电场强度(导)学案

高中物理电场力性质的定量描述——电场强度

一、考点突破：

知识点考纲要求题型说明

电场力性

质的定量

描述——

电场强度

1. 深刻理解电场强度的概念；

2. 掌握电场强度的定义式并能进行场

强的合成；

3. 掌握真空中点电荷的场强公式。

选择题

计算题

本知识点属于高频考

点，属于高中阶段重要

物理概念，描述电场力

的性质，考查的方向有

矢量合成、平衡问题、

动力学问题。

二、重难点提示：

重点：1. 掌握电场强度的定义式并能进行场强的合成；

2. 深刻理解电场强度的概念。

难点：掌握电场强度的叠加原理并进行计算。

一、电场强度

1. 静电场

（1）电场是存在于电荷周围的一种物质，静电荷产生的电场叫静电场。

（2）电荷间的相互作用是通过电场实现的，电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。

（3）从场的观点理解电荷间的相互作用。

2. 电场强度

电场强度

物理意义表示电场的强弱和方向。

定义

电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值叫做该点的电场

强度。定义式：E＝

q

F

；单位：牛顿/库仑（N/C）

标矢性电场强度是矢量，正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向，

电场强度的叠加遵从平行四边形定则。

理解

电场强度是描述电场本身的力的性质的物理量，反映电场中某一点的电场性

质，其大小表示电场的强弱，由产生电场的场源电荷和点的位置决定，与检

验电荷无关。数值上等于单位电荷在该点所受的电场力。

二、真空中点电荷的电场

1. 公式：E=

2

Q

k

r

（1）Q为激发电场的场源电荷；

（2）r为该点到场源电荷的距离；

（3）上述公式为点电荷场强的决定式。

2. 场强的方向：正点电荷周围电场方向沿该点与电荷连线背离场源电荷；

负点电荷周围电场方向沿该点与电荷连线指向场源电荷。

3. 孤立的点电荷周围空间没有场强相同的点。

电场强度E 电场力F

1

是反映电场本身的力的性质的物理量，其大

小表示电场的强弱

仅指电荷在电场中的受力情况

2 定义式：E=F/q 计算式：F=qE

3 E的大小只决定于电场本身，与电荷q无关

F的大小由放在电场中某点的电荷

q和该点的场强E共同决定4

E是矢量，其方向与正电荷

（+q）在该点受到的电场力的方向相同

F是矢量，其方向对于正电荷（+q）

而言,F与E同向；对于负电荷（-q）

而言,F与E反向

5 E的单位：牛顿/库仑（N/C）F的单位：牛（N）

四、的对比分析

和

2

Q

K

E

F

E=

=

适用范围电荷的意义

q

F

E=定义式，适用于一切电场q是检验电荷，E与q无关2

r

Q

K

E=仅对点电荷的电场适用，而且为决定式Q是场源电荷，E与Q成正比

例题1 如图，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

23R q

B. k

2

910R q

C. k 2

R q Q +

D. k 2

99R q Q +

思路分析：电荷q 产生的电场在b 处的场强E b ＝

2R

kq

，方向水平向右，由于b 点的合场强为零，故圆盘上的电荷产生的电场在b 处的场强E b ′＝E b ，方向水平向左，故Q ＞0，由于b 、d 关于圆盘对称，故Q 产生的电场在d 处的场强E d ′＝E b ′＝2R

kq

，方向水平向右，电荷q 产生的电场在d 处的场强E d ＝2

29)3(R kq

R kq =，方向水平向右，所以d 处的合场强的大小E

＝E d ′＋E d ＝k

2

910R

q

。 答案：B

例题2 下列选项中的各1

4

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

1

4

圆环间彼此绝缘，坐标原点O 处电场强度最大的是 （ ）

思路分析：设1

4

圆环的电荷在原点O 产生的电场强度为E 0，根据电场强度叠加原理，在坐标原点O 处，A 图场强为E 0，B 图场强为2E 0，C 图场强为E 0，D 图场强为0，因此

本题答案为B 。

答案：B

例题3 图中边长为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.

26a kq

，方向由C 指向O B. 26a kq

，方向由O 指向C

C. 2

3a kq ，方向由C 指向O D. 2

3a kq ，方向由O 指向C

思路分析：每个点电荷在O 点处的场强大小都是E ＝

2

23)3/3(a kq

a kq

，画出矢量叠加的示意图如图所示，由图可得O 点处的合场强为E 0＝2E ＝26a

kq

，方向由O 指向C ，B 项

正确。

答案：B

【方法提炼】利用补偿法和对称法求电场强度

（1）补偿法：题给条件建立的模型A 不是一个完整的标准模型，这时需要给原来的问题补充一些条件，由这些补充条件建立另一个容易求解的模型B ，并且模型A 与模型B 恰好组成一个完整的标准模型，这样求解模型A 的问题就变为求解一个完整的标准模型与模型B 的差值问题。

（2）对称法：利用带电体（如球体、薄板等）产生的电场具有对称性的特点来求电场强度的方法。

满分训练：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，如图所示，若移去位于圆周上P 点（图中未标出）的一个小球，则圆心O 点处的电场强度大小为________，方向________。（已知静电力常量为k ）