2018-2019物理新学案同步实用课件选修3-1沪科版：第2章 电场与示波器 2.1
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解析 答案
达标检测
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＝Fq和 E＝kQr2对于任何电场都是适用的
的平行直线 .
典型例题
例3 某电场的电场线分布如图2所示，下列说法正确的是
A.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
图2
√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
解析 答案
三、点电荷的电场 电场强度的叠加原理
1.如图3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？方向如何？
解析 答案
(2)两点电荷连线的中点O的场强为多大？
答案 解析
8rk2Q，方向由 A→B O 点的场强为：EO＝EA＋EB＝8rk2Q，方向由 A→B.
解析 答案
(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？
答案 解析
krQ2 ，方向由 A→B 如图所示，EA′＝EB′＝krQ2 ，由矢量图所形成的等边三角形可知，
1234
解析 答案
3.(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EA、
EB，同一点电荷在A、B点所受的静电力分别为FA、FB，则
√A.EA>EB，FA>FB
B.EA＝EB，FA＝FB
C.EA<EB，FA<FB
D.EA＝EB，FA>FB
图8
解析 电场线越密的地方场强越大，越疏的地方场强越小，可知EA>EB， 根据F＝qE知，FA>FB，故A正确，B、C、D错误.
图3 答案 根据库仑定律有 F＝kQr2q，所以 Q 在 q 所在位置产生的电场的电 场强度为 E＝Fq＝kQr2，方向沿 Qq 的连线由 Q 指向 q.
答案
2.如果再有一正点电荷Q′＝Q，放在如图4所示的位置， q所在位置的电场强度多大？ 答案 如图所示，
图4
P 点的电场强度为 Q、Q′分别在 P 点产生电场强度的矢量和.E＝
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？ 答案 2F nF 2.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？ 答案 F与q成正比，即F与q的比值为定值.
因为是负电荷，所以场强方向与F1方向相反
解析 答案
(2)如果换成一个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？ 答案 8.0×10－5 N 200 N/C 解析 q2在B点所受静电力F2＝q2EB＝4.0×10－7×200 N＝8.0×10－5 N， 方向与场强方向相同，也就是与F1反向.此时B处场强仍为200 N/C不变， 方向与F1相反.
解析 答案
例2 如图1所示，在一带负电的导体A附近有一点B，若在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1
(1)B处场强是多少？方向如何？
答案 解析
200 N/C 方向与F1相反 由场强公式可得 EB＝|Fq11|＝42..00× ×1100－ －68 N/C＝200 N/C
1234
解析 答案
4.(电场强度矢量的叠加)N(N＞1)个电荷量均为q(q＞0)的小球，均匀分布 在半径为R的圆周上，如图9所示.现在移去位于圆周上P点的一个小球，
q 则圆心O点处的电场强度大小为___kR__2 ___，方向__沿__O__P_指__向__P_.(已知静电 力常量为k)
图9
1234
O′点的场强 EO′＝EA′＝EB′＝krQ2 ，方向与 A、B 的中垂线垂直，由 A→B.
解析 答案ຫໍສະໝຸດ 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.
图6 静电力常量为k，求斜边AC的中点D处的电场强度. 答案 kLQ2 ，方向垂直 BC 向上
1234
答案
2.(对电场线的理解)(多选)如图7所示，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，则
图7
√A.A、B两处的场强方向相同
B.因为A、B在一条电场线上，且电场线是直线，所以EA＝EB C.电场线从A指向B，所以EA＞EB
√D.不知A、B附近电场线的分布情况，EA、EB的大小不能确定
答案
[要点总结] 1.电场强度：电场中某点的电荷所受到的电场力F 跟它的电荷量q 的比值 叫做电场在该点的电场强度，用公式E＝Fq 表示；单位是 牛/库 ，符号为 N/C. 2.电场强度的物理意义：表示电场的强弱和方向. 3.电场强度的唯一性：决定于电场本身 ，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 (填“有关”或“无关”). 4.电场强度的矢量性：电场强度的方向与在该点的正电荷所受电场力的 方向 相同 ，与负电荷所受电场力的方向 相反 .
B.若试探电荷的电荷量变为4q，则该点的场强变为4E
C.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 解析 电场中某点场强的大小和方向由电场本身决定，与放入该点的试
探电荷无关，也与在该点是否放试探电荷无关，故选D.
第2章 电场与示波器
2.1 探究电场的力的性质
[目标定位] 1.理解电场强度的概念及公式，并会进行有关的计算. 2.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. 3.理解点电荷的电场及场强叠加原理.
内容索引
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一、电场 电场强度
[延伸思考] 电场强度是比值法定义的物理量.比值法定义的特点是什么？请结合密度 ρ＝mV、电阻 R＝UI 的公式加以说明. 答案 比值法定义的特点是被定义的物理量与作比值的两个量无关，只 取决于物质、电阻本身的性质.
答案
典型例题
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0
答案
[要点总结] 1.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.电场线的特点有：(1)起始于无限远或 正电荷 ，终止于负电荷或 无限远 . (2)任意两条电场线 不相交 . (3)在同一幅图中，电场线的疏密表示场强的 大小 . 3.匀强电场中各点的电场强度大小 相等、方向相同，电场线是_距__离__相__等_
E1 2＋E2 2＝
2kQ r2
答案
[要点总结] 点电荷周围的电场：
Q (1)公式：E＝__kr_2_，其中k是 静电力常量 ，Q是场源电荷 的电荷量. (2)适用条件：①真空中；② 点电荷 . (3)方向：当Q为正电荷时，E的方向沿半径 向外 ；当Q为负电荷时，E的 方向沿半径向内 . (4)当空间存在多个点电荷产生的电场时，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 .
[延伸思考] 如果以点电荷Q为中心，r为半径作一球面，球面上各点的 电场强度是否相同？ 答案 球面上各点的电场强度大小相等.但方向不同，因此电场强度不同.
答案
典型例题 例4 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，静电力常量为k，则：
图5 (1)点电荷A、B在中点O产生的场强分别为多大？方向如何？ 答案 4rk2Q，方向由 A→B 4rk2Q，方向由 A→B
解析 答案
(3)如果将B处电荷拿走，B处的场强是多大？ 答案 200 N/C 解析 某点场强大小与试探电荷无关，故将B处电荷拿走，B点场强大小 仍为200 N/C.
解析 答案
二、电场线 匀强电场
1.电荷周围存在着电场，法拉第采用了什么方法来描述电场？ 答案 法拉第采用了画电场线的方法描述电场. 2.在实验室，可以用实验模拟电场线：头发屑在蓖麻油中的排列显示了 电场线的形状，这能否说明电场线是实际存在的线？ 答案 电场线实际不存在，但可以用实验模拟.
解析 答案
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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＝Fq和 E＝kQr2对于任何电场都是适用的
的平行直线 .
典型例题
例3 某电场的电场线分布如图2所示，下列说法正确的是
A.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
图2
√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
解析 答案
三、点电荷的电场 电场强度的叠加原理
1.如图3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？方向如何？
解析 答案
(2)两点电荷连线的中点O的场强为多大？
答案 解析
8rk2Q，方向由 A→B O 点的场强为：EO＝EA＋EB＝8rk2Q，方向由 A→B.
解析 答案
(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？
答案 解析
krQ2 ，方向由 A→B 如图所示，EA′＝EB′＝krQ2 ，由矢量图所形成的等边三角形可知，
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3.(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EA、
EB，同一点电荷在A、B点所受的静电力分别为FA、FB，则
√A.EA>EB，FA>FB
B.EA＝EB，FA＝FB
C.EA<EB，FA<FB
D.EA＝EB，FA>FB
图8
解析 电场线越密的地方场强越大，越疏的地方场强越小，可知EA>EB， 根据F＝qE知，FA>FB，故A正确，B、C、D错误.
图3 答案 根据库仑定律有 F＝kQr2q，所以 Q 在 q 所在位置产生的电场的电 场强度为 E＝Fq＝kQr2，方向沿 Qq 的连线由 Q 指向 q.
答案
2.如果再有一正点电荷Q′＝Q，放在如图4所示的位置， q所在位置的电场强度多大？ 答案 如图所示，
图4
P 点的电场强度为 Q、Q′分别在 P 点产生电场强度的矢量和.E＝
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？ 答案 2F nF 2.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？ 答案 F与q成正比，即F与q的比值为定值.
因为是负电荷，所以场强方向与F1方向相反
解析 答案
(2)如果换成一个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？ 答案 8.0×10－5 N 200 N/C 解析 q2在B点所受静电力F2＝q2EB＝4.0×10－7×200 N＝8.0×10－5 N， 方向与场强方向相同，也就是与F1反向.此时B处场强仍为200 N/C不变， 方向与F1相反.
解析 答案
例2 如图1所示，在一带负电的导体A附近有一点B，若在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1
(1)B处场强是多少？方向如何？
答案 解析
200 N/C 方向与F1相反 由场强公式可得 EB＝|Fq11|＝42..00× ×1100－ －68 N/C＝200 N/C
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解析 答案
4.(电场强度矢量的叠加)N(N＞1)个电荷量均为q(q＞0)的小球，均匀分布 在半径为R的圆周上，如图9所示.现在移去位于圆周上P点的一个小球，
q 则圆心O点处的电场强度大小为___kR__2 ___，方向__沿__O__P_指__向__P_.(已知静电 力常量为k)
图9
1234
O′点的场强 EO′＝EA′＝EB′＝krQ2 ，方向与 A、B 的中垂线垂直，由 A→B.
解析 答案ຫໍສະໝຸດ 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.
图6 静电力常量为k，求斜边AC的中点D处的电场强度. 答案 kLQ2 ，方向垂直 BC 向上
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答案
2.(对电场线的理解)(多选)如图7所示，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，则
图7
√A.A、B两处的场强方向相同
B.因为A、B在一条电场线上，且电场线是直线，所以EA＝EB C.电场线从A指向B，所以EA＞EB
√D.不知A、B附近电场线的分布情况，EA、EB的大小不能确定
答案
[要点总结] 1.电场强度：电场中某点的电荷所受到的电场力F 跟它的电荷量q 的比值 叫做电场在该点的电场强度，用公式E＝Fq 表示；单位是 牛/库 ，符号为 N/C. 2.电场强度的物理意义：表示电场的强弱和方向. 3.电场强度的唯一性：决定于电场本身 ，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 (填“有关”或“无关”). 4.电场强度的矢量性：电场强度的方向与在该点的正电荷所受电场力的 方向 相同 ，与负电荷所受电场力的方向 相反 .
B.若试探电荷的电荷量变为4q，则该点的场强变为4E
C.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 解析 电场中某点场强的大小和方向由电场本身决定，与放入该点的试
探电荷无关，也与在该点是否放试探电荷无关，故选D.
第2章 电场与示波器
2.1 探究电场的力的性质
[目标定位] 1.理解电场强度的概念及公式，并会进行有关的计算. 2.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. 3.理解点电荷的电场及场强叠加原理.
内容索引
知识探究
新知探究 点点落实
达标检测
当堂检测 巩固反馈
知识探究
一、电场 电场强度
[延伸思考] 电场强度是比值法定义的物理量.比值法定义的特点是什么？请结合密度 ρ＝mV、电阻 R＝UI 的公式加以说明. 答案 比值法定义的特点是被定义的物理量与作比值的两个量无关，只 取决于物质、电阻本身的性质.
答案
典型例题
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0
答案
[要点总结] 1.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.电场线的特点有：(1)起始于无限远或 正电荷 ，终止于负电荷或 无限远 . (2)任意两条电场线 不相交 . (3)在同一幅图中，电场线的疏密表示场强的 大小 . 3.匀强电场中各点的电场强度大小 相等、方向相同，电场线是_距__离__相__等_
E1 2＋E2 2＝
2kQ r2
答案
[要点总结] 点电荷周围的电场：
Q (1)公式：E＝__kr_2_，其中k是 静电力常量 ，Q是场源电荷 的电荷量. (2)适用条件：①真空中；② 点电荷 . (3)方向：当Q为正电荷时，E的方向沿半径 向外 ；当Q为负电荷时，E的 方向沿半径向内 . (4)当空间存在多个点电荷产生的电场时，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 .
[延伸思考] 如果以点电荷Q为中心，r为半径作一球面，球面上各点的 电场强度是否相同？ 答案 球面上各点的电场强度大小相等.但方向不同，因此电场强度不同.
答案
典型例题 例4 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，静电力常量为k，则：
图5 (1)点电荷A、B在中点O产生的场强分别为多大？方向如何？ 答案 4rk2Q，方向由 A→B 4rk2Q，方向由 A→B
解析 答案
(3)如果将B处电荷拿走，B处的场强是多大？ 答案 200 N/C 解析 某点场强大小与试探电荷无关，故将B处电荷拿走，B点场强大小 仍为200 N/C.
解析 答案
二、电场线 匀强电场
1.电荷周围存在着电场，法拉第采用了什么方法来描述电场？ 答案 法拉第采用了画电场线的方法描述电场. 2.在实验室，可以用实验模拟电场线：头发屑在蓖麻油中的排列显示了 电场线的形状，这能否说明电场线是实际存在的线？ 答案 电场线实际不存在，但可以用实验模拟.
解析 答案