2019-2020年高中物理《电场强度》最新名师导学案附答案解析

2019-2020年高中物理《电场强度》最新名师导学案附答案解析知识点归纳1、电场和电场的基本性质静止电荷产生的电场，称为静电场。

对于静电场，应明确以下三点：（1）电荷的周围存在着电场，静止电荷周围存在着静电场。

（2）电场的基本性质是：对方入其中的电荷有力的作用，（不管是静止的还是运动的）(3)电场的物质性： 电场虽然看不见、摸不着，但真实的存在.场和实物是物质存在的两种形式2、电场强度（1）定义：放入电场中的电荷 跟 的 叫做这点的电场强度。

简称为 ，符号：（2）表达式：（3）电场强度是矢量，规定场强的方向 ，那么，负电荷受静电力的方向跟场强方向 。

（4）场强的单位是 ，（5）物理意义：说明：○1场源电荷确定，则空间各位置的电场强度确定，且不同位置电场强度一般不同。

○2E=qF 变形为F=qE 。

表明：如果已知电场中某点的场强E ，便可计算在电场中该点放任何电量的带电体所受的电场力大小。

○3试探电荷在电场中所受的静电力是由电荷和场强共同决定的，而场强是由电场本身决定的。

3、点电荷电场的场强（1）公式： ，Q 为真空中点电荷的带电量，r 为该点到点电荷Q 的距离。

（2）方向：若Q 为正电荷场强方向沿着Q 和该点连线指向该点；若Q 为负电荷场强方向沿着Q 和该点连线指向Q 。

（3）适用条件：真空中点电荷。

4、场强的叠加如空间有几个点电荷，则某点的场强应为各点电荷单独存在时在该点产生场强的 。

说明：场强是矢量，场强的叠加遵循特例：一个半径为R 的均匀带点球体（或球壳）在球的外部产生的电场，与一个位于球心的电量相等的点电荷产生的电场相同，球外各点的场强E=2r Q k（r>R ） 5、电场线 定义:如图1表示一条电场线，A ，B 点的场强方向在各点的切线上，箭头表示各点的场强方向。

6、电场线的性质（1）电场线是假想的曲线（2）电场线的疏密反映电场的强弱，曲线上某点的切线方向表示该点的切向方向（3）电场线总是从正电荷或无限远出发，到无限远或负电荷终止。

因此，电场线有起始点和终止点，不是闭合曲线。

（4）电场线不相交。

（5）电场线不是带电粒子运动轨迹。

7、匀强电场（1）定义：（2）匀强电场的性质① 因场强的大小相等、方向相同，故匀强电场的电场线是间距相等的互相平行的直线。

② 带电粒子在匀强电场中所受电场力： 。

（3）拓展：如果带电粒子的重力可以忽略，则粒子在匀强电场中只受电场力作用将 做 动；如果带电粒子的重力不可忽略，则粒子将在重力和电场力这两个恒力作用下8、常见的几种电场的电场线（课本13、14页）（1）点电荷的电场线注意：① 离点电荷越近，电场线越密集，场强越强，即电场线的疏密程度描述场强的大小。

方向由点电荷指向无穷远（正）；或由无穷远指向点电荷（负）。

② 在正（负）点电荷形成的电场中，不存在场强相同的点；③ 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）等量异种点电荷形成的电场如图6。

说明：① 两点电荷连线上各点，电场线方向从正电荷指向负电荷，场强大小亦可进行计算。

连线中点处场强最大。

② 两个点电荷联线的中垂面（中垂线）上电场线方向都相同，与中垂面垂直。

在中垂线上到O 点等距离处各点的场强相等（O 为两点电荷连线中心）。

由0点沿中垂线向外场强逐渐减小.③ 在中垂面（线）上的电荷受到的电场力方向总与中垂面（线）垂直，因此，在中垂面（线）上移动电荷电场力不做功。

○4关于0点对称的两点场强等大同向。

（3）等量同种点电荷形成的电场如图7所示说明：① 两点电荷连线中点处场强为零，此处无电场线。

② 中点O 处附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零。

③ 两点电荷连线中垂面（中垂线上），场强方向总沿面（线）远离O （等量正电荷）或指向O （等量负电荷）。

④ 在中垂面（线）上从O 点到无穷远处，电场线先变密后变疏，即场强会变强后变弱。

○5关于0点对称的两点场强等大反向。

9、电场强度的求解方法（1）用定义式E=F/q 求解（适用于任何电场）（2）用E= 2rQ k 求解（点电荷在真空中的电场） 10、电场线与带电粒子运动轨迹比较注意：一般情况下电场线与运动轨迹不重合重合的条件：(1)电场线为直线（2）带电粒子只受电场力作用，或受其他力，但其它力的方向沿电场线所在的直线（3）带电粒子的初速度为0或初速度方向沿电场线所在的直线。

12. 力学知识综合问题解决与力学相关的问题，处理方法与力学中处理问题的方法一样，只是多了一个电场力而已。

分析带电粒子在电场中运动轨迹问题时，注意做曲线运动所受合外力指向曲线凹侧，速度方向沿着轨迹的切线方向，再结合电场线、电场力的知识来分析。

课堂练习1、在电场中某处放入电荷量为－4.0×10－9 C 的点电荷时，它受到的电场力的大小为3.0×10－4N ，方向水平向右．求该处电场强度的大小和方向．如果把这个点电荷移走，该处的电场强度大小是多少？2、一个试探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 ，在图中能正确反映q 、E 、F 三者关系的是( )3、在真空中0点放置一点电荷Q=+1.0×10－9 C ，直线MN 通过0点，0M 的距离为r=30cm ，M 点放一点电荷q=－1.0×10－10C ，求：（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4、有关对电场强度的理解，下述正确的是( )A ．由E ＝F q可知，电场强度E 跟放入的电荷q 所受的电场力成正比 B ．当电场中存在试探电荷时，电荷周围才出现电场这种特殊的物质，才存在电场强度C ．由E ＝kQ /r 2可知，在离点电荷很近，r 接近于零，电场强度达无穷大D ．电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关5、如图所示，真空中，带电荷量分别为＋Q 和－Q 的点电荷A 、B 相距r ，则：(1)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？7、如右图所示，AB 是某个点电荷的一根电场线，在电场线上O 点由静止释放一个负电荷，它仅在电场力作用下沿电场线向B 点运动，下列判断正确的是( )A ．电场线由B 点指向A 点，该电荷做加速运动，加速度越来越小B ．电场线由B 点指向A 点，该电荷做加速运动，其加速度大小变化由题设条件不能确定C ．电场线由A 点指向B 点，电荷做匀加速运动D ．电场线由B 点指向A 点，电荷做加速运动，加速度越来越大8、如右图所示，实线表示匀强电场中的电场线，一带电粒子(不计重力)经过电场区域后的轨迹如图中虚线所示，a 、b是轨迹上的两点，关于粒子的运动情况，下列说法中可能的是( )A ．该粒子带正电荷，运动方向为由a 至bB ．该粒子带负电荷，运动方向为由a 至bC ．该粒子带正电荷，运动方向为由b 至aD ．该粒子带负电荷，运动方向为由b 至a9、某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图虚线所示，由M 运动到N ，以下说法正确的是（ ）A. 粒子必定带正电荷B. 粒子在M 点的加速度大于它在N 点的加速度C. 粒子在M 点的加速度小于它在N 点的加速度D. 粒子在M 点的动能小于它在N 点的动能如图所示，一个质量为30g 带电量-⨯-17108.C 的半径极小的小球,用丝线悬挂在某匀强电场中,电力线与水平面平行.当小球静止时,测得悬线与竖直夹角为30°,由此可知匀强电场方向？ 电场强度大小为？绳子的拉力？10、一粒子质量为m ，带电荷量为＋q ，以初速度v 与水平方向成45°射向空间一匀强电场区域，恰做直线运动．求这个匀强电场的最小场强的大小并说明方向．巩固练习11、关于电场强度和静电力，以下说法正确的是( )A ．电荷所受静电力很大，该点电场强度一定很大B ．以点电荷为圆心，r 为半径的球面上各点的场强相同C ．如空间某点的场强为零．则试探电荷在该点受到的静电力也为零D ．在电场中某点放入试探电荷q ，该点的场强为E ＝F /q ；取走q 后，该点场强仍然为E ＝F /q13. 如图所示，A 、B 、C 三点为一直角三角形的三个顶点，∠B=30º，现在A 、B 两点放置两点电荷q A 、q B ，测得C 点场强的方向与AB 平行，则q A 带 电，q A ：q B = 。

15、如右图所示，在场强为E 的匀强电场中有一个质量为m 的带正电小球A 悬挂在绝缘细线上，当小球静止时，细线与竖直方向成30°角，已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带的电量应为?A C相同的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如右图中的虚线所示(a、b只受电场力作用)，则( )A．a一定带正电，b一定带负电B．电场力对a做正功，对b做负功C．a的速度将减小，b的速度将增大D．a的加速度将减小，b的加速度将增大如右图所示，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，场强E＝3×104 N/C.在两板间用绝缘细线悬挂一个质量m＝5×10－3 kg的带电小球，静止时小球偏离竖直方向的夹角θ＝60°(g取10 m/s2)．试求：(1)小球的电性和电荷量；(2)悬线的拉力；(3)若小球静止时离右板d＝5×10－2 m，剪断悬线后，小球经多少时间碰到右极板．【典型例题】[例1] 如图是表示在一个电场中a 、b 、c 、d 四点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷的电荷量跟它所受电场力的函数关系图像，那么下列叙述正确的是（ ）A. 这个电场是匀强电场B. a 、b 、c 、d 四点的场强大小关系是E d>E a >E b >E cC. a 、b 、c 、d 四点的场强大小关系是E a >E b >E d >E cD. 无法确定这四个点的场强大小关系解析：图中给出了a 、b 、c 、d 四个位置上电荷量和所受静电力大小的变化关系，由电场强度的定义式E=q F 可知，斜率的绝对值较大的对应场强较大，故B 正确。

[例2] 在x 轴的原点O 和x 轴上的P 点，分别固定同种电荷Q 1和Q 2，已知Q 1<Q 2，OP 距离为2l ，则场强为零的坐标区间为（ ）A. x>0B. 0<x<lC. l <x<2lD. x>2l解析：题中空间存在着两个静电荷，因此空间里任何一点的场强，都是此两点电荷分别在该点产生的场强E 1和E 2的矢量和。

由点电荷的场强公式E=2r Q k ，又因两电荷为同种电荷，故只有在OP 之间某处的合场强才能大小相等、方向相反，矢量和为零。