《山东省德州市高中物理新人教版选修3-1学案1.3《电场强度》（教师版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《山东省德州市高中物理新人教版选修3-1学案1.3《电场强度》（教师版）（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第 3 3 节节 电场强度电场强度1放入电场中某点的点电荷所受电场力与它的电荷量的比值叫做该点的电场强度，它 是用来描述电场强弱和方向的物理量，其大小与试探电荷及其受力无关，决定于电场本身， 其方向与正电荷在该点所受静电力方向相同2真空中点电荷周围形成的电场的场强公式为：Ek，其中 k 是静电力常量，Q 是场Q r2 源电荷的电荷量 在点电荷 Q 的电场中不存在 E 相同的两个点r 相等时，E 的大小相等，但方向不同； 两点在以 Q 为中心的同一半径上时，E 的方向相同，但大小不同 3匀强电场是场强大小、方向处处相同的电场，其电场线是间隔相等的平行线 4下列关于电场的叙述正确的是( ) A两
2、个未接触的电荷发生了相互作用，一定是电场引起的 B只有电荷发生相互作用时才产生电场 C只要有电荷存在，其周围就存在电场 DA 电荷受到 B 电荷的作用，是 B 电荷的电场对 A 电荷的作用 答案答案 ACD 5关于电场线的以下说法中，正确的是( ) A电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同 B沿电场线的方向，电场强度越来越小 C电场线越密的地方同一试探电荷所受的电场力就越大 D顺着电场线移动电荷，电荷受电场力大小一定不变 答案答案 C 解析解析 电场线上每一点的切线方向都跟正电荷在该点的受力方向相同，A 错误；沿电场 线方向，其疏密变化情况未知，所以电场强度大小不能判定，电荷的受
3、力情况也不能判定， 所以 B、D 错误；故只有 C 正确【概念规律练概念规律练】 知识点一知识点一 电场、电场强度电场、电场强度 1电场中有一点 P，下列说法中正确的是( ) 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 点无试探电荷，则 P 点的场强为零 CP 点的场强越大，则同一电荷在 P 点所受到的电场力越大 DP 点的场强方向为试探电荷在该点受到的电场力的方向 答案答案 C 解析解析 为了知道电场中某点的电场强度，可以把一个试探电荷放入该点，其受到的电场力 F 与自身的电荷量 q 的比值 可反映该点场强的大小，但该点的场强由电场本身决定，与F q试探电荷的电荷
4、量多少、电性无关，所以 A、B 错由 E 得 FEq，当 q 一定时，E 越大，F q F 越大，所以 C 正确电场中某点的场强方向规定为正电荷在该点受到的电场力方向，与负 电荷受力的方向相反，D 错 2一检验电荷 q4109 C，在电场中 P 点受到的电场力 F6107 N求： (1)P 点的场强大小； (2)将检验电荷移走后，P 点的场强大小； (3)放一电荷量为 q1.2106 C 的电荷在 P 点，受到的电场力 F是多大？ 答案答案 (1)1.5102 N/C (2)1.5102 N/C (3)1.8104 N解析解析 (1)E 1.5102 N/C.F q6 107 N 4 109
5、C (2)场强是描述电场的物理量，跟检验电荷无关，所以场强仍是 1.5102 N/C. (3)FqE1.21061.5102 N1.8104 N. 点评点评 电场强度是反映电场强弱和方向的物理量，其大小决定于电场本身，与试探电 荷无关电荷在电场中所受电场力 FqE，其大小与电场强弱和电荷的多少有关，并且正 电荷受力方向与电场方向相同，负电荷受力方向与电场方向相反 知识点二知识点二 电场的叠加电场的叠加 3如图所示，A、B、C 三点为一直角三角形的三个顶点， B30，现在 A、B 两点放置两点电荷 qA、qB，测得 C 点电场强度的 方向与 AB 平行，则 qA带_电，qAqB_. 答案答案 负
6、 18 解析解析 放在 A 点和 B 点的点电荷在 C 处产生的电场强度方向分 别在 AC 和 BC 的连线上，因 C 点电场强度方向与 BA 方向平行，故 放在 A 点的点电荷和放在 B 点的点电荷产生的电场强度方向只能如 图所示：由 CA 和由 BC，故 qA带负电，qB带正电，且 EB2EA，即 k2k，又由几何关系知 B 2A ，所以 qAqB18.qB BC2qA AC2CC 4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， 则： (1)两点电荷连线的中点 O 的场强多大？ (2)在两点电荷连线的中垂线上，距 A、B 两点都为 r 的 O点的场强如何？答案答案
7、 (1) ，方向由 ABrkQ28（2） ，方向由 ABrkQ2解析解析 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 出合场强甲 （1）如图甲所示，A、B 两点电荷在 O 点产生的场强方向相同，由 AB.A、B 两点电荷在 O 点产生的电场强度EAEB.kQ r/224kQ r2所以 O 点的场强为 EO2EA.8kQ r2（2）如图乙所示，EA= EB= ，由矢量图所示形成的rkQ2等边三角形可知，O点的合场强 EO= EA= EB= rkQ2，方向与 A、B 的中垂线垂直，即由 AB. 点评点评 若空间存在多个场源电荷，某点的场强等于每 个电荷在该点所产生的场强
8、的矢量和，电场的叠加遵循平 行四边形定则 知识点三知识点三 电场线及其特点电场线及其特点 5如图所示是静电场的一部分电场线分布，下列说法中正确的是( )A这个电场可能是负点电荷的电场 B点电荷 q 在 A 点处受到的静电力比在 B 点处受到的静电力大 C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) D负电荷在 B 点处受到的静电力的方向沿 B 点切线方向 答案答案 B 解析解析 因为(孤立)负点电荷的电场线是自四周无穷远处从不同方向指向负电荷的球对称 分布的，而图中的电场线分布不具备这种特点，所以它不可能是负点电荷的电场，选项 A 错 误 因电场线越密处场强越大
9、，故由图知场强 EAEB.又因点电荷 q 在电场中所受静电力 FqEE，故静电力 FAFB，选项 B 正确 由牛顿第二定律知，加速度 aF/mF，而 FAFB，故 aAaB，选项 C 错误 因“B 点切线方向”即 B 点场强方向，而负电荷所受静电力方向与场强方向相反，故选 项 D 错误 点评点评 电场线的特点：电场线上某点切线的方向表示该点场强的方向，不表示电荷受 力的方向，也不表示速度的方向；电场线的疏密反映电场强弱，在电场线密的地方，电场 强电场线不是电荷运动的轨迹，只有当电场线是直线，而带电粒子只受电场力，且初速 度方向与电场线平行时，运动轨迹才能与电场线重合 【方法技巧练方法技巧练】
10、一、一、由电场线和运动轨迹判断运动情况的方法由电场线和运动轨迹判断运动情况的方法 6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由于 M 点没有电场线，粒子在 M 点不受电场力的作用 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 点的动能小于在 N 点的动能 答案答案 ACD 解析解析 根据电荷运动轨迹弯曲的情况，可以确定点电荷受电场力的方 向沿电场线方向，故此点电荷带正电，A 选项正确由于电场线越密，电场强度越大，点电 荷受到的电场力就越大，根据牛顿第二定律可知其加
11、速度也越大，故此点电荷在 N 点加速度 大， C 选项正确粒子从 M 点运动到 N 点，电场力做正功，根据动能定理得此点电荷在 N 点 的动能大，故 D 选项正确 点评点评 分析带电粒子在电场中运动的轨迹问题时要注意做曲线运动的带电粒子所受合外 力的方向指向曲线凹侧，而且速度方向沿轨迹的切线方向，再结合电场线、电场力的知识来 分析 二、电场内力学问题的分析方法二、电场内力学问题的分析方法 7竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场其电场强度为 E，在该匀强电场 中，用丝线悬挂质量为 m 的带电小球，丝线跟竖直方向成 角时小球恰好平衡，如图所 示请问： (1)小球带电荷量是多少？ (2)若剪
12、断丝线，小球碰到金属板需多长时间？答案答案 (1) (2) mgtan E2b gcot 解析解析 (1)由于小球处于平衡状态知小球带正电，对小球受力分析 如右图所示 FTsin qE FTcos mg由得 tan ，故 q qE mgmgtan E(2)由第(1)问中的方程知 FT，而剪断丝线后小球所受mg cos 电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线对小球的拉力大小相等，故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于.小球的加速度 a，小球mg cos F合 mg cos 由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属板上时，它的位移为 x，又由 x at2，得 t b sin 1
13、 22x a2bcos gsin 2b gcot 方法总结方法总结 带电体在电场中的平衡问题和一般的平衡问题相同，根据带电体在电场中的 平衡情况列出平衡方程式，只不过在原有受力分析的基础上增加了电场力的分析1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电场强度相同 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都不相交； 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 答案答案 AD 解析解析 电场线是形
14、象描述电场的物理量，根据电场线的特点可判断 A、D 正确 点评点评 电场线描述电场强度的大小和方向，在空间不闭合、不相交2由电场强度的定义式 E 可知，在电场中的同一点( )F q A电场强度 E 跟 F 成正比，跟 q 成反比B无论检验电荷所带的电荷量如何变化， 始终不变F q C电荷在电场中某点所受的电场力大，则该点的电场强度强 D一个不带电的小球在 P 点受到的电场力为零，则 P 点的场强一定为零 答案答案 B 3对于由点电荷 Q 产生的电场，下列说法中正确的是( ) A电场强度的定义式仍成立，即 EF/Q，式中的 Q 就是产生电场的点电荷B在真空中电场强度的表达式为 E，式中的 Q 就
15、是产生电场的点电荷kQ r2 C在真空中 Ekq/r2，式中的 q 是试探电荷 D以上说法都不对 答案答案 B解析解析 E 是电场强度的定义式，适用于任何电场，式中 q 为试探电荷而非场源电荷，F q故 A 错而 Ek为点电荷 Q 产生电场强度的决定式，式中 Q 为场源电荷，故 B 对，C 错Q r2 误 点评点评 电场强度的定义式适用于任何电场，点电荷电场强度的定义式只适用于点电荷， 且决定于电场本身 4如图所示，是点电荷电场中的一条电场线，则( ) Aa 点场强一定大于 b 点场强 B形成这个电场的电荷一定带正电 C在 b 点由静止释放一个电子，将一定向 a 点运动 D正电荷在 a 处受到的静电力大于其在 b 处的静电力 答案答案 C 5如图所示，平行的实线表示电场线，虚线表示一个离子穿越电场的运动轨迹，下列 判断正确的是( ) A场强方向一定是向右 B该离子一定是负离子C该离子一定是由 a 向 b 运动 D场强方向、离子的运动方向以及是正离子还是负离子都不能确定，但是离子在 a 点 的动能一定小于在 b 点的动能 答案答案 D 解析解析 因为不知离子是向哪个方向运动的，可以假设其由 b 向 a 运动，由离子的运动轨 迹可以判定出，离子只能受到向左的电场力，所以
