人教版高中物理必修三 （導(dǎo)體的電阻）新課件

第2節(jié)導(dǎo)體的電阻

核心素養(yǎng)物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究1.理解電阻的定義，進(jìn)一步體會(huì)比值定義法。2.掌握歐姆定律。3.知道什么是線性元件和非線性元件。4.知道影響導(dǎo)體電阻的因素，掌握電阻定律。5.知道電阻率概念，知道常見(jiàn)金屬導(dǎo)體電阻率的大小排序。6.知道導(dǎo)體的電阻率和溫度有關(guān)。1.通過(guò)對(duì)比思維找出線性元件和非線性元件的區(qū)別。2.能根據(jù)I－U圖像或U－I圖像求導(dǎo)體的電阻。3.能用控制變量法探究導(dǎo)體電阻與長(zhǎng)度、橫截面積和材料的關(guān)系。1.經(jīng)歷探究過(guò)程，綜合信息得出電流和電壓的關(guān)系，會(huì)利用I－U圖像處理、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。2.掌握探究影響導(dǎo)體電阻因素的方法，會(huì)設(shè)計(jì)測(cè)量電阻的電路。3.經(jīng)過(guò)合作探究，綜合信息得出導(dǎo)體電阻與長(zhǎng)度、橫截面積的關(guān)系。知識(shí)點(diǎn)一導(dǎo)體的電阻[觀圖助學(xué)] (1)鳥(niǎo)兒落在110kV的高壓輸電線上，雖然通電的高壓線是裸露導(dǎo)線，但鳥(niǎo)兒仍然安然無(wú)恙，這是為什么？(2)電流、電壓、電阻是電學(xué)的三大基礎(chǔ)物理量，它們之間存在著聯(lián)系嗎？1.電阻電壓電流2.歐姆定律正比反比×√√[觀圖助學(xué)]上圖所示，是電子產(chǎn)品里用到的各式各樣的電阻，它們的阻值各不相同。試猜想：影響電阻的阻值的因素有哪些呢？我們?nèi)绾翁骄坑绊戨娮璧囊蛩啬兀恐R(shí)點(diǎn)二影響導(dǎo)體電阻的因素1.導(dǎo)體電阻與其影響因素的定性關(guān)系

移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片可以改變它的電阻，這說(shuō)明導(dǎo)體電阻跟它的________有關(guān)；同是220V的燈泡，燈絲越粗用起來(lái)越亮，說(shuō)明導(dǎo)體電阻跟它的橫截面積有關(guān)；電線常用銅絲制造而不用鐵絲，說(shuō)明導(dǎo)體電阻跟它的材料有關(guān)。2.探究思路

為探究導(dǎo)體電阻是否與導(dǎo)體橫截面積、長(zhǎng)度和材料有關(guān)，我們采用____________法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。長(zhǎng)度控制變量3.探究方案 (1)________探究；(2)____________探究。4.電阻定律實(shí)驗(yàn)邏輯推理長(zhǎng)度l橫截面積S材料[思考判斷](1)導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面積兩個(gè)因素決定。(

)(2)材料相同的兩段導(dǎo)體，長(zhǎng)度大的導(dǎo)體的電阻一定比長(zhǎng)度小的導(dǎo)體的電阻大。(

)(3)一根阻值為R的均勻電阻線，均勻拉長(zhǎng)，電阻增大。(

)××√[觀圖助學(xué)]

如圖所示，這是一種測(cè)溫度的儀器，叫作電阻溫度計(jì)。那么，你知道它是通過(guò)什么物理原理來(lái)測(cè)溫度的嗎？知識(shí)點(diǎn)三導(dǎo)體的電阻率1.概念：電阻率是反映導(dǎo)體________性能的物理量，是導(dǎo)體材料本身的屬性，與導(dǎo)體的形狀、大小________。2.單位：歐姆·米，符號(hào)為Ω·m。3.影響電阻率的兩個(gè)因素：材料和溫度。導(dǎo)電無(wú)關(guān)[思考判斷](1)電阻率是反映材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，電阻率越大的導(dǎo)體導(dǎo)電性能越差。(

)(2)把一根長(zhǎng)導(dǎo)線截成等長(zhǎng)的三段，則每段的電阻率都不變。(

)(3)溫度變化導(dǎo)致金屬電阻變化的原因是金屬的電阻率隨溫度變化。(

)√√√[觀察探究]

現(xiàn)有兩個(gè)導(dǎo)體A和B，利用如圖所示的電路分別測(cè)量A和B的電壓和電流，測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。核心要點(diǎn)對(duì)導(dǎo)體的電阻、歐姆定律及伏安特性曲線的理解和應(yīng)用

U/V02.04.06.08.0導(dǎo)體AI/A00.200.420.600.78導(dǎo)體BI/A00.130.260.400.54(2)對(duì)導(dǎo)體A(或?qū)wB)來(lái)說(shuō)，電流與它兩端的電壓有什么關(guān)系？U與I的比值怎樣？(3)對(duì)導(dǎo)體A、B，在電壓U相同時(shí)，誰(shuí)的電流小？誰(shuí)對(duì)電流的阻礙作用大？(1)在坐標(biāo)系中，用縱軸表示電壓U、用橫軸表示電流I，分別將A和B的數(shù)據(jù)在如圖所示的坐標(biāo)系中描點(diǎn)，并作出U－I圖線。答案(1)U－I圖線如圖所示(2)對(duì)導(dǎo)體A(或?qū)wB)，電流與它兩端的電壓成正比，導(dǎo)體A或?qū)wB的電壓與電流的比值是個(gè)定值，但兩者的比值不相等。(3)電壓相同時(shí)，B的電流小，說(shuō)明B對(duì)電流的阻礙作用大。3.I－U圖像與U－I圖像的區(qū)別(圖線為直線時(shí))(1)坐標(biāo)軸的意義不同：I－U圖像中，橫坐標(biāo)表示電壓U、縱坐標(biāo)表示電流I；U－I圖像中，橫坐標(biāo)表示電流I，縱坐標(biāo)表示電壓U。(2)圖線斜率的意義不同：I－U圖像中，斜率表示電阻的倒數(shù)，U－I圖像中，斜率表示電阻，如圖所示，在圖甲中R2＜R1，圖乙中R2＞R1。[試題案例]思路點(diǎn)撥(1)導(dǎo)體的電阻不隨導(dǎo)體兩端電壓的變化而變化。(2)理清導(dǎo)體兩端原來(lái)的電壓與后來(lái)的電壓之間的數(shù)量關(guān)系。答案2.0A[例2](多選)如圖所示，為某一金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線，由圖像可知(

) A.該導(dǎo)體的電阻隨電壓的升高而增大 B.該導(dǎo)體的電阻隨電壓的升高而減小 C.導(dǎo)體兩端電壓為2V時(shí)，電阻為0.5Ω D.導(dǎo)體兩端電壓為2V時(shí)，電阻為1Ω答案AD[針對(duì)訓(xùn)練1](多選)已知兩個(gè)導(dǎo)體的電阻之比R1∶R2＝2∶1，那么(

) A.若兩導(dǎo)體兩端電壓相等，則I1∶I2＝2∶1 B.若兩導(dǎo)體兩端電壓相等，則I1∶I2＝1∶2 C.若導(dǎo)體中電流相等，則U1∶U2＝2∶1 D.若導(dǎo)體中電流相等，則U1∶U2＝1∶2答案BC[針對(duì)訓(xùn)練2](多選)如圖所示是某導(dǎo)體的I－U圖線，圖中α＝45°。下列說(shuō)法正確的是(

)答案ABD[觀察探究]

如圖所示，將不同導(dǎo)線接入A、B兩點(diǎn)間進(jìn)行測(cè)量。核心要點(diǎn)探究導(dǎo)體電阻的影響因素及電阻定律(1)相同材料、相同橫截面積，電阻與長(zhǎng)度的關(guān)系？(2)相同材料、相同長(zhǎng)度，電阻與橫截面積的關(guān)系？(3)相同長(zhǎng)度、相同橫截面積的不同材料電阻相同嗎？答案(1)電阻與長(zhǎng)度成正比。(2)電阻與橫截面積成反比。(3)不同。[探究歸納]1.電阻定律[試題案例][例3]如圖所示，厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長(zhǎng)ab＝2bc。當(dāng)將A與B接入電壓為U的電路中時(shí)，電流為I；若將C與D接入電壓為U的電路中，則電流為(

)答案A[針對(duì)訓(xùn)練3]歐姆不僅發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，還研究了電阻定律。有一個(gè)長(zhǎng)方體金屬電阻，材料分布均勻，邊長(zhǎng)分別為a、b、c，且a>b>c。電流沿以下方向流過(guò)該金屬電阻，其中電阻的阻值最小的是(

)答案A[觀察探究]觀察表中數(shù)據(jù)核心要點(diǎn)對(duì)電阻率的理解材料ρ/(Ω·m)材料ρ/(Ω·m)銀1.6×10－8鐵1.0×10－7銅1.7×10－8錳銅合金4.4×10－7鋁2.9×10－8鎳銅合金5.0×10－7鎢5.3×10－8鎳鉻合金1.0×10－6(1)回答什么樣的金屬電阻率大？什么樣的金屬電阻率?。?2)在電路中導(dǎo)線一般用什么材料制作？答案(1)合金的電阻率大，純凈金屬的電阻率小。(2)在電路中的導(dǎo)線一般用電阻率小且造價(jià)低的鋁或銅制作。[探究歸納]1.電阻率是反映導(dǎo)體材料導(dǎo)電性能的物理量，是導(dǎo)體材料本身的屬性，與導(dǎo)體的形狀、大小無(wú)關(guān)。2.電阻率與溫度的關(guān)系及應(yīng)用 (1)金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，可用于制作電阻溫度計(jì)。 (2)大部分半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小，半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的變化較大，可用于制作熱敏電阻。 (3)有些合金，電阻率幾乎不受溫度變化的影響，常用來(lái)制作標(biāo)準(zhǔn)電阻。 (4)許多導(dǎo)體在溫度特別低時(shí)電阻率可以降到零，這個(gè)現(xiàn)象叫作超導(dǎo)現(xiàn)象。[試題案例][例4]關(guān)于金屬的電阻率，下列說(shuō)法正確的是(

) A.純金屬的電阻率小，合金的電阻率較大，絕緣體的電阻率最大 B.純金屬的電阻率隨溫度的升高而減小，絕緣體的電阻率隨溫度的升高而增大 C.合金的電阻率隨溫度的升高而減小 D.電阻率的大小只隨溫度的變化而變化，與材料無(wú)關(guān)解析由不同種類(lèi)金屬的電阻特點(diǎn)知A正確；純金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，而合金的電阻率隨溫度的升高增加量很小或不變，B、C錯(cuò)誤；電阻率除與溫度有關(guān)外，還與材料有關(guān)，D錯(cuò)誤。答案A方法總結(jié)(1)由于電阻率ρ隨溫度變化而變化，因此導(dǎo)體的電阻隨溫度變化而變化。(2)關(guān)于用電器的電阻①問(wèn)題涉及金屬電阻率時(shí)，必須考慮用電器電阻值隨溫度的變化。②不考慮溫度變化對(duì)用電器電阻值的影響時(shí)，可作為定值電阻來(lái)處理。③用電器實(shí)際電壓的變化量相對(duì)額定電壓來(lái)說(shuō)較大，需要考慮用電器電阻隨溫度的變化；若較小，則可以認(rèn)為電阻不變。[針對(duì)訓(xùn)練4]關(guān)于導(dǎo)體的電阻及電阻率的說(shuō)法中，正確的是(

)解析導(dǎo)體的電阻率由材料本身性質(zhì)決定，并隨溫度變化而變化，導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān)，與導(dǎo)體兩端電壓及導(dǎo)體中電流大小無(wú)關(guān)，A、B、C錯(cuò)誤；電阻率反映材料的導(dǎo)電性能，電阻率常與溫度有關(guān)，存在超導(dǎo)現(xiàn)象，D正確。答案D[要點(diǎn)歸納]1.用電壓表和電流表測(cè)量電壓和電流時(shí)，根據(jù)其分度值的不同進(jìn)行估讀。2.估讀方法 (1)十分估讀：量程為0～3V的電壓表和量程為0～3A的電流表，讀數(shù)方法相同，此量程下的分度值分別是0.1V和0.1A，讀數(shù)時(shí)要估讀到分度值的十分之一，也就是讀到0.01V或0.01A。如果以伏特或安培為單位，則估讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位。核心要點(diǎn)電壓表電流表的讀數(shù)(2)五分估讀：量程為0～15V的電壓表，其分度值為0.5V，讀數(shù)時(shí)要估讀到分度值的五分之一，也就是讀到0.1V。如果以伏特為單位，小數(shù)點(diǎn)后面只有一位。(3)二分估讀：量程為0～0.6A的電流表，其分度值為0.02A，讀數(shù)時(shí)要估讀到分度值的二分之一，這時(shí)要求“半格估讀”，讀到最小刻度的一半0.01A，靠近左邊刻度線讀左邊刻度線對(duì)應(yīng)的值、靠近右邊刻度線讀右邊刻度線對(duì)應(yīng)的值、靠近中間讀半刻度線對(duì)應(yīng)的值。最后讀數(shù)如果以安培為單位，小數(shù)點(diǎn)后面有兩位數(shù)。[試題案例][例5]如圖是學(xué)生實(shí)驗(yàn)用的兩個(gè)量程的電流表的刻度盤(pán)，當(dāng)用“－”和“0.6”兩接線柱時(shí)，能測(cè)量的最大電流是________A，對(duì)應(yīng)刻度盤(pán)上每一小格代表________A，圖中表針的示數(shù)為_(kāi)_______A；當(dāng)使用“－”和“3”兩個(gè)接線柱時(shí)，對(duì)應(yīng)刻度盤(pán)上每一小格代表________A，圖中表針的示數(shù)為_(kāi)_______A。解析0～0.6A量程的分度值是0.02A，用二分估讀法估讀到分度值的二分之一，也就是讀到0.01A，所以圖中示數(shù)為0.48A；0～3A量程分度值是0.1A，用十分估讀法估讀到分度值的十分之一，也就是讀到0.01A，所以示數(shù)是2.40A。答案0.6

0.02

0.48

0.1

2.40第九章靜電場(chǎng)及其應(yīng)用3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度

1.知道電場(chǎng)的概念及電場(chǎng)的基本性質(zhì).2.理解電場(chǎng)強(qiáng)度及其定義式，并能用該公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.3.掌握點(diǎn)電荷的電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加.4.知道電場(chǎng)線的概念，了解幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布特點(diǎn).學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)梳理重點(diǎn)探究隨堂演練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN課時(shí)對(duì)點(diǎn)練一、電場(chǎng)知識(shí)梳理1.電場(chǎng)：存在于

周?chē)囊环N特殊物質(zhì)，電荷之間的相互作用是通過(guò)

產(chǎn)生的.2.場(chǎng)像分子、原子等實(shí)物粒子一樣具有

，場(chǎng)是

存在的一種形式.電荷電場(chǎng)能量物質(zhì)1.試探電荷與場(chǎng)源電荷(1)試探電荷：為了便于研究電場(chǎng)各點(diǎn)的性質(zhì)而引入的電荷，是電荷量和體積都

的點(diǎn)電荷.(2)場(chǎng)源電荷：

的帶電體所帶的電荷，也叫源電荷.二、電場(chǎng)強(qiáng)度很小激發(fā)電場(chǎng)2.電場(chǎng)強(qiáng)度(1)定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷所受的

跟它的

的比值，叫作該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度.(2)定義式：E＝

.(3)單位：

.(4)方向：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向

，與負(fù)電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向

.靜電力電荷量牛每庫(kù)(N/C)相同相反1.真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)(1)場(chǎng)強(qiáng)公式：E＝

.(2)方向：如果以電荷量為Q的點(diǎn)電荷為中心作一個(gè)球面，當(dāng)Q為正電荷時(shí)，E的方向沿半徑

；當(dāng)Q為負(fù)電荷時(shí)，E的方向沿半徑

.2.電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加場(chǎng)強(qiáng)是

量，如果場(chǎng)源是多個(gè)點(diǎn)電荷時(shí)，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷

在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的

.三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加向外向內(nèi)矢單獨(dú)矢量和1.電場(chǎng)線(1)概念：電場(chǎng)線是畫(huà)在電場(chǎng)中的一條條

的曲線，曲線上每點(diǎn)的_____方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向.(2)特點(diǎn)①電場(chǎng)線從

或無(wú)限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于

或負(fù)電荷.②同一電場(chǎng)的電場(chǎng)線在電場(chǎng)中

.③在同一電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度較大的地方電場(chǎng)線

，電場(chǎng)強(qiáng)度較小的地方電場(chǎng)線

.四、電場(chǎng)線勻強(qiáng)電場(chǎng)有方向切線正電荷無(wú)限遠(yuǎn)不相交較密較疏2.勻強(qiáng)電場(chǎng)(1)概念：如果電場(chǎng)中各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小

、方向

，這個(gè)電場(chǎng)就叫作勻強(qiáng)電場(chǎng).(2)特點(diǎn)：①電場(chǎng)方向處處相同，電場(chǎng)線是

.②場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等，電場(chǎng)線疏密程度

.相等相同平行直線相同1.判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E＝

可知，E與F成正比，與q成反比.(

)(2)電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與正電荷受力方向相同，當(dāng)該點(diǎn)放置負(fù)電荷時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)反向.(

)(3)由E＝

知，在以Q為球心、r為半徑的球面上，各處場(chǎng)強(qiáng)相同.(

)(4)公式E＝

與E＝

k中q與Q含義不同.(

)即學(xué)即用×√××(5)若空間中只有兩個(gè)點(diǎn)電荷，則該空間某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于這兩個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和.(

)(6)在相鄰的兩條電場(chǎng)線之間沒(méi)畫(huà)電場(chǎng)線的地方也有電場(chǎng).(

)√√2.在靜電場(chǎng)中的某一點(diǎn)A放一個(gè)試探電荷q＝－1×10－10C，q受到的靜電力為1×10－8N，方向向左，則A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小為_(kāi)_______，方向________；如果從A點(diǎn)取走q，A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為_(kāi)_______.100N/C向右100N/C解析由題意知，q＝－1×10－10C，F(xiàn)＝1×10－8N，由場(chǎng)強(qiáng)的定義知A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小為：場(chǎng)強(qiáng)方向與負(fù)電荷在A點(diǎn)所受靜電力方向相反，所以A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向向右；電場(chǎng)強(qiáng)度是反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量，與有無(wú)試探電荷無(wú)關(guān)，把這個(gè)試探電荷取走，A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，大小仍為100N/C.導(dǎo)學(xué)探究(1)電荷A是如何對(duì)電荷B產(chǎn)生作用力的？電荷B是如何對(duì)電荷A產(chǎn)生作用力的？一、電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度重點(diǎn)探究答案電荷A在周?chē)a(chǎn)生電場(chǎng)，該電場(chǎng)對(duì)電荷B有力的作用，電荷B在周?chē)a(chǎn)生電場(chǎng)，該電場(chǎng)對(duì)電荷A有力的作用.答案2F

nF

F與q成正比，即F與q的比值為定值(2)在空間中有一電場(chǎng)，把一帶電荷量為q的試探電荷放在電場(chǎng)中的A點(diǎn)，該電荷受到的靜電力為F.若把帶電荷量為2q的點(diǎn)電荷放在A點(diǎn)，則它受到的靜電力為多少？若把帶電荷量為nq的點(diǎn)電荷放在該點(diǎn)，它受到的靜電力為多少？電荷受到的靜電力F與電荷量q有何關(guān)系？(3)如圖1，若此電場(chǎng)為正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)，在距Q的距離為r處放一試探電荷q，求q受到的靜電力F與q的比值；該比值與q有關(guān)嗎？圖11.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向都是由電場(chǎng)本身所決定的，與試探電荷無(wú)關(guān).2.電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，其方向與在該點(diǎn)的正電荷所受靜電力的方向相同，與在該點(diǎn)的負(fù)電荷所受靜電力的方向相反.3.公式E＝

可變形為F＝qE，正電荷所受靜電力方向與該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，負(fù)電荷所受靜電力方向與該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反.知識(shí)深化例１

(2020·河北雞澤一中期末)關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法正確的是A.電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于單位電荷在該點(diǎn)所受的靜電力B.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是跟靜電力的方向一致C.在點(diǎn)電荷Q附近的任意一點(diǎn)，如果沒(méi)有把試探電荷q放進(jìn)去，則這一點(diǎn)

的電場(chǎng)強(qiáng)度為零D.根據(jù)公式E＝

可知，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小跟靜電力成正比，跟放入電場(chǎng)中

的電荷的電荷量成反比√解析根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義E＝

可知，電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于單位電荷在該點(diǎn)所受的靜電力，故A正確；電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是跟正電荷所受的靜電力的方向相同，與負(fù)電荷所受的靜電力的方向相反，故B錯(cuò)誤；電場(chǎng)中的場(chǎng)強(qiáng)取決于電場(chǎng)本身，與有無(wú)試探電荷無(wú)關(guān)，如果沒(méi)有把試探電荷q放進(jìn)去，則這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，故C錯(cuò)誤；場(chǎng)強(qiáng)大小取決于電場(chǎng)本身，與放入電場(chǎng)中的電荷的電荷量無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤.例2

如圖2所示，在一帶負(fù)電荷的導(dǎo)體A附近有一點(diǎn)B，如在B處放置一個(gè)q1＝－2.0×10－8C的電荷，測(cè)出其受到的靜電力F1大小為4.0×10－6N，方向如圖，則：(1)B處場(chǎng)強(qiáng)多大？方向如何？圖2答案200N/C方向與F1方向相反因?yàn)锽處是負(fù)電荷，所以B處場(chǎng)強(qiáng)方向與F1方向相反.(2)如果換成一個(gè)q2＝＋4.0×10－7C的電荷放在B點(diǎn)，其受力多大？此時(shí)B處場(chǎng)強(qiáng)多大？答案8.0×10－5N

200N/C解析q2在B點(diǎn)所受靜電力大小F2＝q2EB＝4.0×10－7×200N＝8.0×10－5N，方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同，也就是與F1方向相反.此時(shí)B處場(chǎng)強(qiáng)大小仍為200N/C，方向與F1方向相反.(3)如果將B處電荷拿走，B處的場(chǎng)強(qiáng)是多大？答案200N/C解析某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小與有無(wú)試探電荷無(wú)關(guān)，故將B處電荷拿走，B處場(chǎng)強(qiáng)大小仍為200N/C.二、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加導(dǎo)學(xué)探究(1)如圖3所示，在正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中，P點(diǎn)到Q的距離為r，則Q在P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是多大？方向如何？圖3方向沿QP的連線由Q指向P.(2)如果再有一正點(diǎn)電荷Q′＝Q，放在如圖4所示的位置，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度多大？答案如圖所示，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為Q、Q′單獨(dú)在P點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和，圖4知識(shí)深化2.電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，合成時(shí)遵循矢量運(yùn)算法則(平行四邊形定則或三角形定則)；對(duì)于同一直線上電場(chǎng)強(qiáng)度的合成，可先規(guī)定正方向，進(jìn)而把矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化成代數(shù)運(yùn)算.例3

如圖5所示，真空中，帶電荷量分別為＋Q和－Q的點(diǎn)電荷A、B相距r，求：(1)兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向.圖5解析如圖甲所示，A、B兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向相同，均由A→B.A、B兩點(diǎn)電荷分別在O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小(2)在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，距A、B兩點(diǎn)都為r的O′點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向.方向平行于AB向右.針對(duì)訓(xùn)練1

如圖6所示，在等邊三角形ABC的三個(gè)頂點(diǎn)上，固定三個(gè)正點(diǎn)電荷，電荷量的大小關(guān)系為q′＜q，則三角形ABC的幾何中心處電場(chǎng)強(qiáng)度的方向A.平行于AC邊B.平行于AB邊C.垂直于AB邊指向CD.垂直于AB邊指向AB√圖6又OA＝OB＝OC，方向垂直于AB邊指向C，選項(xiàng)C正確.導(dǎo)學(xué)探究(1)電荷周?chē)嬖谥妶?chǎng)，法拉第采用了什么簡(jiǎn)潔方法來(lái)描述電場(chǎng)？三、電場(chǎng)線答案法拉第采用了畫(huà)電場(chǎng)線的方法描述電場(chǎng).(2)在實(shí)驗(yàn)室，可以用實(shí)驗(yàn)?zāi)M電場(chǎng)線；頭發(fā)屑在蓖麻油中排列顯示了電場(chǎng)線的形狀，這能否說(shuō)明電場(chǎng)線是實(shí)際存在的線？答案電場(chǎng)線實(shí)際不存在，但可以用實(shí)驗(yàn)?zāi)M.1.電場(chǎng)線的特點(diǎn)(1)電場(chǎng)線總是從正電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)處出發(fā)，終止于無(wú)窮遠(yuǎn)處或負(fù)電荷，因此，電場(chǎng)線有起始點(diǎn)和終止點(diǎn)，不是閉合曲線.(2)同一電場(chǎng)中的電場(chǎng)線永遠(yuǎn)不會(huì)相交.因?yàn)殡妶?chǎng)中每一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)只有一個(gè)方向，如果電場(chǎng)線在電場(chǎng)中某點(diǎn)相交，則交點(diǎn)處相對(duì)兩條電場(chǎng)線就有兩個(gè)切線方向，該點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)就有兩個(gè)方向，這是不可能的.

(3)在同一電場(chǎng)里，電場(chǎng)線越密的地方，場(chǎng)強(qiáng)越大，電場(chǎng)線越稀疏的地方，場(chǎng)強(qiáng)越小.(4)電場(chǎng)線是為了形象描述電場(chǎng)而假想的曲線，實(shí)際不存在.知識(shí)深化2.點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線從正點(diǎn)電荷出發(fā)終止于無(wú)限遠(yuǎn)處，負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線由無(wú)限遠(yuǎn)處出發(fā)終止于負(fù)電荷，如圖7所示，其特點(diǎn)有：圖7(1)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，不存在電場(chǎng)強(qiáng)度相同的點(diǎn)，離場(chǎng)源電荷越近，電場(chǎng)線越密集，電場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng).(2)若以點(diǎn)電荷為球心作一個(gè)球面，電場(chǎng)線處處與球面垂直.在此球面上電場(chǎng)強(qiáng)度大小處處相等，方向各不相同.3.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是間隔相等的平行線，場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向相同.例4

如圖8所示是電場(chǎng)中某區(qū)域的電場(chǎng)線分布，a、b是電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，則A.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度較大B.同一點(diǎn)電荷放在a點(diǎn)受到的靜電力比放在b點(diǎn)時(shí)受到的靜電力小C.正電荷在a點(diǎn)由靜止釋放，它在靜電力作用下運(yùn)動(dòng)的軌跡與電場(chǎng)線一致D.電荷在a點(diǎn)受到靜電力方向必定與電場(chǎng)方向一致圖8√解析a點(diǎn)處的電場(chǎng)線比b點(diǎn)處的密，因此a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的大，同一點(diǎn)電荷在a點(diǎn)受到的靜電力也大，故A正確，B錯(cuò)誤；正電荷在a點(diǎn)由靜止釋放時(shí)，靜電力方向始終沿電場(chǎng)方向，而速度方向則在不斷變化，因此其運(yùn)動(dòng)的軌跡不沿電場(chǎng)線，故C錯(cuò)誤；若是負(fù)電荷，則在a點(diǎn)受靜電力方向和電場(chǎng)方向相反，因此在a點(diǎn)受到靜電力方向不一定和電場(chǎng)方向相同，故D錯(cuò)誤.針對(duì)訓(xùn)練2

下列各電場(chǎng)中，A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同的是√解析A圖中，A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向不同；B圖中，A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相同，但大小不等；C圖中是勻強(qiáng)電場(chǎng)，則A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小、方向相同；D圖中，A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小、方向均不相同，故選C.1.(電場(chǎng)強(qiáng)度的概念)電場(chǎng)中有一點(diǎn)P，下列說(shuō)法正確的是A.若放在P點(diǎn)的電荷的電荷量減半，則P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)減半B.若P點(diǎn)沒(méi)有試探電荷，則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零C.P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)越大，則同一電荷在P點(diǎn)所受的靜電力越大D.P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)樵囂诫姾稍谠擖c(diǎn)的受力方向1234隨堂演練√解析電場(chǎng)強(qiáng)度是由電場(chǎng)本身決定的，與是否放入試探電荷、放入電荷的電性、電荷量的多少均無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤.電荷量一定時(shí)，由F＝Eq可知，P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)越大，同一電荷在P點(diǎn)所受的靜電力越大，C正確.若試探電荷是正電荷，它在該點(diǎn)的受力方向就是P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，若試探電荷是負(fù)電荷，它在該點(diǎn)的受力方向的反方向是P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向，D錯(cuò)誤.12342.(點(diǎn)電荷的電場(chǎng))下列關(guān)于點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式E＝k的幾種不同的理解，正確的是A.以點(diǎn)電荷Q為中心，r為半徑的球面上，各處的場(chǎng)強(qiáng)相同B.當(dāng)r→0時(shí)，E→∞；當(dāng)r→∞時(shí)，E→0C.在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中，各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一定是背向點(diǎn)電荷QD.在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中，某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小與Q成正比，與r2成反比1234√解析以點(diǎn)電荷Q為中心，r為半徑的球面上，各處的場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向不同，場(chǎng)強(qiáng)是矢量，所以場(chǎng)強(qiáng)不同，故A錯(cuò)誤.當(dāng)r→0時(shí)，點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式E＝k已經(jīng)不適用，當(dāng)r→∞時(shí)，E→0，故B錯(cuò)誤.在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中，各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與點(diǎn)電荷Q的性質(zhì)有關(guān)，正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向是背向點(diǎn)電荷Q，負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向是指向點(diǎn)電荷Q，故C錯(cuò)誤.在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)為E＝k，某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小與Q成正比，與r2成反比，故D正確.12343.(電場(chǎng)線)一負(fù)電荷從電場(chǎng)中A點(diǎn)由靜止釋放，只受靜電力作用，沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，它運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖像如圖9所示.則A、B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場(chǎng)線分布情況可能是1234√圖9解析由v－t圖像可知，負(fù)電荷做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)，負(fù)電荷受到的靜電力方向逆著電場(chǎng)線方向，且電場(chǎng)強(qiáng)度增大，電場(chǎng)線變密集，故C對(duì).123412344.(電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加)如圖10所示，以O(shè)為圓心的圓周上有六個(gè)等分點(diǎn)a、b、c、d、e、f.等量正、負(fù)點(diǎn)電荷分別放置在a、d兩處時(shí)，在圓心O處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E.現(xiàn)改變a處點(diǎn)電荷的位置，關(guān)于O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度變化，下列敘述正確的是A.移至c處，O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變，方向沿OeB.移至b處，O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小減半，方向沿OdC.移至e處，O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小減半，方向沿OcD.移至f處，O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變，方向沿Oe√圖1012341234考點(diǎn)一電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度1.(多選)(2020·巴蜀中學(xué)期中)在電場(chǎng)中的某點(diǎn)A放一電荷量為＋q的試探電荷，它所受到的靜電力大小為F，方向水平向右，則A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小EA＝

，方向水平向右.下列說(shuō)法正確的是A.在A點(diǎn)放置一個(gè)電荷量為－q的試探電荷，A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向變?yōu)樗较蜃驜.在A點(diǎn)放置一個(gè)電荷量為＋2q的試探電荷，則A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)變?yōu)镃.在A點(diǎn)放置一個(gè)電荷量為－q的試探電荷，它所受的靜電力方向水平向左D.在A點(diǎn)放置一個(gè)電荷量為＋2q的試探電荷，它所受的靜電力大小為2F√基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練課時(shí)對(duì)點(diǎn)練12345678910111213√解析電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正試探電荷所受的靜電力方向相同，所以A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向右.電場(chǎng)強(qiáng)度是反映電場(chǎng)本身的性質(zhì)，與試探電荷的正負(fù)和帶電荷量大小無(wú)關(guān)，故A、B錯(cuò)誤；在A點(diǎn)，正電荷的受力方向和負(fù)電荷的受力方向相反，故負(fù)電荷所受的靜電力方向?yàn)樗较蜃螅蔆正確；A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定，則由F＝qE知在A點(diǎn)放置一個(gè)電荷量為＋2q的試探電荷，則它所受的靜電力大小變?yōu)?F，故D正確.123456789101112132.一個(gè)帶電荷量為q的試探電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的靜電力為F，這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，在下圖中能正確反映q、E、F三者關(guān)系的是12345678910111213解析電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定，與放入該點(diǎn)的試探電荷及其所受靜電力無(wú)關(guān)，A、B錯(cuò)誤；試探電荷在該點(diǎn)受到的靜電力F＝Eq，F(xiàn)正比于q，C錯(cuò)誤，D正確.√3.如圖1所示是在一個(gè)電場(chǎng)中A、B、C、D四點(diǎn)分別引入試探電荷時(shí)，測(cè)得的試探電荷的電荷量跟它所受靜電力的函數(shù)關(guān)系圖像，那么下列敘述正確的是12345678910111213圖1A.A、B、C、D四點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等B.A、B、C、D四點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系是ED＞EA＞EB＞ECC.A、B、C、D四點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系是EA＞EB＞ED＞ECD.無(wú)法確定這四個(gè)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系√解析題圖中給出了A、B、C、D四個(gè)位置上試探電荷所受靜電力大小與其電荷量的變化關(guān)系，F(xiàn)－q圖像的斜率的絕對(duì)值表示電場(chǎng)強(qiáng)度大小，斜率絕對(duì)值大的電場(chǎng)強(qiáng)度大，斜率絕對(duì)值小的電場(chǎng)強(qiáng)度小，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤.12345678910111213考點(diǎn)二電場(chǎng)線4.某電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖2所示，下列說(shuō)法正確的是12345678910111213A.c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度B.若將一試探電荷＋q由a點(diǎn)靜止釋放，它將沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)C.b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度D.a點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相同圖2√解析電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，由題圖可知Ed＞Ec，Eb＞Ed，故選項(xiàng)C正確，A錯(cuò)誤；由于電場(chǎng)線是曲線，由a點(diǎn)靜止釋放的正電荷不可能沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電場(chǎng)線的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，a點(diǎn)和b點(diǎn)的切線不在同一條直線上，即a點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向不同，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.123456789101112135.(多選)如圖3所示，帶箭頭的直線是某一電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，在這條線上有A、B兩點(diǎn)，用EA、EB表示A、B兩處的電場(chǎng)強(qiáng)度，則A.A、B兩處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同B.因?yàn)锳、B在一條電場(chǎng)線上，且

電場(chǎng)線是直線，所以EA＝EBC.電場(chǎng)線從A指向B，所以EA＞EBD.不知A、B附近電場(chǎng)線的分布情況，EA、EB的大小不能確定√12345678910111213圖3√解析電場(chǎng)線的切線方向即電場(chǎng)強(qiáng)度方向，所以A正確；電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)度大小，只有一條電場(chǎng)線的情況下不能判斷電場(chǎng)強(qiáng)度大小，所以B、C錯(cuò)誤，D正確.12345678910111213考點(diǎn)三點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加6.在真空中有一點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，離該點(diǎn)電荷距離為r0的一點(diǎn)，引入一電荷量為q的試探電荷，所受靜電力為F，則離該點(diǎn)電荷為r處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為12345678910111213√解析根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式E＝

可得：真空中同一點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與距離r的平方成反比，123456789101112137.(2019·山西大學(xué)附屬中學(xué)高二上月考)如圖4所示，圖甲中A、B是一條電場(chǎng)線，圖乙是放在電場(chǎng)線上a、b處的試探電荷的電荷量與所受的靜電力大小的關(guān)系圖像，由此可判斷A.電場(chǎng)方向一定由A指向BB.若場(chǎng)源電荷為正電荷，位置在A側(cè)C.若場(chǎng)源電荷為負(fù)電荷，位置在B側(cè)D.若場(chǎng)源電荷為正電荷，位置在B側(cè)√12345678910111213圖4解析由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E＝

得知，F(xiàn)－q圖像的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度，12345678910111213圖線a的斜率大于b的斜率，說(shuō)明a處場(chǎng)強(qiáng)大于b處的場(chǎng)強(qiáng)，若該電場(chǎng)是由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的，說(shuō)明a距離場(chǎng)源電荷較近，即場(chǎng)源電荷位置在A側(cè)，由于試探電荷的電性未知，電場(chǎng)線的方向不能確定，故場(chǎng)源電荷可能是正電荷，也可能是負(fù)電荷，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確.8.如圖5所示，真空中O點(diǎn)有一點(diǎn)電荷，在它產(chǎn)生的電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為EA，方向與AB連線成60°角，B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為EB，方向與AB連線成30°角.關(guān)于A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小EA、EB的關(guān)系，以下結(jié)論正確的是12345678910111213圖5√即EA＝3EB，故D正確.1234