9.3電場電場強度（學生版）高一物理講義（人教2019）

9.3電場電場強度【教學目標】一、知識與技能1.粗略了解物理學史上對電荷間相互作用力的認識過程。2.知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的，電場是客觀存在的。3.理解電場強度的概念及其定義，會根據(jù)電場強度的定義進行有關的計算。知道電場強度是矢量，知道電場強度的方向是怎樣規(guī)定的。4.能根據(jù)庫侖定律和電場強度的定義推導點電荷場強的計算式，并能用此公式進行有關的計算。5.知道場強的疊加原理，并能應用這一原理進行簡單的計算。6.知道常見幾種的電場線的特點。二、過程與方法1.經(jīng)歷“探究描述電場強弱的物理量”的過程，獲得探究活動的體驗。2.領略通過電荷在電場中所受靜電力研究電場、理想模型法、比值法、類比法等物理學研究方法。三、情感態(tài)度與價值觀1.體驗探究物理規(guī)律的艱辛與喜悅。2.學習科學家嚴謹科學的態(tài)度?！窘虒W重點】1.探究描述電場強弱的物理量。2.理解電場、電場強度的概念，并會根據(jù)電場強度的定義進行有關的計算。【教學難點】探究描述電場強弱的物理量。知識點一、電場強度1.電場（1）定義：在電荷的周圍存在著由它產(chǎn)生的電場，電場是在電荷周圍存在的一種特殊物質，它的性質是傳遞電荷間的相互作用。①電場雖然看不見、摸不著，但它與實物一樣客觀存在著②電荷的周圍一定存在著電場③電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的，不是超距作用。靜電場:靜止電荷產(chǎn)生的電場叫靜電場【經(jīng)典例題1】（黑龍江省鶴崗市綏濱縣第一中學20202021學年高二（上）期中物理試題）1.關于電場，下列說法中正確的是A.電場并不是客觀存在的物質 B.描述電場的電場線是客觀存在的C.電場對放入其中的電荷有力的作用 D.電場對放入其中的電荷沒有力的作用知識點二、電場強度（1）定義：放入電場中某點的電荷所受的電場力F跟它的電荷量的比值，叫做這一點的電場強度。①電場中某點的電場強度E是唯一的，是由電場本身的特性決定的②電場中不同位置的電場強度一般是不同的（2）定義式：（3）單位：1N/C=1V/m（4）物理意義：描述電場的力的性質，能夠定量描述電場的強弱和方向，與試探電荷受到的靜電力大小無關。（5）標矢性：電場強度既有大小，又有方向，是矢量。方向與在該點的正電荷所受電場力的方向相同，與在該點的負電荷所受電場力的方向相反。試探電荷和場源電荷（1）試探電荷：用來檢驗電場是否存在及其強弱分布情況的電荷，稱為試探電荷，也叫檢驗電荷。（2）場源電荷：激發(fā)電場的電荷，稱為場源電荷，也叫源電荷【經(jīng)典例題1】（天津市南開翔宇學校20212022學年高二（上）期中物理試題）2.關于電場強度的概念，下列說法正確的是()A.由可知，某電場的場強E與q成反比，與F成正比B.正、負試探電荷在電場中同一點受到的電場力方向相反，所以某一點場強方向與放入試探電荷的正負有關C.電場中某一點場強與放入該點的試探電荷的正負無關D.電場中某一點不放試探電荷時，該點場強等于零【變式訓練1】（北京市首都師范大學附屬蘋果園中學20212022學年高二（上）期中物理試題）9.關于電場強度的定義式，下列說法正確的是（）A.q表示產(chǎn)生電場的電荷量B.q表示檢測用試探電荷的電荷量C.q越大則E越小D.E的方向與負的試探電荷的受力方向相同【經(jīng)典例題2】（廣西桂林市第十九中學20212022學年高二（上）期中質量檢測物理試題）3.在電場中的某點放入電荷量為的試探電荷時，測得該點的電場強度為E；若在該點放入電荷量為的試探電荷，其它條件不變，此時測得該點的電場強度為（）A.大小為，方向和E相反 B.大小為E，方向和E相同C.大小為，方向和E相同 D.大小為E，方向和E相反【變式訓練2】（廣西桂林市第十九中學20212022學年高二（上）期中質量檢測物理試題）4.在電場中A點放一個+C的電荷，受到的電場力為N，把電荷拿走后，A點的場強為（）A.0 B. C. D.無法確定【經(jīng)典例題3】（山東省青島萊西市20202021學年高一（下）7月期末物理試題）8.如圖，質量為m帶電量為q小球A懸掛在絕緣細線上，處于勻強電場中，當小球A靜止時，細線與豎直方向成37°角已知此電場方向恰使小球受到的電場力最小，，。則勻強電場的場強大小為（）A. B. C. D.【變式訓練3】（福建省龍海市程溪中學20202021學年高二（上）期中物理試題）5.如圖，質量為m、帶電量為q的小球B用絕緣細線懸掛，處于固定的帶電體A產(chǎn)生的電場中，A可視為點電荷，B為試探電荷。當小球B靜止時，A、B等高，細線偏離豎直方向的夾角為。已知重力加速度為g。則點電荷A在B處所產(chǎn)生的場強大小為（）A. B. C. D.知識點三、點電荷的電場電場強度的疊加1.點電荷的電場（1）點電荷場強公式：，其中k是靜電力常量，Q是場源電荷的電荷量。（2）方向：以Q為中心作一個球面，當Q為正電荷時，E的方向沿半徑向外；當Q為負電荷時，E的方向沿半徑向內。2.電場強度的疊加（1）電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和，這種關系叫做電場強度的疊加。（2）場強的疊加本質是矢量疊加，所以應該用平行四邊形定則計算電場強度。（3）比較大的帶電體的電場，可把帶電體分成若干小塊，每小塊看成點電荷，用點電荷電場強度疊加的方法計算帶電體的電場?！窘?jīng)典例題1】（湖北省部分省級示范高中20202021學年高一（下）期末測試物理試題）2.下列關于電場強度兩個表達式和的敘述，錯誤的是（）A.是電場強度的定義式，E的大小和F、q沒有必然聯(lián)系B.是電場強度的定義式，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場的電荷的電荷的電量，它適用于任何電場C.是點電荷場強的計算公式，Q是產(chǎn)生電場的電荷電量，它不適用于勻強電場D.從點電荷場強計算式分析庫侖定律表達式，式中是點電荷q2產(chǎn)生的電場在點電荷q1處的場強大小，而是點電荷q1產(chǎn)生的電場在點電荷q2處的場強大小【變式訓練1】（北京市第四中學順義分校20212022學年高二（上）期中物理試題）3.關于電場強度，下列說法中正確的是（）A.若在電場中的某點不放試探電荷，則該點的電場強度為0B.真空中點電荷的電場強度公式表明，點電荷周圍某點電場強度的大小，與該點到場源電荷距離r的二次方成反比，在r減半的位置上，電場強度變?yōu)樵瓉淼?倍C.電場強度公式表明，電場強度的大小與試探電荷的電荷量q成反比，若q減半，則該處的電場強度變?yōu)樵瓉淼?倍D.勻強電場中電場強度處處相同，所以任何電荷在其中受力都相同【經(jīng)典例題2】（湖北省部分省級示范高中20202021學年高一（下）期末測試物理試題）5.如圖所示，直角△ABC中，∠C=90°，∠A=37°，兩個電荷量為的正點電荷固定在A、B兩點，電荷量大小為q的試探電荷在C點受到的電場力方向與AB垂直，sin37°=0.6，cos37°=0.8。則為（）A.3:4 B.4:3 C.16:9 D.9:16【變式訓練2】（云南省曲靖市羅平縣第五中學20212022學年高二（上）期中考試物理試題）3.如圖，在光滑絕緣水平面上，三個帶電小球a，b和c分別位于邊長為1的正三角形的三個頂點上；a、b帶正電，電荷量均為q，c帶負電整個系統(tǒng)置于方向水平的勻強電場中已知靜電力常量為若三個小球均處于靜止狀態(tài)，則勻強電場場強的大小為（）A. B. C. D.【經(jīng)典例題3】（多選）（湖北省部分省級示范高中20202021學年高一（下）期末測試物理試題）9.如圖所示，A、B為兩個等量的正點電荷，在其連線中垂線上的P點放一個負電荷q(不計重力)由靜止釋放后，下列說法中正確的是（）A.負電荷在從P點到O點運動的過程中，加速度可能越來越大，速度越來越大B.負電荷在從P點到O點運動的過程中，加速度可能越來越小，速度越來越大C.負電荷運動到O點時加速度為零，速度達最大值D.負電荷越過O點后，速度越來越小，加速度一定越來越大，直到速度為零【變式訓練3】（天津大學附屬中學20212022學年高二（上）期中物理試題）1.兩個帶等量正電荷的點電荷，O點為兩電荷連線的中點，a點在連線的中垂線上，若在a點由靜止釋放一個電子，如圖1所示，關于電子的運動，下列說法正確的是()A.電子在從a向O運動過程中，加速度越來越大，速度越來越大B.電子在從a向O運動的過程中，加速度越來越小，速度越來越大C.電子運動到O時，加速度為零，速度最大D.電子通過O后，速度越來越小，加速度越來越大，一直到速度為零知識點四、電場線（1）電場線是畫在電場中的一條條有方向的曲線，曲線上每點的切線方向表示該點的電場強度方向（2）特點：①電場線從正電荷或無限遠出發(fā)，終止于無限遠或負電荷②電場線在電場中不相交，不閉合，這是因為在電場中任意一點的電場強度不可能有兩個方向③在同一幅圖中，電場強度較大的地方電場線較密，電場強度較小的地方電場線叫疏，因此在同一副圖中可以用電場線的疏密來比較各點電場強度的大小。（3）常見的電場線【經(jīng)典例題1】（北京市首都師范大學附屬蘋果園中學20212022學年高二（上）期中物理試題）10.關于電場線，下列說法正確的是（）A.電場線是電場真實存在的曲線B.電場線的切線方向就是該點的電場強度方向C.沿著電場線方向，電場強度越來越小D沿著電場線方向，電場強度越來越大【變式訓練1】（海南省北師大萬寧附中20202021學年高二(上)期中物理試題）1.下列說法正確的是（）A.靠近正點電荷，電場線越密，電場強度越大，靠近負點電荷，電場線越密，電場強度越小B.沿電場方向電場強度越來越小C.在電場中沒畫電場線的地方場強為零D.電場線雖然是假想的一簇曲線或直線但可以用實驗方法模擬出來【經(jīng)典例題2】（北京市第四中學順義分校20212022學年高二（上）期中物理試題）6.如圖所示的電場線，可能是下列哪種情況產(chǎn)生的（）A單個正點電荷 B.單個負點電荷C.等量同種點電荷 D.等量異種點電荷【變式訓練2】（北京市京源學校20212022學年高二（上）期中物理試題）4.下列是幾種典型的電場線的分布示意圖，其中正確的是（）A.B.C.D.【經(jīng)典例題3】（浙江省諸暨市第二高級中學20212022學年高二（上）期中物理試題）4.各電場中，A、B兩點電場強度相同的是（）A. B.C D.【變式訓練3】（北京市海淀區(qū)101中學20202021學年高二（上）期中物理試題）9.如圖為描述某靜電場的電場線，a、b、c是同一條電場線上的三個點，其電場強度大小分別為Ea、Eb、Ec，電勢分別為φa、φb、φc。關于Ea、Eb、Ec的比較，下列說法正確的是（）A. B.C. D.，【經(jīng)典例題4】（云南省州硯山縣第三高級中學20202021學年高二（上）期中物理試題）某電場線分布如圖所示，一帶電粒子沿圖中虛線所示途徑運動，先后通過M點和N點，以下說法正確的是（）A.M、N點的場強EM＞ENB.粒子在M、N點的加速度aM＞aNC.粒子在M、N點的速度vM＞vND.粒子帶正電【變式訓練4】（陜西省漢中市部分高中20202021學年高二（上）期中質量檢測物理試題）某電場的電場線如圖所示，僅受電場力作用的同一點電荷分別運動到圖中所給的M、N上，點電荷的加速度大小為aM和aN，由圖可知（）A.aM＞aNB.aM＜aNC.aM=aND.無法比較aM和aN的大小【經(jīng)典例題5】（吉林省白城市大安市第六中學20202021學年高二（上）期中物理試題）用電場線形象生動地描繪電場，如圖為點電荷a、b所形成電場的電場線分布圖，以下幾種說法正確的是()A.a、b為異種電荷，a帶電量大于b帶電量B.a、b為同種電荷，a帶電量大于b帶電量C.a、b為異種電荷，a帶電量小于b帶電量D.a、b為同種電荷，a帶電量小于b帶電量【變式訓練5】（多選）（江西省宜春市第九中學20202021學年高二（上）期中物理試題）某電場的電場線分布如圖所示，則()A.電荷P帶正電B.電荷P帶負電C.a點的電場強度大于b點的電場強度D.正試探電荷在c點受到的電場力大于在d點受到的電場力知識點五、勻強電場（1）定義：如果電場中各點電場強度的大小相等，方向相同，這個電場就叫勻強電場。（2）電場線特點：勻強電場的電場線是間隔相等的平行線?！窘?jīng)典例題1】（內蒙古烏蘭察布市集寧一中（西校區(qū)）20202021學年高二（上）期中物理試題）5.如圖，空間存在一方向水平向右的勻強電場，兩個帶電小球P和Q用相同的絕緣細繩懸掛在水平天花板下，兩細繩都恰好與天花板垂直，則A.P和Q都帶正電荷 B.P和Q都帶負電荷C.P帶正電荷，Q帶負電荷 D.P帶負電荷，Q帶正電荷【變式訓練1】（多選）（江蘇省鹽城市濱?？h明達中學高二（上）期中物理試題）9.如圖所示，實線表示勻強電場中的電場線，一帶電粒子(不計重力)經(jīng)過電場區(qū)域后的軌跡如圖中虛線所示，a、b是軌跡上的兩點，關于粒子的運動情況，下列說法中可能的是()A.該粒子帶正電荷，運動方向為由a到bB.該粒子帶負電荷，運動方向為由a至bC.該粒子帶正電荷，運動方向為由b至aD.該粒子帶負電荷，運動方向為由b至a【基礎過關】1.（北京市西城區(qū)第四十三中學20212022學年高二（上）期中物理試題）10.如圖為描述某靜電場的電場線，a、b、c是同一條電場線上的三個點，其電場強度大小分別為Ea、Eb、Ec，電勢分別為φa、φb、φc。關于Ea、Eb、Ec的比較，下列說法正確的是（）A. B.C. D.，2.（北京市西城區(qū)第四十三中學20212022學年高二（上）期中物理試題）11.如圖為描述某靜電場電場線，a、b、c是同一條電場線上的三個點，其電場強度大小分別為Ea、Eb、Ec，電勢分別為φa、φb、φc。把帶正電的點電荷沿電場線由a點移至c點的過程中，該點電荷所受的靜電力（）A.先變大后變小 B.越來越大C.保持不變 D.越來越小3.（多選）（福建省廈門市大同中學20202021學年高二（上）11月期中物理試題）13.由電場強度的定義式E＝可知，在電場中的同一點（）A.電場強度E跟F成正比，跟q成反比B.無論試探電荷所帶的電荷量如何變化，始終不變C.電場強度為零，則在該點的電荷受到的靜電力一定為零D.一個不帶電的小球在該點受到的靜電力為零，則該點的電場強度一定為零4.（云南省州硯山縣第三高級中學20202021學年高二（上）期中物理試題）7.電場強度的定義式為，點電荷的場強公式為，下列說法中正確的是（）A.中的場強E是電荷q產(chǎn)生的B.中的場強E是電荷Q生的C.中的F表示單位正電荷的受力D.和都只對點電荷適用【能力提升】1.（黑龍江省哈爾濱市第一六二中學20192020學年高二（上）期中考試物理試題）10.如圖所示，實線是電場線，一帶電粒子只在電場力的作用下沿虛線由A運動到B的過程中，其速度－時間圖象是選項中的()A. B. C. D.2.（內蒙古阿拉善左旗某校20212022學年高二（上）期中物理試題）8.如圖所示，在真空中相距r的帶電量均為q的兩等量異種點電荷，已知在兩等量異種點電荷連線的中點O處的電場強度大小為E，則在兩電荷連線上距離O點處的A點的電場強度大小為（）A.B.C.3ED.4E3.（湖北省部分省級示范高中20202021學年高一（下）期末測試物理試題）3.如圖所示，在真空中有兩個點電荷A和B，電荷量分別為Q和+2Q，它們相距L，如果在兩點電荷連線的中點O有一半徑為r（2r＜L）空心金屬球，且球心位于O點，則球殼上的感應電荷在O點的場強大小為（）A.水平向右 B.水平向左 C.水平向右 D.

水平向左4.（湖南省長沙市寧鄉(xiāng)市20202021學年高一（下）期末調研考試物理試題）12.如圖所示，由絕緣材料制成的光滑圓環(huán)（圓心為O）豎直固定，光滑圓環(huán)半徑為r，帶電荷量均為q的小球A、B，A固定在圓環(huán)的最高點，B套在圓環(huán)上并可自由移動。若小球B靜止時，兩球的連線與豎直方向的夾角θ=30°。已知靜電力常量為k，下列說法正確的是（）A.小球A、B一定帶同種電荷 B.O點的電場強度大小