度》学案
选修3-1 第一章 静电场第三节 电场强度年级： 班级： 学号： 姓名：学习目标：1.掌握电场强度的概念及公式，并会进行有关的计算2.理解点电荷的电场强度及场强叠加原理.3.会用电场线表示电场，并熟记几种常见电场的电场线分布特征． 学习过程： 【新知探究】 一、电场强度[导学探究] (1)电场的基本性质是什么？如何去探究电场的这种性质？(2)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，该电荷受到的静电力为F .若把带电荷量为2q 的点电荷放在A 点，则它受到的静电力为多少？若把带电荷量为nq 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 与电荷量q 有何关系？ [知识深化]1．电场强度是由电场本身所决定的，与试探电荷无关．2．电场强度是矢量，其方向与在该点的正电荷所受静电力的方向相同，与在该点的负电荷所受静电力的方向相反．3．公式E ＝Fq 是电场强度的定义式，该式给出了测量电场中某一点电场强度的方法．公式E ＝Fq 可变形为F ＝qE ：电场强度E 与电荷量q 的乘积等于静电力的大小；正电荷所受静电力方向与电场强度方向相同，负电荷所受静电力方向与电场强度方向相反．例1 在电场中的某点放一个试探电荷，其电荷量为q ，受到的静电力为F ，则该点的电场强度为E ＝Fq ，下列说法正确的是( )A ．若移去试探电荷，则该点的电场强度为0B ．若试探电荷的电荷量变为4q ，则该点的场强变为4EC ．若放置到该点的试探电荷变为－2q ，则场中该点的场强大小不变，但方向相反D ．若放置到该点的试探电荷变为－2q ，则场中该点的场强大小、方向均不变例2如图2所示，在一带负电的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q1＝－2.0×10－8 C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0×10－6 N，方向如图，则：图2(1)B处场强多大？方向如何？(2)如果换成一个q2＝＋4.0×10－7 C 的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？(3)如果将B处电荷拿走，B处的场强是多大？(3)某点场强大小与有无试探电荷无关，故将B处电荷拿走，B点场强大小仍为200 N/C.二、点电荷的电场电场强度的叠加[导学探究](1)如图3所示，在正点电荷Q的电场中有一试探电荷q放于P点，已知P点到Q的距离为r，Q对q的作用力是多大？Q在P点产生的电场的电场强度是多大？方向如何？图3(2)如果再有一正点电荷Q ′＝Q ，放在如图4所示的位置，P 点的电场强度多大？图4[知识深化]1．E ＝F q 与E ＝k Qr2的比较：2.线上电场强度的合成，可先规定正方向，进而把矢量运算转化成代数运算．例3如图5所示，真空中，带电荷量分别为＋Q和－Q的点电荷A、B相距r，求：图5(1)两点电荷连线的中点O的场强的大小和方向．(2)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O′点的场强大小和方向．针对训练如图6所示，空间中A、B、C三点的连线恰构成一直角三角形，且∠C＝30°，AB＝L，在B、C两点分别放置一点电荷，它们带等量同种电荷，电荷量为＋Q.静电力常量为k，求斜边AC的中点D处的电场强度．图6三、电场线与匀强电场[导学探究](1)为了形象的描述电场，法拉第引入了电场线的概念．电场线是真实存在的吗？(2)电场线是如何表示电场方向和强弱的？(3)试画出点电荷、等量异号点电荷、等量同号点电荷及匀强电场的电场线．[知识深化]1．电场线是为了形象地描述电场而假想的线，实际上是不存在的．2．电场线每点的切线方向与该点的电场强度方向相同．3．电场线不是粒子运动的轨迹，当完全满足以下条件时运动轨迹和电场线重合．(1)电场线是直线．(2)带电粒子只受静电力作用或除静电力外的其他力的合力与静电力在同一条直线上．(3)带电粒子初速度的大小为零或初速度的方向与电场线方向在同一条直线上．例4某电场的电场线分布如图7所示，下列说法正确的是()图7A．c点的电场强度大于b点的电场强度B．若将一试探电荷＋q由a点静止释放，它将沿电场线运动到b点C．b点的电场强度大于d点的电场强度D．a点和b点的电场强度的方向相同【练习拓展】1．(电场强度的概念)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试探电荷在该点所受的静电力成正比B．场中某点的场强大小等于Fq，但与试探电荷的受力大小及电荷量无关C．场中某点的场强方向是试探电荷在该点的受力方向D ．公式E ＝F q 和E ＝k Qr2对于任何电场都是适用的2．(点电荷的电场)对电场强度公式E ＝kQr 2有几种不同理解，其中正确的是( )A ．只要带电体电荷量为Q ，在距离r 处激发的电场都能用此公式计算场强EB ．以点电荷Q 为中心、r 为半径的球面上各处的场强E 相同C ．当离场源电荷距离r →0时，场强E →∞D ．当离场源电荷距离r →∞时，场强E →03. (电场线)某电场的电场线如图8所示，A 点和B 点的电场强度分别为E A 、E B ，同一点电荷在A 、B 点所受的静电力分别为F A 、F B ，则( ) A ．E A >E B ，F A >F B B ．E A ＝E B ，F A ＝F B C ．E A <E B ，F A <F BD ．E A ＝E B ，F A >F B4．(电场强度的叠加)如图9所示，边长为a 的正三角形ABC 的三个顶点分别固定三个点电荷＋q 、＋q 、－q ，则该三角形中心O 点处的场强为( ) A.6kqa 2，方向由C 指向O B.6kqa 2，方向由O 指向C C.3kqa 2，方向由C 指向O D.3kqa 2，方向由O 指向C 【归纳整理】。
高中物理 第一章第3节 电场强度同步导学案(含解析)新人教版选修31
电_场_强_度1.电场是电荷周围存在的一种特殊物质，它对放入其中的电荷有力的作用。
2．电场强度是用来描述电场的力的性质的物理量，其定义式 为E ＝F q。
3．电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向规定为正 电荷在该点所受的静电力的方向。
4．电场线是为了形象描述电场而引入的假想的线，其疏密程 度表示电场的强弱，其每点的切线方向表示该点的电场强度的方向。
5．匀强电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，其电场线是间隔相等的平行直线。
电场、电场强度 1．电场在电荷的周围存在着由它产生的电场，它的性质是传递电荷间的相互作用，其中静止电荷产生的电场叫静电场。
(1)电场和磁场统称为电磁场，电磁场是一种特殊物质，也有能量、动量。
(2)电荷之间的库仑力是通过电场发生的。
(3)电场是客观存在的。
电场的一个重要特征就是对放入其中的电荷有力的作用。
2．试探电荷与场源电荷(1)试探电荷：如图1－3－1所示，带电小球q 是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的，称为试探电荷，或检验电荷。
图1－3－1(2)场源电荷：被检验的电场是电荷Q 所激发的，电荷Q 称为场源电荷，或源电荷。
3．电场强度(1)定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力F 跟它的电荷量q 的比值，叫做该点的电场强度。
(2)定义式：E ＝Fq。
(3)单位：牛/库(N/C)，伏/米(V/m)。
1 N/C ＝1 V/m 。
(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相同。
(5)物理意义：电场强度是描述电场力的性质的物理量，与试探电荷受到的静电力大小无关。
[重点诠释]1．试探电荷的特点试探电荷的电荷量和尺寸都很小，放入试探电荷后不引起原电场的明显变化，即忽略它所产生的电场。
2．对电场强度的理解(1)公式E ＝F q是电场强度的定义式，该式给出了测量电场中某一点电场强度的方法，应当注意，电场中某一点的电场强度由电场本身决定，与是否测量及如何测量无关。
高中物理第一章静电场第三节电场强度学案新人教版选修
第三节电场强度（1）【学习目标】本节重点讲述电场及描述电场性质的物理量――电场强度和电场的叠加原理。
【新知预习】1．电荷的周围存在，带电体间的相互作用是通过产生的。
电场是一种特殊形态的，电场的基本性质是，这也是检验空间是否存在电场的依据之一。
2．为研究电场而放进电场的电荷称为。
3．电场强度是反映电场本身的力的性质的物理量。
电场中某处的电场强度大小定义为放在该处的电荷受到的电场力跟该电荷的电量的。
电场强度的大小表示电场的，电场强度的方向就是电场的，且物理学中规定：电场中某点的电场强度的方向跟电荷在该点所受的电场力的方向相同。
电场强度的单位是或。
4．E=F/q是电场强度的，适用于电场；公式仅适用于真空中点电荷的电场。
5．如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就互相，形成合电场。
这时某点的场强等于各个点电荷存在时在该点产生的场强的。
【导析探究】导析一：电场强度概念的理解例1 下列说法中，正确的是( )A.由公式E=F/q知，电场中某点的场强大小与放在该点的电荷所受电场力的大小成正比，与电荷的电荷量成反比B.由公式E=F/q知，电场中某点的场强方向，就是置于该点的电荷所受电场力的方向C.在公式E=F/q中，F是电荷q所受的电场力，E是电荷q产生的电场的场强D.由F=qE可知，电荷q所受电场力的大小，与电荷的电荷量成正比，与电荷所在处的场强大小成正比例2 在点电荷Q的电场中的p点，放一点电荷，其电量为＋q。
设p点距Q为r，+q受电场力为F，则p点的电场强度为（）A．F/Q B．F/q C ．kq/r2 D．kQ/r2例3如图甲所示，在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出)，O、A、B为x轴上三点．放在A、B两点的检验电荷受到点电荷Q的电场力跟检验电荷所带电荷量的关系如图乙所示．以x轴的正方向为电场力的正方向，则( )A．点电荷Q一定为正电荷B．点电荷Q在AB之间C．A点的电场强度大小为2×103 N/CD．同一电荷在A点所受的电场力比B点的大导析二：电场强度的叠加例4如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O 点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移到P点，则O点的场强大小变为E2，E1与E2之比为( )A．1∶2 B．2∶1 C．2∶3 D．4∶ 3例5在X轴上有两个点电荷，一个带正电Q1，一个带负电Q2。
2019学年高中物理人教版选修3-1教学案：第一章 第3节 电场强度 Word版含解析
第3节电场强度1．英国物理学家法拉第提出电场是电荷周围存在的一种特殊物质，它对放入其中的电荷有力的作用。
2．电场强度是矢量，定义式为E＝Fq。
电场中某点的电场强度的方向规定为正电荷在该点所受的静电力的方向。
3．电场线是为了形象描述电场而引入的假想线，是由法拉第首先提出的。
其疏密程度表示电场的强弱，其每点的切线方向表示该点的电场强度方向。
4．匀强电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，其电场线是间隔相等的平行直线。
一、电场电场强度1．电场在电荷的周围存在着由它产生的电场，它能够传递电荷间的相互作用，其中静止电荷产生的电场叫静电场。
(1)电场和磁场统称为电磁场，电磁场是一种客观存在的特殊物质，也有能量、动量。
(2)电荷之间的库仑力是通过电场发生的。
(3)电场的基本性质就是对放入其中的电荷有力的作用。
2．试探电荷与场源电荷(1)试探电荷：如图1-3-1所示，带电小球q是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的，称为试探电荷，或检验电荷。
图1-3-1(2)场源电荷：被检验的电场是电荷Q 所激发的，电荷Q 称为场源电荷，或源电荷。
3．电场强度(1)定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力F 跟它的电荷量q 的比值，叫做该点的电场强度。
(2)定义式：E ＝Fq。
(3)单位：牛/库(N/C)，伏/米(V/m)。
1 N/C ＝1 V/m 。
(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相同。
(5)物理意义：电场强度是描述电场的力的性质的物理量，与试探电荷受到的静电力大小无关。
二、点电荷的电场 电场强度的叠加 1．点电荷的电场如图1-3-2所示，场源电荷Q 与试探电荷q 相距为r ，则它们的库仑力F ＝k Qq r 2＝qk Qr 2，所以电荷q 处的电场强度E ＝F q ＝k Qr2。
图1-3-2(1)公式：E ＝k Qr2。
(2)方向：若Q 为正电荷，电场强度方向沿Q 和该点的连线背离Q ；若Q 为负电荷，电场强度方向沿Q 和该点的连线指向Q 。
高中物理第一章静电场13电场强度学案新人教版选修31
第3节电场强度高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题1．如图甲所示为一足够长的光滑固定斜面，倾角为30°。
质量为0.2kg的物块静止在斜面底端，t=0时刻受到沿斜面方向拉力F的作用，取沿斜面向上为正方向，拉力F随时间t变化的图象如图乙所示，g=10m/s2，则下列说法正确的是A．6s末物块的速度为10m/sB．物块一直沿斜面向上运动C．0～4s内拉力对物块做的功为20JD．0～6s内合外力对物块的冲量为6N·s2．如图，绝缘光滑圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60°角，bc连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态。
下列说法正确的是（）A．a、b、c小球带同种电荷B．a、b小球带异种电荷，b、c小球带同种电荷C．a、b小球电量之比为D．a、b小球电量之比为3．如图所示，左右两个电路中，当a、b两端和e、f两端分别接220V的交变电压时，测得c、d两端和g、h两端的电压均为110V。
若分别在c、d两端和g、h两端加上110V交变电压，则a、b两端和e、f两端测得的电压将分别是( )A．220V，220V B．220V，110VC．110V，110V D．220V， 0V4．如图所示，竖直放置的等螺距螺线管高为h，该螺线管是用长为l的硬质直管（内径远小于h）弯制而成。
一光滑小球从上端管口由静止释放，关于小球的运动，下列说法正确的是( )A．小球到达下端管口时的速度大小与l有关B．小球到达下端管口时重力的功率为mgC．小球到达下端的时间为D．小球在运动过程中受管道的作用力大小不变5．如图所示，有一内壁光滑的闭合椭圆形管道，置于竖直平面内，MN是通过椭圆中心O的水平线已知一小球从M点出发，以初速沿管道MPN运动，到N点的速率为，所需的时间为；若该小球仍由M点以相同初速。
高中物理 第1章 第3节电场强度导学案 新人教版选修
高中物理第1章第3节电场强度导学案新人教版选修第1章第3节电场强度导学案新人教版选修3-1一、导入新课，展示目标1、知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种物质形态、2、知道电场强度的概念及其定义式，并会进行有关的计算、3、会用电场线表示电场，并熟记几种常见电场的电场线分布、二、课前自学，提出问题1、两个电荷之间存在相互作用：______电荷相互排斥，______电荷相互吸引、2、加速度的定义式为a＝________，但a 与Δv无关，与Δt无关，其大小决定于物体所受合外力的大小、这种定义物理量的方法叫____________法、3、我们学过的矢量有哪些？它们遵循什么运算法则？4、电场以及磁场已被证明是一种客观存在，并且是互相联系的，统称为________、变化的电磁场以有限的速度光速，在空间传播、它和分子、原子组成的实物一样具有______和动量，因而____与______是物质存在的两种不同形式、5、真空中点电荷周围形成的电场的场强公式为：E＝______，其中k是______________，Q是场源电荷的电荷量、6、如果场源是多个点电荷，事实表明，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________、这说明电场的作用是可以相互______的、7、__________是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的____________方向、在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线_____，电场强度较小的地方电场线_____，因此在同一幅图中可以用电场线的_____来比较各点电场强度的_____、应该指出，电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而_____的线、三、学习过程1、师导生学，合作探究探究一、电场电场强度[问题设计]1、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，该电荷受到的静电力为F，若把两个电荷量均为q的相同试探电荷捆绑在一起放置在A点，则它们受到的静电力应为多少？2、若是三个捆绑在一起，情况如何？若是n个捆绑在一起，情况又如何？3、由此可知，电荷在电场中某点受到的静电力F与电荷所带电荷量q有何关系？[要点提炼]1、电荷的周围存在着一种特殊物质，它的基本特征是对放入其中的______有力的作用、2、放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的__________的比值，叫做该点的电场强度，定义式为E ＝、单位是牛每库，符号为________、3、电场强度是用来描述电场______________的物理量，电场强度的方向跟正电荷所受静电力的方向______，跟负电荷所受静电力的方向______、4、电场强度决定于电场本身，与试探电荷的电荷量和受力______、探究二、点电荷的电场电场强度的叠加[问题设计]1、如图1所示，在正点电荷Q的电场中有一试探电荷q，已知q到Q的距离为r，Q对q的作用力是多大？Q在q所在位置产生的电场的电场强度是多大？图1图2二次备课2、如果再有一正点电荷Q′＝Q，放在如图2所示的位置，q 所受静电力多大？q所在位置的电场的电场强度多大？[要点提炼]1、在点电荷Q的电场中不存在E相同的两个点、r相等时，E 的大小_____，但方向_____；两点在以Q为中心的同一半径上时，E的方向_____，但大小_____、2、如果以Q为中心，r为半径作一球面，则球面上各点的电场强度大小相等、当Q为正电荷时，E的方向沿半径向___；当Q为负电荷时，E的方向沿半径向___、3、场强是矢量，当空间存在多个点电荷产生的电场时，可以用矢量合成的方法________________计算合场强的大小、[延伸思考]电荷均匀分布的带电球体在球的外部产生的电场的电场强度如何表示？探究三、电场线匀强电场[要点提炼]1、电场线是为了形象描述电场而引入的一种假想曲线，电场线实际上不存在，曲线上每点的_____方向表示该点的场强方向，曲线的_____表示场强的大小、2、电场线的特点有：(1)起始于无限远或______，终止于______或________、(2)任意两条电场线________、(3)在同一幅图中，电场线的疏密表示场强的_____、3、匀强电场中各点场强大小_____、方向_____，其电场线是一组____________、相互_____的直线、[延伸思考1]点电荷、等量同号点电荷、等量异号点电荷和匀强电场的电场线有何特点？答案1、点电荷的电场：正电荷的电场线从正电荷出发延伸到无限远处，负电荷的电场线由无限远处延伸到负电荷，如图所示，其特点有：(1)点电荷形成的电场中，不存在场强相同的点、(2)若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直、在此球面上场强大小处处相等，方向各不相同、2、等量同号点电荷的电场：电场线分布如图所示(以等量正点电荷为例)，其特点有：(1)两点电荷连线的中点O处场强为零，向两侧场强逐渐增大，方向指向中点、(2)两点电荷连线中点O沿中垂面(中垂线)到无限远，电场线先变密后变疏，即场强先变大后变小，方向背离中点、3、等量异号点电荷的电场：电场分布如图所示，其特点有：(1)两点电荷连线上的各点场强方向从正电荷指向负电荷，沿电场线方向场强先变小再变大，中点处场强最小、(2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，电场线的方向均相同，即电场强度方向都相同，总与中垂面(或中垂线)垂直且指向负点电荷一侧、沿中垂面(中垂线)从中点到无限远处，场强大小一直减小，中点处场强最大、4、匀强电场：场强的大小、方向处处相同，电场线为间隔相等、相互平行的直线、二次备课[延伸思考2] 电场线和带电粒子在电场中的运动轨迹相同吗？解析电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线，规定电场上每点的切线方向为该点的场强方向，也是正电荷在该点的受力方向(与负电荷受力方向相反)、运动轨迹是带电粒子在电场中实际通过的径迹，径迹上每点的切线方向为粒子在该点的速度方向、在力学的学习中我们就已经知道，物体运动速度的方向和它的加速度的方向是两回事，不一定相同,因此，电场线与运动轨迹不能混为一谈，不能认为电场线就是带电粒子在电场中运动的轨迹、只有当电场线是直线且带电粒子只受静电力作用(或受其他力，但方向沿电场线所在直线)，同时带电粒子的初速度为零或初速度方向沿电场线所在直线时，运动轨迹才和电场线重合，这只是一种特殊情况、2、互动交流，突破疑难例1 下列说法正确的是()A、只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B、电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西C、电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用D、电场是人为设想出来的，其实并不存在例2 如图3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：(1)点电荷A、B在中点O产生的场强分别为多大？方向如何？(2)两点电荷连线的中点O的场强为多大？(3)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O′点的场强如何？图3四、当堂检测，竞争展示《步步高导学案设计》P7自我检测区1-4题五、暴露问题，反馈小结六、作业布置，拓展提高第一章训练3七、反思总结。
2019精选教育人教版高中物理选修31第1章第3节电场强度教案.doc
第1章第3节电场强度一．教学目标1.知识与技能目标（1）知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态；（2）理解电场强度的概念、定义式及有关的计算，知道电场强度是矢量及方向是怎样规定的；2.过程与方法目标（1）通过分析电场中不同点的电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解F/q比值反映的是电场的强弱。
通过类比方法、比值法定义物理量，提高学生研究问题的能力；3.情感态度与价值观目标（1）使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法；培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。
（2）通过电场的教学，培养学生对物质的认识观。
（3）使学生从一些特殊事物找出它们的共性而得到一般的规律二、重点、难点重点：电场、电场强度的概念，电场强度的定义式难点：电场概念的理解、电场强度定义的理解三、教学方法启发法、合作探究法四、教学媒介教学媒体、课件；五、教学过程：一、导入新课举例：推桌子，桌子受推力，手离开桌子，推力消失；桌子在地面受支持力，与地面分开，不再受地面的支持力，以上两个例子因为相互接触才受到力，但电荷与电荷之间不需要接触就有力的作用，请问是如何实现的——电场观看视频：物理学家法拉第的观点；问：他的观点是正确的吗？学生答：是。
过渡：今天我们就来学习电荷周围的这种特殊物质—电场二、出示学习目标1.知道电荷间的相互作用是通过电场实现的2.体会比值定义物理量的方法，理解电场强度的定义公式、单位、方向三、对课前自学的检测思考：1.电场看不见摸不着是不是法拉第假想出来的？2.什么是电场？提问学生展示自学成果：1.定义：电场是存在于电荷周围的一种特殊物质，是有电荷产生老师举例：风看不见摸不着但能感受到帮助学生理解电场。
3.如何证实空间有电场或者说如何检验空间有电场？提问学生：对放入其中的电荷有力的作用过渡语：既然电场是看不见摸不着但真实存在的，接下来我们就来研究这个特殊的物质。
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电场强度1.英国物理学家法拉第提出电场是电荷周围存在的一种特殊物质，它对放入其中的电荷有力的作用。
2．电场强度是矢量，定义式为E ＝F q。
电场中某点的电场强度的方向规定为正电荷在该点所受的静电力的方向。
3．电场线是为了形象描述电场而引入的假想线，是由法拉第首先提出的。
其疏密程度表示电场的强弱，其每点的切线方向表示该点的电场强度方向。
4．匀强电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，其电场线是间隔相等的平行直线。
一、电场电场强度1．电场在电荷的周围存在着由它产生的电场，它能够传递电荷间的相互作用，其中静止电荷产生的电场叫静电场。
(1)电场和磁场统称为电磁场，电磁场是一种客观存在的特殊物质，也有能量、动量。
(2)电荷之间的库仑力是通过电场发生的。
(3)电场的基本性质就是对放入其中的电荷有力的作用。
2．试探电荷与场源电荷(1)试探电荷：如图所示，带电小球q是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的，称为试探电荷，或检验电荷。
(2)场源电荷：被检验的电场是电荷Q所激发的，电荷Q称为场源电荷，或源电荷。
3．电场强度(1)定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力F 跟它的电荷量q 的比值，叫做该点的电场强度。
(2)定义式：E ＝F q。
(3)单位：牛/库(N/C)，伏/米(V/m)。
1 N/C ＝1 V/m 。
(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相同。
(5)物理意义：电场强度是描述电场的力的性质的物理量，与试探电荷受到的静电力大小无关。
二、点电荷的电场 电场强度的叠加 1．点电荷的电场如图所示，场源电荷Q 与试探电荷q 相距为r ，则它们的库仑力F ＝k Qq r 2＝qk Q r 2，所以电荷q 处的电场强度E ＝F q ＝k Q r2。
(1)公式：E ＝k Qr2。
(2)方向：若Q 为正电荷，电场强度方向沿Q 和该点的连线背离Q ；若Q 为负电荷，电场强度方向沿Q 和该点的连线指向Q 。
2．电场强度的叠加(1)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。
这种关系叫做电场强度的叠加。
例如，图中P 点的电场强度，等于电荷＋Q 1在该点产生的电场强度E 1与电荷－Q 2在该点产生的电场强度E 2的矢量和。
(2)如图所示，均匀带电球体(或球壳)外某点的电场强度：E ＝k Q r2，式中r 是球心到该点的距离(r ≫R )，Q 为整个球体所带的电荷量。
(3)电场强度是矢量，电场强度的叠加本质是矢量叠加，所以应该用平行四边形定则。
三、电场线 匀强电场 1．电场线(1)定义：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。
(2)特点：①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，是不闭合曲线。
②电场线在电场中不相交，因为电场中任意一点的电场强度方向具有唯一性。
③在同一幅图中，电场线的疏密反映了电场强度的相对大小，电场线越密的地方电场强度越大。
④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。
2．匀强电场(1)定义：电场强度的大小相等、方向相同的电场。
(2)电场线特点：匀强电场的电场线是间隔相等的平行线。
(3)实例：两块等大、靠近、正对的平行金属板，带等量异种电荷时，它们之间的电场除边缘附近外就是匀强电场。
1．自主思考——判一判(1)电场看不见，摸不着，因此电场实际不存在。
(×)(2)根据E ＝Fq，由于q 有正负，故电场中某点的场强有两个方向。
(×) (3)在E ＝F q 中场强大小与q 无关，同样在E ＝k Q r2中场强大小与Q 也无关。
(×) (4)E ＝k Q r2这个公式对于任何静电场都成立。
(×)(5)电场线可以描述电场的强弱也能描述电场的方向。
(√)(6)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。
(√) 2．合作探究——议一议(1)元电荷、点电荷、试探电荷是同一种物理模型吗？提示：不是同一种物理模型。
元电荷是最小的电荷量，e ＝1.60×10－19C ；点电荷是一种理想化的物理模型，带电体的大小、形状及电荷分布状况在所研究的问题中可以完全忽略；试探电荷是指带电体的电荷量和尺寸很小，不会给原电场造成明显的影响。
(2)根据电场强度的定义式E ＝Fq，是不是只有试探电荷q 存在时，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系。
(3)为什么电场线不会相交？还有同学说两条电场线之间的空白区域无电场，你认为是这样吗？提示：如果电场线相交，在交点处有两个“切线方向”，就会得出同一点电场方向不唯一的错误结论。
另外电场线是为了形象研究电场，人为画出的一些线，在电场中任何区域均可画电场线。
而没画电场线的地方，即两条电场线之间的空白区域也有电场。
1．试探电荷与场源电荷的比较2．对电场强度公式E ＝F q的理解(1)公式E ＝F q是电场强度的定义式，该式给出了测量电场中某一点电场强度的方法，应当注意，电场中某一点的电场强度由电场本身决定，与是否测量及如何测量无关。
(2)公式E ＝F q可变形为F ＝qE ：电场强度E 与电荷量q 的乘积等于静电力的大小；正电荷所受静电力方向与电场强度方向相同，负电荷所受静电力方向与电场强度方向相反。
1．一个检验电荷在电场中某点受到的电场力为F ，这点的电场强度为E ，在下图中能正确反映q 、E 、F 三者关系的是( )解析：选D 电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定，与放入该点的检验电荷及其所受电场力无关，A 、B 错误；检验电荷在该点受到的电场力F ＝Eq ，F 与q 成正比，C 错误，D 正确。
2．关于电场强度的概念，下列说法正确的是( ) A ．由E ＝Fq可知，某电场的场强E 与q 成反比，与F 成正比 B ．电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关C ．正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入试探电荷的正负有关D ．电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零解析：选B E ＝F q是电场强度的定义式，某电场的场强E 与试探电荷的电荷量q 、试探电荷受的电场力F 无关；故A 错误。
电场中某一点的场强取决于电场本身，与放入该点的试探电荷的正负无关，故B 正确。
电场中某一点场强方向与正试探电荷受到的电场力方向相同，与负试探电荷受到的电场力方向相反；正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反；则某一点场强方向与放入试探电荷的正负无关，故C 错误。
某点不放试探电荷时，该点的电场依然存在，故D 错误。
3.把一个电荷量q ＝－10－6C 的试探电荷，依次放在正点电荷Q 周围的A 、B 两处，如图所示，受到的电场力大小分别是F A ＝5×10－3N ，F B ＝3×10－3 N 。
(1)画出试探电荷在A 、B 两处的受力方向； (2)求出A 、B 两处的电场强度；(3)若在A 、B 两处分别放上另一个电荷量为q ′＝＋10－5C 的电荷，该电荷受到的电场力为多大？解析：(1)试探电荷在A 、B 两处的受力方向沿试探电荷与点电荷Q 的连线指向Q ，如图中F A 、F B 所示。
(2)A 、B 两处的电场强度的大小分别为E A ＝F A |q |＝5×10－310－6 N/C ＝5×103 N/CE B ＝F B |q |＝3×10－310－6 N/C ＝3×103N/C电场强度的方向与负试探电荷的受力方向相反，因此A 、B 两处电场强度的方向分别沿两点与点电荷Q 的连线背离Q ，如图中E A 、E B 所示。
(3)当在A 、B 两处放上电荷q ′时，它受到的电场力分别为F A ′＝E A q ′＝5×103×10－5N ＝5×10－2N ，F B ′＝E B q ′＝3×103×10－5N ＝3×10－2N 。
方向与电场强度的方向相同。
答案：见解析公式E ＝Fq 与E ＝k Q r2的对比1．电场强度公式E ＝F q 与E ＝k Q r2的比较2．计算电场强度的几种方法[典例] [多选]下列说法正确的是( )A ．公式E ＝F q是电场强度的比值定义式，适用于一切电场B ．电场强度定义式E ＝F q为我们提供了一种计算静电力的方法，即F ＝Eq C ．根据E ＝k Q r2，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 D ．等量异种电荷的连线上，中点的场强为零[解析] 电场强度的定义式E ＝F q，适用于一切电场，所以A 正确。
电场强度定义式E ＝F q ，变形为F ＝Eq ，即可求解静电力，所以B 正确。
从公式E ＝kQ r2可以知道，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，所以C 正确。
等量异种电荷的连线上，中点的场强不为零，只有等量同种电荷中点电场强度才为零，故D 错误。
[答案] ABC(1)电场强度的叠加符合矢量合成法则，多个点电荷形成的电场求合电场强度时，可根据题目的特点依照合适的步骤进行，以简化解题过程。
(2)当两矢量满足大小相等，方向相反，作用在同一直线上时，两矢量合成叠加，合矢量为零，这样的矢量称为“对称矢量”，在电场的叠加中，注意图形的对称性，发现对称矢量可简化计算。
1．在点电荷形成的电场中，其电场强度( )A．电场中各点处处相等B．与场源电荷等距的各点的电场强度都相等C．与场源电荷等距的各点的电场强度的大小都相等，但方向不同D．场中各点的电场强度与该点至场源电荷的距离r成反比解析：选C 本题考查电场强度的矢量性和点电荷的场强公式E＝k Qr2，正确选项是C。
2.[多选]AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O。
将电荷量分别为＋q和－q的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径，如图所示。
要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷Q( )A．应放在A点，Q＝2q B．应放在B点，Q＝－2qC．应放在C点，Q＝－q D．应放在D点，Q＝q解析：选CD 先将＋q、－q在O点产生的电场强度叠加，因为＋q、－q与O点构成等边三角形，可求出合电场强度E0方向水平向右，大小E0＝E1＝E2，如图所示，欲使圆心O处的电场强度为零，所放置的点电荷Q在O点产生的电场强度方向必须水平向左，且大小也为E0。
若在A点和B点放置点电荷Q，则它产生的电场强度只能沿竖直方向，达不到目的。
若在C点放置点电荷Q，则必为负电荷且Q＝－q，选项C对。
若在D点放置点电荷Q，则必为正电荷，且Q ＝q，选项D对。