人教版高中物理选修3-1：《电场强度》导学案(含答案)
人教版高中物理选修3-1：《电场强度》学案(含答案)
第三节电场强度课前预习学案【预习目标】1．通过实验认识电场。
2．会用电场强度描述电场。
3．会用电场线描述电场，知道几种常见电场线的分布情况【预习内容】电场的两种描述及电场的性质【提出疑惑】【问题1】物质存在有两种形式：一种是实物，另一种是场。
场看不见、摸不着，但却客观存在。
你知道自然界存在哪些场吗？【问题2】电场的基本性质是什么？怎样简单、快捷地判断空间中是否存在电场？【问题3】试探电荷q在某点受到的静电力大小为F，则该点的电场强度E= 。
电场强度简称，在国际单位制中，其单位为，符号为。
物理学中，规定电场中某点的电场强度的方向。
【问题4】无形的电场可以用有形的电场线来描述。
试分别画出单个正点电荷、单个负点电荷的电场线分布图。
图1.2-1 图1.2-2【问题5】什么是匀强电场？匀强电场的电场线有哪些特点？课内探究学案【学习目标】1．粗略了解物理学史上对电荷间相互作用力的认识过程。
2．知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是客观存在的一种特殊的形态。
3． 理解电场强度的概念及其定义，会根据电场强度的定义进行有关的计算。
知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的。
4．能根据库仑定律和电场强度的定义推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算。
5．知道场强的叠加原理，并能应用这一原理进行简单的计算。
【学习过程】（合作探究）【问题1】要研究电场，必须在电场中放入电荷。
无论放置什么样的带电体都可以吗？【问题2】小组讨论：甲同学说：“由电场强度的定义q F E 可知，E 跟F 成正比，E 跟q 成反比。
”乙同学说：“电场强度E 跟q 、F 无关。
”请说出你们小组的观点。
如果以检验电荷q 的带电量值为横轴，它在电场中A 点受到的静电力F 为纵轴画出直角坐标系，你认为F 与q 的关系图线应是什么样的曲线？【问题3】电场强度是如何描述电场的强弱和方向的？【问题4】电场线的定义是什么？电场中真的存在蜘蛛一样的线吗？【问题5】观察演示实验：模拟电场线分布情况（盛在容器中的蓖麻油、头发屑、电源电极）【问题6】怎样用电场线直观形象地描述电场？你能概括一下电场线的特点吗？【问题7】小组讨论：两条电场线在空间中能相交吗？说出你们组的理由。
人教版高中物理选修3-1静电场极其相关问题导学案(1)(教师版)
人教版高中物理选修3-1 静电场极其相关问题导学案⑴电场的力的性质相应的物理量——电场强度F E q=1．电荷间的相互作用通过电场来传递，电场由电荷产生，存在于电荷周围的空间；电场对进入其领地范围的“入侵者”——检验电荷会产生电场力作用，且同一检验电荷在电场中的不同点所受电场力一般不同，反映这一电场力的性质的是场强E 。
2．电场的结构分布由场源电荷的类型决定，与检验电荷无关，与电场内是否有检验电荷无关。
即场强由电场本身结构决定，是电场的一种属性。
3．假想的电场线是有向曲线段，开始于正电荷，终止于负电荷；电场线的切向代表电场中该点的电场方向，电场线在某一区域的疏密表示该区域电场的强弱。
【典型例题】例1．在静电场中a 、b 、c 、d四点分别放一检验电荷，其电量可变，但很小，结果测出检验电荷所受电A ．a 、b 、c 、dB ．四点场强关系是c E ＞a E ＞b E ＞dECD【解析】 根据F Eq =知，在F q -图象中，E 为斜率，由此可得c E ＞a E ＞b E ＞d E ，选项B正【答案】 B例2．如图1所示，一根长为2 m 的绝缘细管AB 被置于匀强电场E 中，其A 、B 两端正好处于电场的左右边界上，倾角α=37°,电场强度E =103 V/m ，方向竖直向下，管内有一个带负电的小球，重G =10-3 N,电荷量q =2×10-6 C ，从A 点由静止开始运动，已知小球与管壁的动摩擦因数为0．5，则小球从B 点射出时的速度是（取g =10 m/s 2；sin37°=0.6，cos37°=0.8） ( C )B 图1A ．2 m/sB ．3 m/sC ．D ．23m/s【解析】：根据题意可知，小球在运动中的受力如图所示，建立直角坐标系后，应有：sin 37sin 37GF eEG N ma a gμ=︒-︒-==合， 又因为cos37cos37N eE G =︒-︒，代入数据，得：22/a m s =由于小球做匀加速运动，则：【答案】：22v as =，/v s =，所以选C 。
人教版物理选修3-1导学案：电场强度导学案
《电场强度》导学案（一）知识与技能1、知道电荷相互作用是通过电场发生的；2、理解电场强度和电场线的概念。
3、用电场强度概念求点电荷产生电场的电场强度；4、知道几种典型电场的电场线分布。
5、以电场线描述电场为例，渗透用场线描述矢量场的方法。
（二）过程与方法通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。
（三）情感态度与价值观培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法二、学习重点难点重点：电场强度的概念及其定义式难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算三、学习过程1、提问：电荷之间有相互作用，我们把这个作用的电力叫库仑力或静电力。
电荷之间的作用力是怎样发生的呢？今天我们就来研究这个问题。
2、电场：.(1)任何带电体周围产生的一种特殊物质。
（2）基本性质：电场能对处在其中的电荷有力的作用，提示学生：电场分布强弱不同。
进一步研究电场分布。
引入形成电场的场源电荷Q ，又引入一个试探电荷q ，q 必须很小，可看成点电荷。
而且q 电量也少，不影响源电荷Q 的电场。
结果：同一位置不同电荷受力却不等。
显然不能用试探电荷受的力的大小表示电场。
是什么使其受力不等呢？显然，不是电场本身变化了，而是不影响电场的试探电荷。
比值q F 在电场中同一点是不变的。
比值qF 反映了什么呢？是电场的强弱分布。
3．电场强度定义：（1）试探电荷：（2）定义：物理学中把放入电场中某一点的检验电荷受到的电场力与它的电量的比值叫做这一点的电场强度。
简称场强。
①定义式：q F E （适用于任何电场） ②比值定义法：ρ=m/v v =s/t提示分析ρ与m ， v 的关系，总结出:电场中某一点的场强与场源电荷的带电量有关， 与场中的位置有关，而与检验电荷无关。
③物理意义：描述某点电场的强弱和方向，④单位： 牛/库（N/C ）⑤矢量性：我们规定电场中某点的场强方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同，那么负电荷所受电场力的方向与电场强度方向相反。
高中物理4电场强度(1)导学案新人教版选修3-1
例 2 在 X 轴上有两个点电荷，一个带正电 Q1，一个带负电 Q2。且 Q1=2Q2。用 E1 和
E2 分别表示两个电荷所产生的场强的大小，则在
X 轴上：
A． E1=E2 之点只有一处；该点合场强为 0
B． E1=E2 之点共有两处；一处合场强为 0，另一处合场强为 2E2
C． E1=E2 之点共有三处；其中两处合场强为 0，另一处合场强为 2E2
θ
r
mq
的垂直平分线在距离板 r 处放一质量为 m、电量为 q 的小球， 小球受水平向右的电场力作用而偏转 θ 角后静止。设小球是
图 1-3-1
用绝缘丝线悬挂于 O点，求小球所在处的电场强度。
解析 分析小球的受力如图 1-3-2 所示，由平衡条件得
F 电＝ mgtanθ 由电场强度的定义式得：小球所在处的电场强度
受电场力为 F，则 p 点的电场强度为（
）
2
2
A． F/Q B ． F/q C ．kq/r D ． kQ/r
解析 依电场强度定义式知： B 正确；依点电荷场强计算式知： D 正确． 拓展 E=F/q 是电场强度的定义式， 适用于一切电场， 其中 q 是试探电荷的电量； E=kQ/r 2
适用于真空中的点电荷的电场， 其中 Q是产生电场的电荷的电量。 要特别注意以上两式的内 在联系。 请再看一题： 将带电量 q=10-8 C 的检验电荷放入正点电荷 Q产生的电场中的 P 处时， 它受到的电场力为 4× 10－5N，那么一个电子在 P 和 Q连线中点 M处受到多大的电场力 ?
4N/C ,Ec
1N/C ，那么这三点
A.a 、b、 c
B.b 、 c、 a
C.c 、 a、 b
2．为研究电场而放进电场的电荷称为
人教版高中物理选修3-1学案：第一章 第3节 电场强度含答案
第3节电场强度1.英国物理学家法拉第提出电场是电荷周围存在的一种特殊物质，它对放入其中的电荷有力的作用。
2．电场强度是矢量，定义式为E＝Fq。
电场中某点的电场强度的方向规定为正电荷在该点所受的静电力的方向。
3．电场线是为了形象描述电场而引入的假想线，是由法拉第首先提出的。
其疏密程度表示电场的强弱，其每点的切线方向表示该点的电场强度方向。
4．匀强电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，其电场线是间隔相等的平行直线。
一、电场电场强度1．电场在电荷的周围存在着由它产生的电场，它能够传递电荷间的相互作用，其中静止电荷产生的电场叫静电场。
(1)电场和磁场统称为电磁场，电磁场是一种客观存在的特殊物质，也有能量、动量。
(2)电荷之间的库仑力是通过电场发生的。
(3)电场的基本性质就是对放入其中的电荷有力的作用。
2．试探电荷与场源电荷(1)试探电荷：如图所示，带电小球q是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的，称为试探电荷，或检验电荷。
(2)场源电荷：被检验的电场是电荷Q所激发的，电荷Q称为场源电荷，或源电荷。
3．电场强度(1)定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度。
(2)定义式：E＝Fq。
(3)单位：牛/库(N/C)，伏/米(V/m)。
1 N/C＝1 V/m。
(4)方向：电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同。
(5)物理意义：电场强度是描述电场的力的性质的物理量，与试探电荷受到的静电力大小无关。
二、点电荷的电场电场强度的叠加1．点电荷的电场如图所示，场源电荷Q与试探电荷q相距为r，则它们的库仑力F＝k Qqr2＝qkQr2，所以电荷q处的电场强度E＝Fq＝kQr2。
(1)公式：E＝kQr2。
(2)方向：若Q为正电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线背离Q；若Q为负电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线指向Q。
2．电场强度的叠加(1)电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
高中物理1.3电场强度导学案新人教版选修3_1
课题：电场强度 【学习目标】1.学生 理解电场的客观存在及其基本性质。
2. 学生知道电场强度的定义，场强的矢量性。
3．学生能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式，并能应用。
4．学生知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算．5．学生知道电场线的特点，几种常见电场的电场线分布情况。
6．学生知道匀强电场的特点和电场线分布情况。
【学习重点】电场强度的概念及其定义式、电场的叠加原理，知道电场线的特点，掌握几种典型场的电场线分布情况【学习难点】电场强度【学法建议】 阅读、讨论、合作探究【知识衔接】自主学习一、电场1．电场存在于哪里？有什么基本性质？二、电场强度1.对试探电荷有什么要求？2．同一试探电荷，放在电场中的不同位置受力不同，表明不同位置电场的强弱不同．如何准确描述这种性质？3.从数学角度上看，F q的大小表示什么？4.根据公式E ＝F q可以得出E 与F 成正比、与q 成反比的结论吗？ 合作探究三、点电荷的电场真空中孤立点电荷形成的电场中，某点的场强大小由哪些因素决定？表达式是什么？四．电场强度的叠加空间同时存在几个电场时，如何求某点的场强？五、电场线1、什么是电场线？2、如何用电场线形象描述电场？3、电场线有哪些特点？4、请画出下列电荷电场线的分布。
并说出有何特点？（1）正点电荷 （2）负点电荷 （3）等量同种电荷 （4）等量异种电荷5、什么是匀强电场？匀强电场电场线分布特点【练习反馈】1、电场强度的定义式E ＝F/q ，下列说法正确的是：（ ）A 、该定义式只适用于点电荷形成的电场B 、F 是试探电荷所受到的力，q 是产生电场电荷的电荷量C 、电场强度的方向与F 的方向相同D 、由该定义式可知，场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比2、下列关于点电荷的场强公式2r kQ E 的说法中，正确的是：（ ） A 、 在点电荷Q 的电场中，某点的场强大小与Q 成正比，与r 2成反比B 、 Q 是产生电场的电荷，r 是场强为E 的点到Q 的距离C 、 点电荷Q 产生的电场中，各点的场强方向一定都指向点电荷QD 、点电荷Q 产生的电场中，各点的场强方向一定都背向点电荷Q3. 图所示的各电场中，A 、B 两点场强相同的是( )【归纳总结】【达标检测】1．下列说法中正确的是（ ）A 、只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B 、电场是一种物质，它与其它物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西C 、电荷间相互作用是通过电场而产生，电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用D 、电场是人为设想出来的，其实并不存在2．A 为已知电场中的一固定点，在A 点放一电荷量为q 的电荷，所受电场力为F ，A 点的场强为E ，则( )A ．若在A 点换上－q ，A 点场强方向发生变化B ．若在A 点换上电荷量为2q 的电荷，A 点的场强将变为2EC ．若在A 点移去电荷q ，A 点的场强变为零D．A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关3．如图为点电荷Q产生的电场的三条电场线，下面说法正确的是 ( )．A．Q为负电荷时，EA > EBB．Q为负电荷时，EA< EBC．Q为正电荷时，EA > EBD．Q为正电荷时，EA< EB【例题1】1.真空中有一个点电荷＋Q1，在距其r处的P点放一电荷量为＋Q2的试探电荷，试探电荷受到的电场力为F，则下列答案中正确的是：（）A、P点的场强大小为 F/Q1B、B. P点的场强大小等于F/Q2也等于KQ2/r2C.试探电荷的电荷量变为2Q2时，Q2受到的电场力将变为2F，而P处的场强为F/Q2D.若在P点不放试探电荷，则无法确定该点的场强方向【变式1】将一电荷量为2×10-5的试探电荷放在点电荷Q的电场中的P点处，所受的电场力的大小为2×10-2N，则P点的电场强度的大小为 N/C，如果P点距点电荷Q为10cm，则Q的电荷量为 C。
2017秋高中物理选修3-1导学案：1-3电场强度 含答案 精
3 电场强度[学习目标] 1.掌握电场强度的概念及公式，并会进行有关的计算.2.理解点电荷的电场强度及场强叠加原理.3.会用电场线表示电场，并熟记几种常见电场的电场线分布特征.一、电场与电场强度[导学探究] (1)电场的基本性质是什么？如何去探究电场的这种性质？(2)在空间中有一电场，把一带电荷量为q 的试探电荷放在电场中的A 点，该电荷受到的静电力为F .若把带电荷量为2q 的点电荷放在A 点，则它受到的静电力为多少？若把带电荷量为nq 的点电荷放在该点，它受到的静电力为多少？电荷受到的静电力F 与电荷量q 有何关系？答案 (1)电场对放入其中的电荷有力的作用.可在电场中放一试探电荷，通过分析试探电荷的受力研究电场性质.(2)2F .nF .F 与q 成正比，即F 与q 的比值为定值. [知识梳理] 1.电场及其性质电荷的周围存在着由它产生的电场，电荷之间的作用是通过电场发生的.电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用. 2.场源电荷和试探电荷场源电荷是激发或产生我们正在研究的电场的电荷.试探电荷是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷. 3.电场强度(1)定义及公式：试探电荷在电场中某个位置所受的力与它的电荷量的比值叫电场强度.公式E ＝Fq，单位牛每库，符号为N/C. (2)物理意义：表示电场的强弱和方向.(3)方向：与正电荷在该点正电荷所受的静电力的方向相同，与负电荷在该点所受的静电力方向相反.[即学即用] 判断下列说法的正误.(1)根据电场强度的定义式E ＝F q，可知E 与F 成正比，与q 成反比.(×) (2)在电场中某点放入的试探电荷电量减半，则该点的电场强度也减半.(×)(3)电场中某点的电场强度与正电荷受力方向相同，当该点放置负电荷时，电荷受力方向反向，则该点电场强度方向也反向.(×)(4)P 点的电场强度越大，则同一电荷在P 点所受电场力越大.(√) 二、点电荷的电场[导学探究] (1)如图1所示，在正点电荷Q 的电场中有一试探电荷q ，已知q 到Q 的距离为r ，Q 对q 的作用力是多大？Q 在q 所在位置产生的电场的电场强度是多大？方向如何？图1(2)如果再有一正点电荷Q ′＝Q ，放在如图2所示的位置，q 所在位置的电场的电场强度多大？图2答案 (1)根据库仑定律有F ＝k Qqr 2，所以Q 在q 所在位置产生的电场的电场强度为E ＝F q ＝k Q r2，方向沿Qq 的连线由Q 指向q .(2)如图所示，Q 、Q ′分别对q 有力的作用，q 所受的静电力为两个力的合力F ＝F 21＋F 22＝2k Qq r2.所以q 所在位置的电场的电场强度为E ＝F q ＝2k Q r2. [知识梳理]1.真空中点电荷的电场(1)场强公式：E ＝k Qr2，其中k 是静电力常量，Q 是场源电荷的电荷量.(2)方向：当Q 为正电荷时，E 的方向沿半径向外；当Q 为负电荷时，E 的方向沿半径向内. 2.电场强度的叠加场强是矢量，如果场源是多个点电荷时，电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和.[即学即用] 判断下列说法的正误.(1)以点电荷为球心的球面上各点电场强度处处相同.(×) (2)由E ＝kQ r 2知，E 与Q 成正比，而与r 2成反比.(√)(3)由E ＝kQ r2知，在以Q 为球心、r 为半径的球面上，各处场强大小相等，但方向不同.(√) (4)若空间有两个点电荷，则该空间某点的场强等于这两个点电荷产生电场的代数和.(×) 三、电场线与匀强电场[导学探究] (1)为了形象的描述电场，法拉第引入了电场线的概念.电场线是真实存在的吗？(2)电场线是如何表示电场方向和强弱的？(3)试画出点电荷、等量异种电荷、等量同种电荷及匀强电场周围的电场线. 答案 (1)电场线实际上不存在.(2)在电场中，某点电场线的切线方向表示该点电场强度的方向；电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场强度较大的地方电场线较密，反之较疏. (3)答案见知识梳理“几种特殊的电场线分布” [知识梳理] 1.电场线(1)电场线：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向，电场线不是实际存在的线，而是为了形象描述电场而假想的线. (2)几种特殊的电场线分布，如图3所示.图3(3)电场线的特点①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷.②电场线在电场中不相交.③在同一电场中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏.2.匀强电场(1)定义：如果电场中各点电场强度大小相等、方向相同，这个电场就叫做匀强电场.(2)特点：①电场方向处处相同，电场线是平行直线.②场强大小处处相等，电场线间隔相等.[即学即用] 判断下列说法的正误.(1)电场线是电场中实际存在的线.(×)(2)电场中的任意两条电场线都不可能相交.(√)(3)电场线的方向与带电粒子的受力方向一定相同.(×)(4)顺着电场线的方向，电场强度一定越来越小.(×)(5)电场线与电荷的运动轨迹一定重合.(×)一、对电场强度的理解电场强度的两个性质(1)唯一性：电场中某点的电场强度E是唯一的，是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)决定的，与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关.电场中不同的地方，电场强度一般是不同的.(2)矢量性：电场强度描述了电场的方向，是矢量，其方向与在该点的正电荷所受电场力的方向相同，与在该点的负电荷所受电场力的方向相反.例1 真空中O点放一个点电荷Q＝＋1.0×10－9C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30cm，M点放一个点电荷q＝－1.0×10－10C，如图4所示.求：图4(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)M 、N 两点的场强哪点大？答案 (1)1.0×10－8N ，方向沿MO 指向Q (2)100N/C ，方向沿OM 连线背离Q (3)100N/C ，方向沿OM 连线背离Q (4)M 点场强大解析 (1)根据库仑定律，得F M ＝k Qq r 2＝9.0×109×1.0×10－9×1.0×10－100.32N ＝1.0×10－8N.因为Q 为正电，q 为负电，库仑力是吸引力，所以力的方向沿MO 指向Q .(2)M 点的场强E M ＝F M q ＝1.0×10－81.0×10－10N/C ＝100 N/C ，其方向沿OM 连线背离Q ，因为它的方向跟正电荷所受电场力的方向相同.(3)场强是反映电场的力的性质的物理量，它是由形成电场的电荷Q 及场中位置决定的，与试探电荷q 是否存在无关.故M 点的场强仍为100N/C ，方向沿OM 连线背离Q . (4)由E ∝1r2得M 点场强大.针对训练1 (多选)在电场中某点放入正点电荷q ，它受到的电场力F 方向向右.当放入负点电荷q 时，它受到的电场力F 方向向左.下列说法正确的是( )A.该点放入正电荷时，电场强度方向向右；放入负电荷时，电场强度方向向左B.该点电场强度大小为E ＝FqC.该点放入2q 的正点电荷时，电场强度变为原来的2倍D.该点电场强度的方向向右 答案 BD解析 放入正电荷和负电荷时，该点的场强均向右，故A 错误，D 正确；根据电场强度的定义可知B 正确.该点放入2q 的正点电荷时，电场力变为原来的2倍，电场强度不变，故C 错误.二、点电荷的电场 电场强度的叠加 1.E ＝F q 与E ＝k Q r2的比较：2.电场强度是矢量，合成时遵循矢量运算法则(平行四边形定则或三角形定则)，常用的方法有图解法、解析法、正交分解法等；对于同一直线上电场强度的合成，可先规定正方向，进而把矢量运算转化成代数运算.例2 如图5所示，真空中，带电荷量分别为＋Q 和－Q 的点电荷A 、B 相距r ，求：图5(1)两点电荷连线的中点O 的场强的大小和方向.(2)在两点电荷连线的中垂线上，距A 、B 两点都为r 的O ′点的场强大小和方向 答案 (1)8kQr2，方向由A →B(2)kQ r2，方向由A →B解析 分别求＋Q 和－Q 在某点的场强大小和方向，然后根据电场强度的叠加原理，求出该点的合场强.(1)如图甲所示，A 、B 两点电荷在O 点产生的场强方向相同，均由A →B .A 、B 两点电荷在O 点产生的电场强度大小E A ＝E B ＝kQ (r 2)2＝4kQ r 2. O 点的场强为：E O ＝E A ＋E B ＝8kQr2，方向由A →B .(2)如图乙所示，E A ′＝E B ′＝kQr 2，由矢量图所形成的等边三角形可知，O ′点的场强E O ′＝E A ′＝E B ′＝kQr2，方向由A →B .针对训练2 如图6所示，在等边三角形ABC 的三个顶点上，固定三个正点电荷，电荷量的大小q ′＜q ，则三角形ABC 的几何中心处电场强度的方向( )图6A.平行于AC 边B.平行于AB 边C.垂直于AB 边指向CD.垂直于AB 边指向AB 答案 C解析 如图所示，A 、B 点电荷在几何中心O 点产生的场强分别为kq OA 2、kq OB 2.又OA ＝OB ＝OC所以A 、B 电荷在O 点的合场强为kqOA 2，方向由O 指向C . C 点电荷在O 点产生的场强为kq ′OC2，方向由C 指向O .所以A 、B 、C 三点电荷在O 点的合场强大小为kq OA 2－kq ′OC 2，因为q ′＜q ，所以方向由O 指向C ，故选C. 三、电场线的理解和应用例3 某电场的电场线分布如图7所示，下列说法正确的是( )图7A.c点的电场强度大于b点的电场强度B.若将一试探电荷＋q由a点静止释放，它将沿电场线运动到b点C.b点的电场强度大于d点的电场强度D.a点和b点的电场强度的方向相同答案 C解析电场线的疏密表征了电场强度的大小，由题图可知E a＜E b，E d＞E c，E b＞E d，E a＞E c，故选项C正确，选项A错误；由于电场线是曲线，由a点静止释放的正电荷不可能沿电场线运动，故选项B错误；电场线的切线方向为该点电场强度的方向，a点和b点的切线不在同一条直线上，故选项D错误.1.电场线并不是粒子运动的轨迹.带电粒子在电场中的运动轨迹由带电粒子所受合外力与初速度共同决定.电场线上各点的切线方向是场强方向，决定着粒子所受电场力的方向.轨迹上每一点的切线方向为粒子在该点的速度方向.2.电场线与带电粒子运动轨迹重合必须同时满足以下三个条件(1)电场线是直线.(2)带电粒子只受电场力作用或除电场力外的其它力的合力与电场力在同一直线上.(3)带电粒子初速度的大小为零或初速度的方向与电场线方向在一条直线上.1.下列说法中正确的是( )A.电场强度反映了电场的力的性质，因此场中某点的场强与试探电荷在该点所受的静电力成正比B.场中某点的场强大小等于Fq，但与试探电荷的受力大小及电荷量无关C.场中某点的场强方向是试探电荷在该点的受力方向D.公式E ＝F q 和E ＝k Q r2对于任何电场都是适用的 答案 B2.如图8所示是某静电场的一部分电场线分布情况，下列说法中正确的是( )图8A.这个电场可能是负点电荷的电场B.点电荷q 在A 点处受到的电场力比在B 点处受到的电场力大C.负电荷在B 点处受到的电场力的方向沿电场线的切线方向D.点电荷q 在A 点处的瞬时加速度比在B 点处的瞬时加速度小(不计重力) 答案 B解析 负点电荷的电场线是从四周无限远处不同方向指向负点电荷的直线，故A 错；电场线越密的地方场强越大，由题图知E A ＞E B ，又因F ＝qE ，得F A ＞F B ，故B 正确；由a ＝Fm知，a ∝F ，而F ∝E ，E A ＞E B ，所以a A ＞a B ，故D 错；负电荷在B 点受到的电场力的方向与B 点电场强度的方向相反，故C 错误.3.在一个等边三角形ABC 顶点B 和C 处各放入一个电荷量相同的点电荷时，测得A 处的场强大小为E ，方向与BC 边平行沿B 指向C ，如图9所示.拿走C 处的点电荷后，A 处电场强度情况将是( )图9A.大小仍为E ，方向由A 指向BB.大小仍为E ，方向由B 指向AC.大小变为E2，方向不变D.不能得出结论 答案 B解析 设点电荷B 、C 在A 处产生的场强大小均为E ′，则E ′＝E ，拿走C 处的点电荷后，A处电场强度大小为E ，方向由B 指向A ，选项B 正确.4.P 是点电荷Q 电场中的一点，P 到点电荷Q 的距离r ＝0.1m ，将一个电荷量q ＝1.0×10－10C的点电荷放到P 点，受到的电场力F ＝9.0×10－5N ，已知静电力常量k ＝9.0×109N·m 2/C 2.求：(1)点电荷Q 在P 处产生的电场强度的大小. (2)点电荷Q 的电荷量.答案 (1)9×105N/C (2)1.0×10－6C 解析 (1)根据电场强度的定义式E ＝F q代入数据得：E ＝9.0×10－51.0×10－10N/C ＝9×105 N/C(2)根据库仑定律F ＝k Qq r2得：Q ＝Fr 2kq ＝9.0×10－5×0.129.0×109×1.0×10－10C＝1.0×10－6C.一、选择题(1～7题为单选题，8～10题为多选题) 1.下列说法中不正确的是( )A.只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B.电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西C.电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用D.场强的定义式E ＝Fq中，F 是放入电场中的电荷所受的力，q 是产生电场的电荷的电荷量 答案 D2.一个试探电荷在电场中某点受到的电场力为F ，这一点的电场强度为E ，在下图中能正确反映q 、E 、F 三者关系的是( )答案 D解析电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定，与放入该点的试探电荷及其所受电场力无关，A、B错误；试探电荷在该点受到的电场力F＝Eq，F正比于q，C错误，D正确.故选D.3.在电场中的某点放入电荷量为－q的试探电荷时，测得该点的电场强度为E；若在该点放入电荷量为＋3q的试探电荷，此时测得该点的场强为( )A.大小为3E，方向和E相反B.大小为E，方向和E相同C.大小为3E，方向和E相同D.大小为E，方向和E相反答案 B解析当在电场中某点放入电荷量为－q的试探电荷时，测得该点的场强为E，若在同一点放入电荷量为q′＝3q的试探电荷时，电场强度的大小和方向都不变，即该点的场强大小仍为E，方向与E相同.故选B.4.A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在静电力作用下以一定的初速度从A 点沿电场线运动到B点，其v－t图象如图1所示.则此电场的电场线分布可能是( )图1答案 A解析负点电荷在电场力的作用下由A运动到B，并由v－t图象知：负点电荷做加速度逐渐增大的减速运动.由F＝ma得电场力越来越大，即A→B电场强度越来越大，电场线分布越来越密.又由于负电荷所受电场力方向与速度方向相反，由B到A，故场强方向为由A到B，故A选项正确.5.如图2所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为E a，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为E b，方向与ab连线成30°角.关于a、b 两点场强大小E a、E b的关系，以下结论正确的是( )图2A.E a ＝33E b B.E a ＝13E bC.E a ＝3E bD.E a ＝3E b答案 D解析 由题图可知，r b ＝3r a ，再由E ＝kQ r 2可知，E a E b ＝r 2br 2a ＝31，故D 正确.6.下列选项中的各14圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各14圆环间彼此绝缘.坐标原点O 处电场强度最大的是( )答案 B解析 根据对称性和矢量叠加，D 项O 点的场强为零，C 项等效为第二象限内电荷在O 点产生的电场，大小与A 项的相等，B 项正、负电荷在O 点产生的场强大小相等，方向互相垂直，合场强是其中一个的2倍，也是A 、C 项场强的2倍，因此B 项正确.7.如图3所示，M 、N 和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点，O 点为半圆弧的圆心，∠MOP ＝60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M 、N 两点，这时O 点电场强度的大小为E 1；若将N 点处的点电荷移至P 点，则O 点的电场强度大小变为E 2.那么，E 1与E 2之比为( )图3A.1∶2B.2∶1C.2∶ 3D.4∶ 3答案 B解析 依题意，因为M 、N 两点都在圆周上，距O 点的距离相等，合电场强度为E 1，则每个点电荷在O 点产生的电场强度为E 12，当N 点处的点电荷移至P 点时，O 点的电场强度如图所示，合电场强度大小为E 2＝E 12，则E 1E 2＝21，选项B 正确.8.某电场的电场线分布如图4所示，则( )图4A.电荷P 带正电B.电荷P 带负电C.a 点的电场强度大于b 点的电场强度D.正试探电荷在c 点受到的电场力大于在d 点受到的电场力 答案 AD解析 电场线从正电荷出发，故A 正确，B 错误；从电场线的分布情况可知，b 的电场线比a 的密，所以b 点的电场强度大于a 点的电场强度，故C 错误；c 点的场强大于d 点场强，所以正试探电荷在c 点受到的电场力大于在d 点受到的电场力，故D 正确；故选A 、D. 9.如图5所示，实线表示匀强电场中的一组电场线，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( )图5A.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a答案BD解析带电粒子只受电场力，又做曲线运动，合外力应指向曲线弯曲的内侧，即电场力向左，所以粒子带负电，其运动方向既可能是由a到b，也可能是由b到a，故B、D正确.10.如图6甲所示，在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出)，O、M、N为轴上三点，放在M、N两点的试探电荷受到的静电力跟试探电荷所带电荷量的关系如图乙所示，则( )图6A.M点的电场强度大小为2×103N/CB.N点的电场强度大小为2×103N/CC.点电荷Q在M、N之间D.点电荷Q在M、O之间答案AC解析设M、N两点的电场强度分别为E M、E N，根据题图可知，图线的斜率即为电场强度，则E M＝2×103N/C；E N＝－500 N/C，M、N两点电场强度方向相反.由点电荷电场强度的特点知，点电荷Q应在M、N之间，故选项A、C正确.二、非选择题11.如图7，真空中xOy平面直角坐标系上的A、B、C三点构成等边三角形，边长为L＝2.0m.若将电荷量均为q＝＋2.0×10－6C的两个点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2.求：图7(1)两点电荷间的库仑力大小. (2)C 点的电场强度的大小和方向. 答案 (1)9.0×10－3N(2)7.8×103N/C 方向沿y 轴正向解析 (1)据库仑定律，A 、B 两点电荷间的库仑力大小为F ＝k q 2L2① 代入数据得F ＝9.0×10－3N② (2)A 、B 两点电荷在C 点产生的电场强度大小相等，均为E 1＝k q L2③ A 、B 两点电荷形成电场在C 点的合电场强度大小为E ＝2E 1cos30°④由③④式并代入数据得E ≈7.8×103N/C 电场强度E 的方向沿y 轴正向.12.在场强为E 的匀强电场中，取O 点为圆心，r 为半径作一圆周，在O 点固定一电荷量为＋Q 的点电荷，a 、b 、c 、d 为相互垂直的过圆心的两条直线和圆周的交点.当把一试探电荷＋q 放在d 点恰好平衡时(如图8所示).图8(1)匀强电场场强E 的大小、方向如何？(2)试探电荷＋q 放在点c 时，受力F c 的大小、方向如何？ (3)试探电荷＋q 放在点b 时，受力F b 的大小、方向如何？ 答案 (1)k Q r2 方向沿db 方向 (2)2kQqr 2方向与ac 方向成45°角斜向下 (3)2k Qq r2 方向沿db 方向解析 (1)对试探电荷进行受力分析如图所示，由题意可知：F 1＝k Qqr2，F 2＝qE由于F 1＝F 2，所以qE ＝k Qq r 2，E ＝k Q r2， 匀强电场方向沿db 方向. (2)试探电荷放在c 点：E c ＝E 21＋E 2＝2E ＝2k Q r2 所以F c ＝qE c ＝2kQq r 2方向与ac 成45°角斜向下.(3)试探电荷放在b 点：E b ＝E 2＋E ＝2E ＝2k Q r2 所以F b ＝qE b ＝2k Qq r2， 方向沿db 方向.。
高中物理选修3-1第一章第3节《电场强度》导学案
电场强度1 .知道电荷间的相互作用是通过电场实现的。
知道场与实物是物质存在的两种不同性质。
2.理解电场强度的定义、单位、方向。
体会用比值法定义物理量的方法。
3.能推导点电荷的电场强度计算公式 ,并能使用公式进行相关的计算。
4.知道电场强度的叠加原理 ,并能应用这个原理进行简单的分析和计算。
5.知道电场线的定义和特点 ,会用电场线分析、描述电场的强弱和方向,知道几种特殊电场的电场线的分布特征。
1.电场(1)带电体周围存在一种物质 ,这种物质是①电场 ,电荷间的相互作用就是通过②电场发生的 ,它是一种看不见的客观存在的物质,它具有力和能的特性。
(2)电场最基本的性质是③对放入其中的电荷有力的作用。
2.电场强度(1)引入电场强度的目的是描述电场的强弱 ,它所描述的是放入电场中的电荷所受力的性质;放入电场中某点的电荷所受的④静电力与⑤ 电荷量的比值 ,叫电场强度。
(2)电场强度定义式为⑥,电场强度的单位为⑦牛顿/库仑或 N/C。
(3)电场强度是矢量 ,规定电场强度方向与⑧ 正(填“正”或“负”)电荷在该点所受到的静电力的方向相同。
(4)电场的叠加 :在同一空间 ,如果有几个静止电荷同时产生电场,那么空间某点的场强是各电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和。
合场强的计算应遵守⑨平行四边形定则3.电场线(1)为了直观地描述电场 ,英国物理学家⑩ 法拉第 (填人名 )提出了用电场线描述电场的方法。
(2)电场线 :就是在电场中画出一些有方向的曲线,在这些曲线上 ,每一点的切线方向表示该点的电场强度方向。
电场线的疏密程度表示电场强度的大小。
电场线并不是实际存在的,它只是为了形象地描述电场而引入的一种假想的曲线。
(3)匀强电场 :场强的大小和方向都相同的电场叫匀强电场。
匀强电场的电场线是一簇等间距的平行 直线。
主题 1:电场阅读教材中 “电场 ”部分的内容 ,回答下列问题。
(1) 法拉第是在什么情况下提出 “电场”概念的 ?(2) 变化的电磁场具有什么性质使我们说它具有物质性主题 2:电场强度 (重点探究 ) 阅读教材中 “电场强度 ”部分的内容 ,回答下列问题。
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§1.3电场强度
【学习目标】
理解电场强度，了解常见电场线分布
掌握电场强度与力学知识的综合
【自主学习】
两电荷不直接接触，它们之间的相互作用是怎样产生的?
一、电场
1、定义：
2、基本性质：
3、电荷间的相互作用力通过发生
二、电场强度
思考1：用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场？
（1）检验电荷（试探电荷）：
（2）场源电荷：
思考2：如图所示，在电荷Q的电场中，放入试探电荷q．
（1）电场中的同一点，不同电荷所受力是否相同，F/q是否相同。
（2）电场中不同的点，同一电荷所受力是否相同，F/q是否相同。
1.定义：
2.定义式：
4.方向：
5.理解：
三、点电荷的电场电场强度的叠加
1.点电荷的电场
（1）由库仑定律和场强的定义式推导点电荷场强的表达式
（2）场强方向
（3）比较场强定义式和点电荷场强表达式的区别
四、电场强度的叠加
1、电场强度是矢量，合成应遵循平行四边形法则。
同时存在几个产生电场的场源时，电场中某点的合场强是各场源单独在该点产生场强的矢量和．
2、一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在外部产生的电场与一个位于
球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同
五、电场线：在电场中画出一系列从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使
曲线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致，这些曲线就叫做电场线．
（1）电场线是为了形象地表示电场的方向和强弱引入的假想线，它不是电
场中实际存在的线．电场线也不是电荷在电场中运动的轨迹．
（2）电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密的地方，其场强就越大．
（3）电场线上某点的切线方向即该点的场强力向，也就是正电荷在该点所受电场力的方向．
（4）静电场的电场线是不闭合的曲线，总是从正电荷(或无穷远处)发出，终止于负电荷(或无穷远处)．在没有电荷的地方电场线不会中断，也不会相交．正电荷一定要发出电场线，负电荷一定要接收电场线．
（5）电场线不会相交或相切．
六、几种常见电场中电场线的分布及场强特点
（1）点电荷的电场分布特点：
（2）等量异种点电荷形成的电场中的电场分布特点
（3）等量同种点电荷形成的电场中电场分布特点
（4）匀强电场特点
练习
1．电场中有一点P，下列哪些说法正确的是（）
A．若放在P点的试探电荷的电量减半，则P点的场强
减半
B．若P点没有试探电荷，则P点的场强为零
C．P点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大
D．P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向
2．关于电场强度，下列说法正确的是（）
A． E=F/q，若q减半，则该处的场强变为原来的2倍
B．E=kQ/r2中，E与Q成正比，而与r平方成反比
C．在以一个点电荷为球心，r为半径的球面上，各点的场强均相同
D．电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向
3．把质量为m的正点电荷q，在电场中从静止开始释放，在它运动的过程中，如果不计重力，下面说法正确的是（）
A．点电荷运动轨迹必和电场线重合
B．点电荷的速度方向必定与所在电场线的切线方向一致
C．点电荷的加速度方向必定与所在电场线的切线方向垂直
D．点电荷受电场力的方向必定与所在电场线的切线方向一致
4．在如图所示的电场中的P点放置一正电荷，使其从静止开始运动，其中加速度逐渐增大的是图中的（）
5．图所
示的各电场中，A、B两点场强相同的是（）
6．如图，是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是（）
A．这个电场只能是负电荷的电场
B．点电荷q在A、B两处受到的电场力F B>F A
C．点电荷q在A、B两处的加速度大小，a A>a B（不计重力）
D．负电荷在B点处受到的电场力方向沿B点切线方向
7．如图为一条电场线，下列说法正确的是（）
A．E A一定大于E B
B．因电场线是直线，所以是匀强电场，故E A=E B
C．A点电场方向一定由A指向B
D．AB两点的场强方向不能确定
8．一带电粒子从电场中的A点运动到B点，径迹如图中虚线所示，不计粒子
所受重力，则( )
A．粒子带正电
B．粒子加速度逐渐减小
C．A点的场强大于B点场强
D．粒子的速度不断减小
9．真空中有一电场，在电场中的P点放一电量为4×10-9C的试探电荷，它受
到的电场力 2×10-5N，则P点的场强度 N/C；把试探电荷的电量减少为2×10-9C，则检验电荷所受的电场力为 N。
如果把这个试探电荷取走，则P点的电场强度为 N/C。
10．在真空中有两个点电荷q1和q2，分别位于A和B，相距20 cm，q1为4×10-8 C，q2为－8×10-8 C。
则在AB 连线上A点的外侧离A 点20 cm处的D点场强大小、方向如何?
11．在场强为E的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固
定一电量为+Q的点电荷，a、b、c、d为相互垂直的两条直线和圆周的交点．当
把一检验电荷+q放在d点恰好平衡（如图所示）
（1）匀强电场场强E的大小、方向如何?
（2）检验电荷+q放在点c时，受力F c的大小方向如何?
（3）检验电荷+q放在b点，受力F b的大小、方向如何?
12．一个质量m=30g，带电荷量为q=-1.7×10-8C的半径极小的小球，用丝线悬挂在某匀强电场中，电场线水平。
当小球静止时，测得悬线与竖直方向成30o夹角，如图所示，求该电场的场强大小，说明场强方向。
答案：1.C 2.B 3.D 4.B 5.C 6.B 7.C 8.BCD 9. 5×103 1×10-5 5×103 10. 4.5×103 N/C 11.（1）kq/r2（2）2kq/r2（3）2kq/r2 12.、107 N/C。