電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度的理解學(xué)案 2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

第9章靜電場(chǎng)及其應(yīng)用第3講第1課時(shí)電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度的理解第第頁(yè)第9章靜電場(chǎng)及其應(yīng)用第3講第1課時(shí)電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度的理解課前預(yù)習(xí)一、電場(chǎng)1．概念：存在于周圍的一種特殊物質(zhì)，電荷之間的相互作用是通過場(chǎng)產(chǎn)生的。2．物質(zhì)性：電場(chǎng)是一種觀存在，是物質(zhì)存在的一種形式。二、電場(chǎng)強(qiáng)度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。2．電場(chǎng)強(qiáng)度(1)物理意義：電場(chǎng)強(qiáng)度是反映電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量。(2)定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷所受的與它的之比。(3)公式：E＝。(4)單位：，符號(hào)為。(5)方向：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，規(guī)定電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同。負(fù)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受靜電力的方向與該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加1．真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度(1)大?。篍＝。(2)方向：Q為正電荷時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向沿半徑；Q為負(fù)電荷時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向沿半徑向內(nèi)。2．電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的。四、電場(chǎng)線勻強(qiáng)電場(chǎng)1．電場(chǎng)線(1)定義：畫在電場(chǎng)中的一條條有方向的曲線，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)線從或無限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于無限遠(yuǎn)或。②電場(chǎng)線在電場(chǎng)中，這是因?yàn)樵陔妶?chǎng)中任意一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不可能有兩個(gè)方向。③電場(chǎng)線的程度可以描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱，電場(chǎng)強(qiáng)度較大的地方，電場(chǎng)線較。2．勻強(qiáng)電場(chǎng)(1)定義：各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小、方向的電場(chǎng)。(2)電場(chǎng)線特點(diǎn)：間隔的平行線。(3)實(shí)例：相距很近的一對(duì)帶等量異種電荷的平行金屬板，他們之間的電場(chǎng)除邊緣外，可以看作勻強(qiáng)電場(chǎng)。課堂講解知識(shí)點(diǎn)1、對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的理解1．試探電荷與場(chǎng)源電荷的比較比較項(xiàng)名稱定義大小要求試探電荷用來檢驗(yàn)電場(chǎng)是否存在及其強(qiáng)弱分布情況的電荷尺寸必須充分小，放入電場(chǎng)后，不影響原電場(chǎng)場(chǎng)源電荷激發(fā)出電場(chǎng)的電荷無要求，可大可小2.正確理解E＝eq\f(F,q)(1)公式E＝F/q是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，該式給出了測(cè)量電場(chǎng)中某一點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方法，應(yīng)當(dāng)注意，電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與是否測(cè)量及如何測(cè)量無關(guān)（電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度由場(chǎng)源電荷Q決定）．(2)公式E＝F/q僅定義了場(chǎng)強(qiáng)的大小，其方向需另外規(guī)定．物理學(xué)上規(guī)定場(chǎng)強(qiáng)的方向是放在該處的正電荷所受電場(chǎng)力的方向．(3)公式E＝F/q不僅告訴了我們E與F、q的量值關(guān)系，還告訴了我們單位關(guān)系，若力F單位取“牛頓(N)”，電荷量q單位取“庫(kù)侖(C)”，則場(chǎng)強(qiáng)的國(guó)際單位為牛頓/庫(kù)侖(N/C)．(4)由E＝F/q變形為F＝qE，表明：如果已知電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E，便可計(jì)算在電場(chǎng)中該點(diǎn)放任何電荷量的帶電體所受的靜電力的大?。畧?chǎng)強(qiáng)E與電荷量q的大小決定了電場(chǎng)力的大小；場(chǎng)強(qiáng)E的方向與電荷的電性共同決定了電場(chǎng)力的方向；正電荷所受電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同，負(fù)電荷所受電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反．3．電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度的區(qū)別與聯(lián)系電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)力的性質(zhì)的物理量，電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度的區(qū)別與聯(lián)系可以通過下表進(jìn)行對(duì)比：物理量比較內(nèi)容電場(chǎng)力電場(chǎng)強(qiáng)度區(qū)別物理意義電荷在電場(chǎng)中所受的力反映電場(chǎng)的強(qiáng)弱決定因素由電場(chǎng)和電荷共同決定由電場(chǎng)本身決定大小F＝EqE＝F/q方向正電荷所受電場(chǎng)力方向與E同向，負(fù)電荷所受電場(chǎng)力方向與E反向由電場(chǎng)本身決定，與正電荷所受電場(chǎng)力方向相同單位NN/C(或V/m)聯(lián)系F＝qE(普遍適用)例1、點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中有一A點(diǎn)，現(xiàn)在在A點(diǎn)放上一電荷量為q＝＋2×10－8C的試探電荷，它受到的靜電力為7.2×10－5N，方向水平向左，則：(1)點(diǎn)電荷Q在A點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E1＝________，方向________．(2)若在A點(diǎn)換上另一電荷量為q′＝－4×10－8C的試探電荷，此時(shí)點(diǎn)電荷Q在A點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E2＝________.該試探電荷受到的靜電力大小為________，方向________．(3)若將A點(diǎn)的試探電荷移走，此時(shí)點(diǎn)電荷Q在A點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E3＝________，方向?yàn)開_______．變式1、如圖所示，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處電場(chǎng)強(qiáng)度多大？方向如何？(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處電場(chǎng)強(qiáng)度多大？(3)如果將B處的電荷拿走，B處的電場(chǎng)強(qiáng)度是多大？知識(shí)點(diǎn)2、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加1．對(duì)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式的兩點(diǎn)說明(1)在計(jì)算式E＝keq\f(Q,r2)中，r→0時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度E不可以認(rèn)為無窮大。因?yàn)閞→0時(shí)，電荷量為Q的物體就不能看成點(diǎn)電荷了。(2)一個(gè)半徑為R的均勻帶電球體(或球殼)在球外部某點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)E＝keq\f(Q,r2)，r是球心到該點(diǎn)的距離，且r>R，Q為整個(gè)球體(或球殼)所帶的電荷量。2．公式E＝eq\f(F,q)與E＝eq\f(kQ,r2)的對(duì)比公式E＝eq\f(F,q)E＝eq\f(kQ,r2)適用范圍一切電場(chǎng)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)表達(dá)式意義定義式?jīng)Q定式電荷量的含義q表示試探電荷的電荷量Q表示產(chǎn)生電場(chǎng)的點(diǎn)電荷的電荷量描述電場(chǎng)強(qiáng)度的角度用試探電荷描述用場(chǎng)源電荷描述物理量之間的關(guān)系E與F和q均無關(guān)，僅與它們的比值相等E∝Q，E∝eq\f(1,r2)3.電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，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，對(duì)于互成角度的電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加，合成時(shí)遵循平行四邊形定則。4、計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度的幾種方法：(1)用定義式E＝F/q求解，常用于涉及試探電荷或帶電體的受力情況．(2)用E＝keq\f(Q,r2)求解，僅適用于真空中的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)．(3)利用疊加原理求解，常用于涉及空間中存在幾部分電荷的情景．(4)根據(jù)對(duì)稱性原理，靈活利用假設(shè)法、分割法求解．例2、如圖所示，真空中帶電荷量分別為＋Q和－Q的點(diǎn)電荷A、B相距為r，靜電力常量為k，則：(1)兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O處的電場(chǎng)強(qiáng)度多大？(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)的電場(chǎng)強(qiáng)度如何？變式2、如圖所示，O是半徑為R的正六邊形外接圓的圓心，在正六角形的一個(gè)頂點(diǎn)放置一帶電量為＋q的點(diǎn)電荷，其余頂點(diǎn)分別放置帶電量均為－q的點(diǎn)電荷．則圓心O處的場(chǎng)強(qiáng)大小為()A.eq\f(kq,R2)B.eq\f(2kq,R2)C.eq\f(\r(2)kq,R2)D．0知識(shí)點(diǎn)3、對(duì)電場(chǎng)線的理解1．電場(chǎng)線不是電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡(1)電場(chǎng)線是為了形象地描述電場(chǎng)而引入的假想曲線，規(guī)定電場(chǎng)線上某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向沿該點(diǎn)的切線方向，也就是正電荷在該點(diǎn)受電場(chǎng)力產(chǎn)生的加速度的方向．(2)運(yùn)動(dòng)軌跡是帶電粒子在電場(chǎng)中實(shí)際通過的徑跡，徑跡上每點(diǎn)的切線方向?yàn)榱Ｗ釉谠擖c(diǎn)的速度方向．結(jié)合力學(xué)知識(shí)，可以知道物體的速度方向不一定與加速度的方向一致，因此電場(chǎng)線不一定是粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡．(3)在滿足以下條件時(shí)，電場(chǎng)線與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡重合．①電場(chǎng)線是直線；②帶電粒子只受電場(chǎng)力作用，或受其他力，但方向沿電場(chǎng)線所在直線；③帶電粒子初速度為零或初速度方向沿電場(chǎng)線所在的直線．2．電場(chǎng)線的疏密和場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系的常見情況按照電場(chǎng)線的畫法的規(guī)定，場(chǎng)強(qiáng)大的地方電場(chǎng)線密，場(chǎng)強(qiáng)小的地方電場(chǎng)線疏．在圖(1)中EA>EB.但若只給一條直電場(chǎng)線，如圖(2)所示，則無法由疏密程度來確定A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大?。畬?duì)此情況可有多種推理判斷：①若是正點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，則EA>EB.②若是負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，則EA<EB.③若是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，則EA＝EB.注意：1電場(chǎng)中任何兩條電場(chǎng)線都不能相交，電場(chǎng)線也不閉合.2帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡由帶電粒子所受合外力與初速度共同決定.2．幾種常見電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布特點(diǎn)電場(chǎng)電場(chǎng)線圖樣簡(jiǎn)要描述正點(diǎn)電荷“光芒四射”，發(fā)散狀。以點(diǎn)電荷為球心的球面上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向不同負(fù)點(diǎn)電荷“眾矢之的”，會(huì)聚狀。以點(diǎn)電荷為球心的球面上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向不同等量同種點(diǎn)電荷“勢(shì)不兩立”，相斥狀等量異種點(diǎn)電荷“手牽手，心連心”，相吸狀帶電平行金屬板“等間距”，平行狀。帶電平行金屬板之間的電場(chǎng)線，除邊緣外均為平行等間距直線，電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相同例3、在如圖所示的四種電場(chǎng)中，a、b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同的是()變式3、實(shí)線為三條未知方向的電場(chǎng)線，從電場(chǎng)中的M點(diǎn)以相同的速度飛出a、b兩個(gè)帶電粒子，a、b的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的虛線所示(a、b只受電場(chǎng)力作用)，則()A．a(chǎn)一定帶正電，b一定帶負(fù)電B．電場(chǎng)力對(duì)a做正功，對(duì)b做負(fù)功C．a(chǎn)的速度將減小，b的速度將增大D．a(chǎn)的加速度將減小，b的加速度將增大例4、如圖為某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，a、b為該電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，則下列判斷中正確的是()A．a(chǎn)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定比b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大B．b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度可能比a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小C．負(fù)電荷在a點(diǎn)受到的靜電力方向向左D．正電荷在運(yùn)動(dòng)中通過b點(diǎn)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)方向一定沿ba方向變式4、(多選)如圖所示為某一點(diǎn)電荷所形成電場(chǎng)中的一簇電場(chǎng)線，a、b、c三條虛線為三個(gè)帶電粒子以相同的速度從O點(diǎn)射入電場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)軌跡，其中b虛線為一圓弧，AB的長(zhǎng)度等于BC的長(zhǎng)度，且三個(gè)粒子的電荷量大小相等，不計(jì)粒子重力，則以下說法正確的是()A．a(chǎn)一定是正粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，b和c一定是負(fù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡B．a(chǎn)粒子速度減小，b粒子速度大小不變，c粒子速度增大C．a(chǎn)虛線對(duì)應(yīng)的粒子的加速度越來越小，c虛線對(duì)應(yīng)的粒子的加速度越來越大，b虛線對(duì)應(yīng)的粒子的加速度大小不變D．b虛線對(duì)應(yīng)的粒子的質(zhì)量大于c虛線對(duì)應(yīng)的粒子的質(zhì)量知識(shí)點(diǎn)4、“對(duì)稱法”與“微元法”巧求電場(chǎng)強(qiáng)度1．對(duì)稱法求電場(chǎng)強(qiáng)度利用空間上對(duì)稱分布的電荷形成的電場(chǎng)具有對(duì)稱性的特點(diǎn)，使復(fù)雜電場(chǎng)的疊加計(jì)算問題大為簡(jiǎn)化。例如：如圖所示，均勻帶電的eq\f(3,4)圓環(huán)在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度，等效為弧BC產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度，弧BC產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度方向，又等效為弧的中點(diǎn)M在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度方向。2．微元法求電場(chǎng)強(qiáng)度將帶電體分成許多電荷元，每個(gè)電荷元看成點(diǎn)電荷，先根據(jù)庫(kù)侖定律求出每個(gè)電荷元的電場(chǎng)強(qiáng)度，再結(jié)合對(duì)稱性和電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理求出合電場(chǎng)強(qiáng)度。例5、如圖所示，一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷，在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、b、d三個(gè)點(diǎn)，a和b、b和c、c和d間的距離均為R，在a點(diǎn)處有一電荷量為q(q＞0)的固定點(diǎn)電荷。已知b點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，則d點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為(k為靜電力常量)()keq\f(3q,R2) keq\f(10q,9R2)keq\f(Q＋q,R2) keq\f(9Q＋q,9R2)變式5、如圖所示，均勻帶電圓環(huán)所帶電荷量為Q，半徑為R，圓心為O，P為垂直于圓環(huán)平面的對(duì)稱軸上的一點(diǎn)，OP＝L，靜電力常量為k，試求P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小。課后鞏固1．下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)表達(dá)式E＝eq\f(F,q)和E＝eq\f(kQ,r2)的敘述，錯(cuò)誤的是()A．E＝eq\f(F,q)是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電荷量B．E＝eq\f(F,q)是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場(chǎng)中電荷所受的電場(chǎng)力，q是放入電場(chǎng)中電荷的電荷量，它適用于任何電場(chǎng)C．E＝eq\f(kQ,r2)是點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式，Q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電荷量，它不適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)D．從點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算式分析庫(kù)侖定律的表達(dá)式F＝eq\f(kq1q2,r2)，eq\f(kq2,r2)是點(diǎn)電荷q2產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q1處的場(chǎng)強(qiáng)大小，而eq\f(kq1,r2)是點(diǎn)電荷q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在q2處場(chǎng)強(qiáng)的大小2.A、B是一條電場(chǎng)線上的兩個(gè)點(diǎn)，一帶負(fù)電的微粒僅在靜電力作用下，以一定的初速度從A點(diǎn)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其v－t圖像如圖所示．則此電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布可能是()3.如圖所示，平面直角坐標(biāo)系中，A、B分別是x軸、y軸上的兩點(diǎn)，OA：OB＝3：4，在A、B兩點(diǎn)分別放點(diǎn)電荷q1、q2，在坐標(biāo)原點(diǎn)O處產(chǎn)生的合電場(chǎng)強(qiáng)度方向與AB平行，則q1、q2分別在坐標(biāo)原點(diǎn)O處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小之比EA：EB等于()A．9：1 B．4：3C．3：4 D．16：94.在一個(gè)圓的直徑上有一對(duì)等量異種電荷，它們?cè)趫A心O處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小是E1；如果把負(fù)電荷從b處移到c，已知Oc與Oa的夾角為60°，此時(shí)O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小變?yōu)镋2，則E1與E2之比為()A．1：2 B．2：1C．2：eq\r(3) D．4：eq\r(3)5.圖中實(shí)線所示為某電場(chǎng)的電場(chǎng)線，虛線為某試探電荷在僅受電場(chǎng)力的情況下從a點(diǎn)到b點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，則下列說法正確的是()A．b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小B．該試探電荷帶負(fù)電C．該試探電荷從a點(diǎn)到b點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力一直做負(fù)功D．該試探電荷從a點(diǎn)到b點(diǎn)的過程中速度先增加后減少6．(多選)如圖所示，一帶電荷量為－Q(Q>0)的點(diǎn)電荷固定在一電場(chǎng)線水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，在以點(diǎn)電荷為圓心、半徑為r的圓周上有a、b、c、d四點(diǎn)，將檢驗(yàn)電荷q放在a點(diǎn)，它受到的電場(chǎng)力正好為零，則()A．勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為keq\f(Q,r2)，方向向右B．b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為2keq\f(Q,r2)，方向向左C．c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為eq\r(2)keq\f(Q,r2)，方向斜向左下方D．d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為eq\r(2)keq\f(Q,r2)，方向斜向右下方7.一正電荷從電場(chǎng)中A點(diǎn)由靜止釋放，只受電場(chǎng)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)間圖像如圖所示，則A、B所在區(qū)域的電場(chǎng)線分布情況可能是下列選項(xiàng)中的()8．如圖所示，以O(shè)為圓心的圓周上有六個(gè)等分點(diǎn)A、B、C、D、H、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，使O處的電場(chǎng)強(qiáng)度改變，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OHB．移至B處，O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小減半，方向沿ODC．移至H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OH9．(2022·山東卷)半徑為R的絕緣細(xì)圓環(huán)固定在圖示位置，圓心位于O點(diǎn)，環(huán)上均勻分布著電量為Q的正電荷。點(diǎn)A、B、C將圓環(huán)三等分，取走A、B處兩段弧長(zhǎng)均為ΔL的小圓弧上的電荷。將一點(diǎn)電荷q置于OC延長(zhǎng)線上距O點(diǎn)為2R的D點(diǎn)，O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度剛好為零。圓環(huán)上剩余電荷分布不變，q為()A．正電荷，q＝eq\f(QΔL,πR)B．正電荷，q＝eq\f(\r(3)QΔL,πR)C．負(fù)電荷，q＝eq\f(2QΔL,πR)D．負(fù)電荷，q＝eq\f(2\r(3)QΔL,πR)10.如圖所示，在帶電荷量為－q的點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，放著一塊帶有一定電荷量、電荷均勻分布的絕緣矩形薄板，MN為其對(duì)稱軸，O點(diǎn)為幾何中心。點(diǎn)電荷與a、O、b之間的距離分別為d、2d、3d。已知圖中a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，靜電力常量為k，則帶電薄板在圖中b點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為()A.eq\f(kq,d2)，水平向右 B．eq\f(kq,d2)，水平向左C.eq\f(10kq,9d2)，水平向右 D．eq\f(kq,9d2)，水平向右11．(多選)甲、乙、丙、丁四圖中的各eq\f(1,4)圓環(huán)大小相同，所帶電荷量已在圖中標(biāo)出，且電荷均勻分布，各eq\f(1,4)圓環(huán)間彼此絕緣。下列關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)O處電場(chǎng)強(qiáng)度的說法中正確的是()A．圖甲與圖丙電場(chǎng)強(qiáng)度相同B．圖乙與圖丁電場(chǎng)強(qiáng)度相同C．四圖中O處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小關(guān)系為E乙>E丙＝E甲>E丁D．乙、丙兩圖中O處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小關(guān)系為E乙＝eq\r(2)E丙12.如圖所示，粗細(xì)均勻的絕緣棒組成一直徑為D的圓形線框，線框上均勻地分布著正電荷，O是線框的圓心，現(xiàn)在線框上E處取下足夠短的帶電荷量為q的一小段，將其沿OE連線向上移動(dòng)eq\f(D,2)的距離到F點(diǎn)處，若線框的其他部分的帶電荷量與電荷分布保持不變，則此時(shí)O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為(靜電力常量為k)()A.eq\f(3kq,2D2)B．eq\f(3kq,D2)C.eq\f(5kq,2D2)D．eq\f(5kq,D2)本節(jié)課反饋（學(xué)生填寫建議并反饋本節(jié)課掌握情況）：

參考答案課前預(yù)習(xí)電荷電場(chǎng)客觀很小激發(fā)電場(chǎng)靜電力電荷量eq\f(F,q)牛每庫(kù)N/C正電荷相反eq\f(kQ,r2)向外矢量和切線正電荷負(fù)電荷不相交疏密密相等相同相等課堂講解例1、答案(1)3.6×103N/C水平向左(2)3.6×103N/C1.44×10－4N水平向右(3)3.6×103N/C水平向左解析(1)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E＝eq\f(F,q)可得：E1＝eq\f(7.2×10－5,2×10－8)N/C＝3.6×103N/C，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷在該處受力的方向一致，所以其方向水平向左．(2)A點(diǎn)的電場(chǎng)是由點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的，因此此電場(chǎng)的分布由點(diǎn)電荷Q來決定，只要Q不發(fā)生變化，A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度就不發(fā)生變化，與有無試探電荷以及試探電荷的電性無關(guān)，所以E2＝E1＝3.6×103N/C.由E2＝eq\f(F′,q′)得：F′＝E2q′＝3.6×103×4×10－8N＝1.44×10－4N，方向水平向右．(3)若移走試探電荷，點(diǎn)電荷Q在A點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，即E3＝E1＝3.6×103N/C，方向水平向左．變式1、答案(1)200N/C方向與F1方向相反(2)8.0×10－5N200N/C(3)200N/C解析(1)由電場(chǎng)強(qiáng)度公式可得EB＝eq\f(F1,|q1|)＝eq\f(4.0×10－6,2.0×10－8)N/C＝200N/C，因?yàn)锽處放置的電荷是負(fù)電荷，所以B處電場(chǎng)強(qiáng)度方向與靜電力F1方向相反。(2)q2在B點(diǎn)所受靜電力大小F2＝q2EB＝4.0×10－7×200N＝8.0×10－5N，方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，也就是與靜電力F1方向相反。此時(shí)B處電場(chǎng)強(qiáng)度大小仍為200N/C，方向與F1方向相反。(3)某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小與有無試探電荷無關(guān)，故將B處的電荷拿走，B處電場(chǎng)強(qiáng)度大小仍為200N/C，方向與F1方向相反。例2、答案(1)eq\f(8kQ,r2)(2)eq\f(kQ,r2)，方向與A、B連線平行，由A指向B解析(1)如圖甲所示，A、B兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，都由A指向B，A、B兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度EA＝EB＝eq\f(kQ,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(r,2)))2)＝eq\f(4kQ,r2)，故O點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度為EO＝2EA＝eq\f(8kQ,r2)，方向由A指向B。(2)如圖乙所示，EA′＝EB′＝eq\f(kQ,r2)，由矢量圖所構(gòu)成的等邊三角形可知，O′點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度EO′＝EA′＝EB′＝eq\f(kQ,r2)，方向與A、B連線的中垂線垂直，即EO′與EO同向。變式2、答案B解析：根據(jù)對(duì)稱性可知，在正六邊形對(duì)角處的兩對(duì)負(fù)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向相反，相互抵消，只有最下面的負(fù)電荷和最上面的正電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)疊加即為O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，所以根據(jù)電場(chǎng)的疊加原理可知O處的場(chǎng)強(qiáng)大小為E＝E＋＋E－＝eq\f(kq,R2)＋eq\f(kq,R2)＝2eq\f(kq,R2)，故選B.答案C解析電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，既有大小，也有方向，從題圖A、D中可以看出，a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向不一致，A、D錯(cuò)誤。在點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，有E＝keq\f(Q,r2)，由題圖B可知，a點(diǎn)離點(diǎn)電荷較近，所以a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，B錯(cuò)誤。在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度處處相同，C正確。變式3、答案D解析由于電場(chǎng)線方向未知，故無法確定a、b的電性，A錯(cuò)；電場(chǎng)力對(duì)a、b均做正功，兩帶電粒子動(dòng)能均增大，則速度均增大，B、C均錯(cuò)；a向電場(chǎng)線稀疏處運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)強(qiáng)度減小，電場(chǎng)力減小，故加速度減小，b向電場(chǎng)線密集處運(yùn)動(dòng)，故加速度增大，D正確．答案B解析該電場(chǎng)線可能為勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線，也可能為一點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)的電場(chǎng)線，所以無法判斷a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小，A錯(cuò)誤，B正確。正電荷所受靜電力方向與該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，負(fù)電荷所受靜電力方向與該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反，C錯(cuò)誤。正電荷受靜電力方向沿ba方向，但因正電荷初速度方向未知，故其運(yùn)動(dòng)方向不一定沿ba方向，D錯(cuò)誤。變式4、答案CD解析：由于電場(chǎng)線沒有明確方向，因此無法確定三個(gè)帶電粒子的電性，A錯(cuò)誤；a、c兩個(gè)粒子速度和力的夾角小于90度，故速度增加，b粒子速度與力垂直，速度大小不變，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)電場(chǎng)線的疏密程度可知，a虛線對(duì)應(yīng)的粒子的加速度越來越小，c虛線對(duì)應(yīng)的粒子的加速度越來越大，b虛線對(duì)應(yīng)的粒子的加速度大小不變，故C選項(xiàng)正確；由于b虛線對(duì)應(yīng)的帶電粒子所做的運(yùn)動(dòng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，而c虛線對(duì)應(yīng)的粒子在不斷地向場(chǎng)源電荷運(yùn)動(dòng)，b虛線對(duì)應(yīng)的帶電粒子滿足關(guān)系式Eq＝m1eq\f(v2,r)，而c虛線對(duì)應(yīng)的帶電粒子滿足關(guān)系式Eq>m2eq\f(v2,r)，即m1>m2，故D選項(xiàng)正確.答案B解析由b點(diǎn)處的合電場(chǎng)強(qiáng)度為零可得圓盤在b點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度與a點(diǎn)處點(diǎn)電荷在b點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，所以圓盤在b點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小Eb＝keq\f(q,R2)，再根據(jù)圓盤產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的對(duì)稱性和電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理即可得出d點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度Ed＝Eb＋keq\f(q,3R2)＝keq\f(10q,9R2)，B正確。變式5、答案eq\f(kQL,\r(L2＋R23))解析設(shè)想將圓環(huán)看成由n個(gè)小段組成，當(dāng)n相當(dāng)大時(shí)，每一小段都可以看成點(diǎn)電荷，其所帶電荷量Q′＝eq\f(Q,n)，由點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式可求得每一小段帶電體在P處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E＝eq\f(kQ,nr2)＝eq\f(kQ,nR2＋L2)。由對(duì)稱性知，各小段帶電體在P處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E的垂直于中心軸的分量Ey相互抵消，而其軸向分量Ex之和即為帶電圓環(huán)在P處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度EP，EP＝nEx＝nkeq\f(Q,nR2＋L2)cosθ＝eq\f(kQL,\r(L2＋R23))eq\o(。,\s\do4())課后鞏固答案A答案A答案C答案B解析：依題意得，每個(gè)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為eq\f(E1,2)，當(dāng)b點(diǎn)處的負(fù)電荷移至c點(diǎn)時(shí)，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)如圖所示：由幾何關(guān)系可知，合場(chǎng)強(qiáng)大小為E2＝eq\f(E1,2)，所以E1：E2＝2：1，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．答案B解析：由題圖可知，b處電場(chǎng)線較密，則b處電場(chǎng)強(qiáng)度較大，故A錯(cuò)誤；合力大致指向軌跡凹的一側(cè)，可知電場(chǎng)力方向向上，與電場(chǎng)線的方向相反，所以該試探電荷帶負(fù)電，故B正確；從a運(yùn)動(dòng)到b，力和速度方向夾角為銳角，電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能增大，速度增大，故C、D錯(cuò)誤．答案BC解析：由檢驗(yàn)電荷在a點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為零可知a點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零，由點(diǎn)電荷帶負(fù)電和電場(chǎng)疊加原理可知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向向左，由點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式可知點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為keq\f(Q,r2)，則勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為keq\f(Q,r2)，故A錯(cuò)誤；由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為keq\f(Q,r2)，方向向左，可知b點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)大小為2keq\f(Q,r2)，方向向左，故B正確；c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)和點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng)的合場(chǎng)強(qiáng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為keq\f(Q,r2)，方向向左，點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為keq\f(Q,r2)，方向向下，則合場(chǎng)強(qiáng)大小為eq\r(2)keq\f(Q,r2)，方向斜向左下方，同理可知d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為eq\r(2)keq\f(Q,r2)，方向斜向左上方，故C正確，D錯(cuò)誤．答案D解析：由題中v－t圖像可知，正電荷做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng)，因此該正電荷所受電場(chǎng)力越來越大，電場(chǎng)強(qiáng)度越來越大．電場(chǎng)線密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度大，且正電荷的受力方向與電場(chǎng)方向相同，故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確．答案C解析：根據(jù)題意可知A處電荷和D處電荷在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小均為eq\f(E,2)，當(dāng)A處點(diǎn)電荷移至C處時(shí)，兩點(diǎn)電荷在O處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向夾角為120°，則