高考物理电场精讲精练电场电场强度电场线

电场、电场强度电场线

1．电场

(1)定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质． (2)基本性质：对放入其中的电荷有力的作用． 2．电场强度

(1)定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F 与它的电荷量q 的比值． (2)定义式：E ＝F

q

.单位：N/C 或V/m.

(3)矢量性：规定正电荷在电场中某点受电场力的方向为该点电场强度的方向． 三、电场线 1．电场线的特点

(1)电场线从正电荷或无限远处出发，终止于负电荷或无限远处． (2)电场线在电场中不相交．

(3)电场线不是电荷在电场中的运动轨迹． 2．电场线的应用

(1)在同一电场里，电场线越密的地方场强越大． (2)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向． (3)沿电场线方向电势逐渐降低． (4)电场线和等势面在相交处互相垂直． 对点自测 1．判断正误

(1)电场强度反映了电场力的性质，所以电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比．(×)

(2)电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向．(√) (3)在真空中，电场强度的表达式E ＝kQ

r

2中的Q 就是产生电场的点电荷．(√)

(4)在点电荷产生的电场中，以点电荷为球心的同一球面上各点的电场强度都相同．(×) (5)电场线的方向即为带电粒子的运动方向．(×) 2．(多选)以下关于电场和电场线的说法中正确的是( )

A ．电场、电场线都是客观存在的物质，因此电场线不仅能在空间相交，也能相切

B ．在电场中，凡是电场线通过的点，场强不为零，没有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电场力大

D ．电场线是人们假想的，用以形象表示电场的强弱和方向，客观上并不存在

解析：选CD.电场线是假想的，不是物质，在空间不相交、不相切，没有电场线的区域内的点，场强不一定为零，A 、B 错误，C 、D 正确．

3. 如图所示，电荷量为q 1和q 2的两个点电荷分别位于P 点和Q 点．已知在P 、Q 连线上某点R 处的电场强度为零，且PR ＝2RQ.则(

)

A ．q 1＝2q 2

B ．q 1＝4q 2

C ．q 1＝－2q 2

D ．q 1＝－4q 2

解析：选B.由于R 处的合场强为0，故两点电荷的电性相同，结合点电荷的场强公式E ＝k q r 2可知k q 1

r 21

－

k q 2

r 22

＝0，又r 1＝2r 2，故q 1＝4q 2，本题选B. 考点三 电场强度的理解和计算 1．三个场强公式的比较

表达式比较

E ＝

F q

E ＝k Q r

2

E ＝U d

公式意义 电场强度定义式 真空中点电荷的电场强度决定式 匀强电场中E 与U 的关系式 适用条件

一切电场

①真空；②点电荷 匀强电场

决定因素

由电场本身决定，与检验电荷q 无关

由场源电荷Q 和场源电荷到该点的距离r 共同决定

由电场本身决定，d 为两点沿场强方向的距离

(1)叠加原理：多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场场强的矢量和． (2)运算法则：平行四边形定则．

例题1. A 、B 、C 三点在同一直线上，AB ∶BC ＝1∶2，B 点位于A 、C 之间，在B 处固定一电荷量为Q 的点电荷．当在A 处放一电荷量为＋q 的点电荷时，它所受到的电场力为F ；移去A 处电荷，在C 处放一电荷量为－2q 的点电荷，其所受电场力为( )

A ．－F

2

B ．F 2

C ．－F

D ．F

解析：选B.设A 处电场强度为E ，则F ＝qE ；由点电荷的电场强度公式E ＝kQ

r 2可知，C 处的电场强度

为－E 4，在C 处放电荷量为－2q 的点电荷，其所受电场力为F ′＝－2q·－E 4＝F

2

，选项B 正确．

例题2．直角坐标系xOy 中，M 、N 两点位于x 轴上，G 、H 两点坐标如图所示．M 、N 两点各固定一负点电荷，一电量为Q 的正点电荷置于O 点时，G 点处的电场强度恰好为零．静电力常量用k 表示．若将该正点电荷移到G 点，则H 点处场强的大小和方向分别为( )

A.3kQ

4a2

，沿y轴正向 B.

3kQ

4a2

，沿y轴负向

C.5kQ

4a2

，沿y轴正向 D.

5kQ

4a2

，沿y轴负向

解析：选B.处于O点的正点电荷在G点处产生的场强E1＝k Q

a2

，方向沿y轴负向；又因为G点处场强

为零，所以M、N处两负点电荷在G点共同产生的场强E2＝E1＝k Q

a2

，方向沿y轴正向；根据对称性，M、N

处两负点电荷在H点共同产生的场强E3＝E2＝k Q

a2

，方向沿y轴负向；将该正点电荷移到G处，该正点电荷

在H点产生的场强E4＝k Q

(2a)2，方向沿y轴正向，所以H点的场强E＝E3－E4＝

3kQ

4a2

，方向沿y轴负向．

求电场强度的两种特殊方法

(1)对称法：巧妙而合理地假设放置额外电荷，或将电荷巧妙地分割使问题简化而求得未知电场强度，这都可采用对称法求解．

(2)微元法：微元法就是将研究对象分割成若干微小的单元，或从研究对象上选取某一“微元”加以分析，从而可以化曲为直，使变量、难以确定的量转化为常量、容易确定的量．

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1．关于电场强度的概念，下列说法正确的是( )

A．由E＝F

q

可知，某电场的场强E与q成反比，与F成正比

B．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

C．电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关

D．电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零

解析：选C.电场中某点场强的大小由电场本身决定，与有无试探电荷、试探电荷的受力情况及所带电荷性质无关，A、B、D错误，C正确．

2.

如图所示，电量为＋q和－q的点电荷分别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有( )