【文档说明】【精准解析】高中物理粤教版选修3-1教师用书：第1章第3节　电场强度含解析.docx，共(10)页，345.742 KB，由envi的店铺上传

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第三节电场强度[学习目标]1.[物理观念]知道电荷间的相互作用是通过电场发生的．2.[物理观念]理解电场强度、掌握电场强度的矢量性．(重点、难点)3.[科学思维]掌握电场的叠加原理．(难点)4.[科学思维]知道常见的几种电场．理解电场线及特

点．(重点)一、电场1．电场：电荷周围存在电场，电荷之间的相互作用力是通过电场传递的．静止的电荷周围存在的电场，即静电场．2．基本性质：对放入其中的电荷有作用力．二、电场的描述1．试探电荷：电量和线度足

够小的电荷，放入电场后不影响原电场的分布．2．电场强度(1)定义：放入电场中某点的点电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值．简称场强，用字母E表示．(2)公式：E＝Fq.(3)单位：牛/库仑，符号：N/C.(4)方向：跟正电荷在该点所受

力的方向相同或跟负电荷在该点所受力的方向相反．3．匀强电场：电场中各点的电场强度的大小和方向都相同的电场．4．点电荷的电场(1)公式：E＝kQr2．(2)含义：点电荷Q的电场中任意点的电场强度的大小，与点电荷的电荷量成正比，与该点到点电荷距离的平方成反比．5．电场的叠

加原理：若空间同时存在多个点电荷，在空间某点的场强等于各个点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和．三、电场线1．电场线：用来形象直观地描述电场的曲线，曲线上每一点的切线方向都和该处的场强方向一致．2．特点(1)电场

线是为了形象描述电场而假想的线，实际并不存在．(2)任意两条电场线不相交．(3)电场线的疏密反映了电场的强弱．(4)电场线从正电荷或无穷远出发，延伸到无穷远或到负电荷终止．(5)匀强电场的电场线是间隔距离相等

的平行直线．1．正误判断(1)电场是人们为了解释电荷间的作用力，人为创造的，并不是真实存在的．(×)(2)根据E＝kQr2，点电荷电场强度与场源电荷Q成正比，与距离r的平方成反比．(√)(3)根据点电荷电

场线分布，可以确定以点电荷为圆心的圆上各点电场强度相同．(×)(4)电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线．(√)2．A为已知电场中的一固定点，在A点放一电荷量为q的试探电荷，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的试探电荷，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D[电场强度E＝Fq是通过比值定义法得出的，其大小及方向与试探电荷无关；故放入任何电荷时电场

强度的方向和大小均不变，故选项A、B、C错误，D正确．]3．(多选)关于电场线的特征，下列说法中正确的是()A．如果某空间中的电场线是曲线，那么在同一条电场线上各处的场强不相同B．如果某空间中的电场线是直线，那么在同一条电场线上各处的场强相同C．如果空间中只

存在一个孤立的点电荷，那么这个空间中的任意两条电场线不相交；如果空间中存在两个以上的点电荷，那么这个空间中有许多电场线相交D．电场中任意两条电场线都不相交AD[如果电场线是曲线，那么这条曲线上各点的切线方向表示在该点的场强方向，故

曲线上各点的场强方向不同，A选项正确；在电场中任何一点的场强是唯一确定的，两条电场线如果相交，则交点有两个切线方向，该点场强就不再唯一，故D选项正确．]电场强度的理解及叠加1．公式E＝Fq和E＝kQr2的比较公式E＝FqE＝kQr2本质区别定义式决定式意义及用途给出了一种量

度电场强弱的方法指明了点电荷场强大小的决定因素适用范围一切电场真空中点电荷的电场Q或q意义q表示引入电场的检验(或试探)电荷的电荷量Q表示产生电场的点电荷的电荷量关系理解E用F与q的比值来表示，但E的大小与F、q大小无关E不仅用Q、r来表示，且E∝Q，E∝1r22.计算电场强度的

几种方法方法适用情况用定义式E＝Fq求解常用于涉及试探电荷或带电体的受力情况用E＝kQr2求解仅适用于真空中的点电荷产生的电场利用叠加原理求解常用于涉及空间的电场是由多个电荷共同产生的情景【例1】如图所示，真空

中，带电荷量分别为＋Q和－Q的点电荷A、B相距r，求：(1)两点电荷连线的中点O的场强？(2)在两电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的P点的场强？[解析](1)如图所示，A、B两点电荷在O点产生的场强方向相同，由A→B.A、B两点电荷在O点产生的电场

强度：EA＝EB＝kQ（r/2）2＝4kQr2.故O点的合场强为EO＝2EA＝8kQr2，方向由A→B.(2)如图所示，E′A＝E′B＝kQr2，由矢量图所形成的等边三角形可知，P点的合场强EP＝E′A＝E′B＝kQr2，方向与A、B的

中垂线垂直，即EP与EO同向．[答案](1)8kQr2，方向由A→B(2)kQr2，方向与O点场强方向相同[一题多变]例1中，若点电荷B的电荷量为＋Q，其他条件不变，求O点和P点的场强？[解析]A、B在O点产生的场强等大反向，合场强为零，A、B在P点产生的场强大小均为E′

A＝E′B＝kQr2，合场强Ep＝E′Acos30°＋E′Bcos30°＝3kQr2，方向沿OP向上．[答案]03kQr2，方向沿OP向上(1)场源电荷产生电场，并决定各点场强的大小和方向，与试探电荷无关．(2)E＝Fq是定义式，适用于一切电场；E＝kQr2只适于真空中点电荷的

电场．(3)电场力与场强E和试探电荷均有关．电场线的理解和应用1．对电场线的理解(1)电场中任何两条电场线都不能相交，电场线也不闭合．(2)电场线的疏密程度表示电场强度的大小，电场线越密的地方，场强越大；电场线越稀疏的地方，场强越小．(3)电场线是为描述电场而引入的一种假想曲线，实际上电场

中并不存在电场线．(4)不可能在电场中每个地方都画出电场线，两条电场线间虽是空白，但那些位置仍存在电场．2．电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的比较电场线运动轨迹(1)实际上并不存在，是为研究电场方便而人为引入的(1)粒子在电场中的运动轨迹是客观存在的(2)曲线上

各点的切线方向即为该点的场强方向，同时也是正电荷在该点的受力方向，即正电荷在该点的加速度的方向(2)轨迹上每一点的切线方向即为粒子在该点的速度方向3.电场线与带电粒子运动轨迹重合的条件(1)电场线是直线．(2)带电粒子只受电场力作用，或受其他力，

但其他力的方向沿电场线所在直线．(3)带电粒子初速度为零或初速度的方向与电场线在同一条直线上．以上三个条件必须同时满足．【例2】(多选)某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹

如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是()A．粒子必定带正电荷B．粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度C．粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度D．粒子在M点的动能小于它在N点的动能ACD[根据带电粒子运动轨迹弯曲的情况，可以确定带电粒子受

电场力的方向沿电场线方向，故带电粒子带正电，A选项正确．由于电场线越密，场强越大，带电粒子受电场力就越大，根据牛顿第二定律可知其加速度也越大，故带电粒子在N点加速度大，C选项正确．粒子从M点到N点，所受电场力方向与其速度方向夹角

小于90°，速度增加，故带电粒子在N点动能大，故D选项正确．]确定带电粒子在电场中运动轨迹的思路(1)确定电场方向：根据电场强度的方向或电场线的切线方向来确定．(2)确定带电粒子受力方向：正电荷所受电场力与电场方向相同，负电荷所受电场力与电场方向相反．(3)确定带电粒子运动

轨迹：带电粒子的运动轨迹向受力方向偏转．[跟进训练]训练角度1.对电场线的理解1．下列各电场中，A、B两点电场强度相同的是()ABCDC[A图中，A、B两点场强大小相等，方向不同；B图中，A、B两点场强的方向相同，但大小不等；C图中是匀强电场，则A、B

两点场强大小、方向均相同；D图中A、B两点场强大小、方向均不相同．故选项C正确．]训练角度2.电场线与带电粒子运动轨迹的比较2.如图所示，MN是电场中的一条电场线，一电子从a点运动到b点速度在不断地增大，则下列结论中正确的是()A．该电场是匀强电场B．电场线的方向由N指

向MC．电子在a处的加速度小于在b处的加速度D．因为电子从a到b的轨迹跟MN重合，所以电场线就是带电粒子在电场中的运动轨迹B[仅从一条直的电场线不能判断出该电场是否为匀强电场，因为无法确定电场线的疏密程度，所以该电场可能是匀强电场，可能是正的点电荷形成的电场，也可能是负的点

电荷形成的电场，A项错误；电子从a到b做的是加速运动，表明它所受的电场力方向是由M指向N，由于负电荷所受的电场力方向跟场强方向相反，所以电场线的方向由N指向M，B项正确；由于无法判断电场的性质，因此不能比较电子在a、b两处所受电场力的大小，即不能比较加速度的大小

，C项错误；电场线不是电荷运动的轨迹，只有在特定的情况下，电场线才可能与电荷的运动轨迹重合，D项错误．][物理观念]电场电场强度电场线[科学思维]1.比值定义法定义物理量的特点．2．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，并能进行有关的计算

．3．在进行场强叠加等计算时培养综合分析能力和知识的迁移能力．1．电场中有一点P，下列说法中正确的有()A．若放在P点的试探电荷的电荷量减半，则P点的场强减半B．若P点没有试探电荷，则P点场强为零C．P点的场强越大，则同一试探电荷在P点受到的电场力越大D．P点的场强

方向就是放在该点的试探电荷所受电场力的方向C[场强是表示电场本身性质的物理量，由电场本身决定，与是否有试探电荷以及试探电荷的电荷量均无关，选项A、B错误；由E＝Fq得，F＝qE，q一定时F与E成正比，则知P点的场强越大，同一试探电荷在P

点受到的电场力越大，故C正确；P点的场强方向就是放在该点的正试探电荷所受电场力的方向，与放在该点的负试探电荷所受电场力的方向相反，故D错误．]2．用电场线能直观、方便地比较电场中各点的场强大小与方向．如图是静电除尘集尘板与放电极间的电场线，A、B是电场中的两点，则()A．EA<

EB，方向不同B．EA<EB，方向相同C．EA>EB，方向不同D．EA>EB，方向相同C[根据电场线的疏密表示电场强度的大小，知A处电场线比B处密，因此EA>EB.电场强度的方向为电场线上该点的切线方向，可知，A、B两点的场强方向不同，故A

、B、D错误，C正确．]3.如图所示，AB是某点电荷电场中一条电场线，在电场线上P处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向B点处运动，对此现象下列判断正确的是(不计电荷重力)()A．电荷向B做匀加速运动B．电荷向B做加速度越来越小

的加速运动C．电荷向B做加速度越来越大的加速运动D．电荷向B做加速运动，加速度的变化情况不能确定D[自由释放的负电荷向B运动，说明它受电场力方向指向B，电荷一定做加速运动．由该题提供的条件不能确定P到B过程中的电场强度变化情况，也就无法了解电场力、加速度的变化情况，D项

正确．]4.如图所示，正电荷Q放在一匀强电场中，在以Q为圆心、半径为r的圆周上有a、b、c三点，将检验电荷q放在a点，它受到的电场力正好为零，则匀强电场的大小和方向如何？b、c两点的场强大小和方向如何？[解析]点电荷Q周围空间的电场是由两个电场叠加而成的．根据题

意可知，Q在a点的场强和匀强电场的电场强度大小相等，方向相反，所以匀强电场的电场强度大小为E＝kQr2，方向向右．在b点，两个电场的电场强度合成可得Eb＝2kQr2，方向向右．在c点，两个电场的电场强度合成可得Ec＝2kQr2，方向指向右

上方，与ab连线成45°.[答案]kQr2，方向向右Eb＝2kQr2，方向向右Ec＝2kQr2，方向指向右上方，与ab连线成45°角