202X_202X學年高考物理主題1靜電場3電場強度課件（必修3）

1、主題1靜電場3電場強度學科素養(yǎng)與目標要求物理觀念：1.知道電場是客觀存在的一種特殊物質(zhì).2.掌握電場強度的概念、公式、矢量性及方向的規(guī)定.3.知道電場線，熟記幾種常見電場的電場線.科學思維：1.領悟比值定義法定義物理量的特點.2.能根據(jù)庫侖定律和電場強度的定義式推導點電荷場強的計算式，并能進行有關的計算.3.在進行場強疊加等計算時培養(yǎng)綜合分析能力和知識的遷移能力.NEIRONGSUOYIN內(nèi)容索引自主預習達標檢測課時對點練預習新知 夯實基礎檢測評價 達標過關注重雙基 強化落實重點探究啟迪思維 探究重點自主預習一、電場1.電場：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 產(chǎn)生的.2.電

2、場的基本性質(zhì)：電場對放入其中的電荷有 的作用.電荷電場力二、電場強度1.試探電荷與場源電荷(1)試探電荷：用來檢驗電場 及其 分布情況的電荷，電荷量和尺寸必須 .(2)場源電荷： 的電荷.2.電場強度(1)定義：放入電場中某點的電荷所受的 跟它的 的比值，叫做該點的電場強度.(2)定義式：E ，q是 電荷的電荷量.是否存在 強弱充分小產(chǎn)生電場靜電力 電荷量試探(3)單位：牛/庫(N/C).(4)方向：電場強度是矢量，電場中某點的電場強度的方向與正電荷在該點所受的靜電力的方向 ，與負電荷在該點所受靜電力的方向 .相同相反三、點電荷的電場電場強度的疊加1.真空中點電荷的電場(1)場強公式：E ，其

3、中k是 ，Q是 的電荷量.(2)方向：如果以Q為中心作一個球面，當Q為正電荷時，E的方向沿半徑 ；當Q為負電荷時，E的方向沿半徑 .2.電場強度的疊加場強是 ，如果場源是多個點電荷時，電場中某點的電場強度為各個點電荷 在該點產(chǎn)生的電場強度的 .靜電力常量 場源電荷向外向內(nèi)矢量單獨矢量和四、電場線勻強電場1.電場線(1)概念：電場線是畫在電場中的一條條 的曲線，曲線上每點的 方向表示該點的電場強度方向，電場線 實際存在的線，而是為了形象描述電場而 的線.有方向切線不是假想(2)特點電場線從 或無限遠出發(fā)，終止于 或負電荷.電場線在電場中 .在同一電場中，電場強度較大的地方電場線 ，電場強度較小的

4、地方電場線 .正電荷無限遠不相交較密較疏2.勻強電場(1)概念：如果電場中各點電場強度的大小 、方向 ，這個電場就叫做勻強電場.(2)特點：電場方向處處相同，電場線是 .場強大小處處相等，電場線間隔 .(3)實例：相距很近、帶有 電荷的一對平行金屬板之間的電場(邊緣除外)，可以看做勻強電場.相等 相同平行直線相等等量異號即學即用1.判斷下列說法的正誤.(1)根據(jù)電場強度的定義式E 可知，E與F成正比，與q成反比.( )(2)電場中某點的電場強度與正電荷受力方向相同，當該點放置負電荷時，場強反向.( )(3)由E 知，在以Q為球心、r為半徑的球面上，各處場強相同.( )(4)若空間只有兩個點電荷

5、，則該空間某點的場強等于這兩個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和.( )2.在靜電場中的某一點A放一個試探電荷q11010 C，q受到的靜電力為1108 N，方向向左，則A點的場強的大小為_，方向_；如果從A點取走q，A點場強大小為_.向右100 N/C100 N/C解析由題意知，q11010 C，F(xiàn)1108 N，由場強的定義知A點的場強的大小為：場強方向與負電荷在A點所受靜電力方向相反，所以A點的場強方向向右；電場強度是反映電場性質(zhì)的物理量，與有無試探電荷無關，把這個試探電荷取走，A點的電場強度不變，仍為100 N/C.重點探究一、電場強度(1)電場的基本性質(zhì)是什么？如何去探究電場的這種

6、性質(zhì)？導學探究答案電場對放入其中的電荷有力的作用.可在電場中放一試探電荷，通過分析試探電荷的受力研究電場的性質(zhì).(2)在空間中有一電場，把一帶電荷量為q的試探電荷放在電場中的A點，該電荷受到的靜電力為F.若把帶電荷量為2q的點電荷放在A點，則它受到的靜電力為多少？若把帶電荷量為nq的點電荷放在該點，它受到的靜電力為多少？電荷受到的靜電力F與電荷量q有何關系？答案2F，nF.F與q成正比，即F與q的比值為定值.1.電場強度的大小和方向都是由電場本身所決定的，與試探電荷無關.2.電場強度是矢量，其方向與在該點的正電荷所受靜電力的方向相同，與在該點的負電荷所受靜電力的方向相反.3.公式E 可變形為F

7、qE：正電荷所受靜電力方向與電場強度方向相同，負電荷所受靜電力方向與電場強度方向相反.知識深化例1(2018北師大附中高二期中)電場中有一點P，下列說法正確的是A.若放在P點的試探電荷的電荷量加倍，則P點的場強加倍B.若P點沒有試探電荷，則P點的場強為零C.P點的場強越小，則同一電荷在P點受到的電場力越小D.P點的場強方向就是試探電荷在該點的受力方向解析若放在P點的電荷的電荷量加倍，則P處電荷受到的電場力會加倍，而此處的電場強度卻不變，即使不放電荷，電場強度仍保持不變，故A、B錯誤；電場力由電場強度與電荷量決定，P點的場強越小，則同一電荷在P點受到的電場力一定越小，故C正確；P點的場強方向為放

8、在該點的正電荷所受電場力方向，故D錯誤.例2如圖1所示，在一帶負電的導體A附近有一點B，如在B處放置一個q12.0 108 C的電荷，測出其受到的靜電力F1大小為4.0106 N，方向如圖，則：(1)B處場強多大？方向如何？圖圖1答案200 N/C方向與F1方向相反因為是負電荷，所以場強方向與F1方向相反.(2)如果換成一個q24.0107 C 的電荷放在B點，其受力多大？此時B處場強多大？答案8.0105 N200 N/C解析q2在B點所受靜電力F2q2EB4.0107200 N8.0105 N，方向與場強方向相同，也就是與F1方向相反.此時B處場強仍為200 N/C，方向與F1方向相反.(

9、3)如果將B處電荷拿走，B處的場強是多大？答案200 N/C解析某點場強大小與有無試探電荷無關，故將B處電荷拿走，B點場強大小仍為200 N/C.學科素養(yǎng)以上兩題通過電場強度定義式及其變式的應用，使學生進一步理解比值定義法，并掌握電場強度的決定因素，較好地體現(xiàn)了“物理觀念”的學科素養(yǎng).二、點電荷的電場電場強度的疊加(1)如圖所示，在正點電荷Q的電場中有一試探電荷q放于P點，已知P點到Q的距離為r，Q對q的作用力是多大？Q在P點產(chǎn)生的電場的電場強度是多大？方向如何？導學探究方向沿QP的連線由Q指向P.(2)如果再有一正點電荷QQ，放在如圖所示的位置，P點的電場強度多大？答案如圖所示，P點的電場強

10、度為Q、Q單獨在P點產(chǎn)生的電場強度的矢量和. 公式 比較內(nèi)容 本質(zhì)區(qū)別定義式?jīng)Q定式適用范圍一切電場真空中點電荷的電場Q與q的意義q為檢驗電荷的電荷量Q為場源電荷的電荷量關系理解E的大小與F、q的大小無關E的大小與Q成正比知識深化3.電場強度是矢量，合成時遵循矢量運算法則(平行四邊形定則或三角形定則)；對于同一直線上電場強度的合成，可先規(guī)定正方向，進而把矢量運算轉化成代數(shù)運算.例3如圖2所示，真空中，帶電荷量分別為Q和Q的點電荷A、B相距r，求：(1)兩點電荷連線的中點O的場強大小和方向.圖圖2解析如圖甲所示，A、B兩點電荷在O點產(chǎn)生的場強方向相同，均由AB.(2)在兩點電荷連線的中垂線上，距A

11、、B兩點都為r的O點的場強大小和方向.方向平行于AB指向B.三、電場線(1)為了形象的描述電場，法拉第引入了電場線的概念.電場線是真實存在的嗎？導學探究答案電場線實際上不存在.(2)電場線是如何表示電場方向和強弱的？答案在電場中，電場線某點的切線方向表示該點電場強度的方向；電場線的疏密表示電場強度的相對大小，電場強度較大的地方電場線較密，反之較疏.(3)試畫出點電荷、等量異號點電荷、等量同號點電荷及勻強電場的電場線.答案答案見課本1.電場線是為了形象地描述電場而假想的線，實際上是不存在的.2.電場線每點的切線方向與該點的電場強度方向相同.3.幾種特殊的電場線分布，如圖3所示.知識深化圖圖3例4

12、(2018啟東市期中)如圖4為金屬球放入勻強電場后電場線的分布情況.設該電場中A、B兩點的電場強度大小分別為EA、EB，則A、B兩點A.EAEB，電場方向相同B.EAEB，電場方向不同D.EAEB，電場方向不同圖圖4解析電場線的疏密表示電場強弱，由題圖可知，B點密集，A點稀疏，故EAEB，又電場方向為電場線的切線方向，A、B兩點的電場方向不同，故A、B、C錯誤，D正確.達標檢測1.(電場強度的概念)(2018福州市八校聯(lián)考)關于電場強度的概念，下列說法正確的是A.由E 可知，某電場的場強E與q成反比，與F成正比B.電場中某一點的場強與放入該點的試探電荷的正負無關C.正、負試探電荷在電場中同一點

13、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D.電場中某一點不放試探電荷時，該點場強等于零12345解析E 是電場強度的定義式，某電場的場強E的大小和方向都取決于電場本身，而與試探電荷的電荷量q、試探電荷受到的電場力F無關，故A、C錯誤，B正確.某點不放試探電荷時，該點的電場依然存在，故D錯誤.123452.(點電荷的電場)對電場強度公式E 有幾種不同理解，其中正確的是A.只要帶電體電荷量為Q，在距離r處激發(fā)的電場都能用此公式計算場強EB.以點電荷Q為中心、r為半徑的球面上各處的場強E相同C.當離場源電荷距離r0時，場強ED.當離場源電荷距離r時，場強E012345解析電

14、場強度公式E 適用于點電荷形成的電場，對于不能看成點電荷的帶電體，本公式不再適用，故A選項錯誤；電場強度是矢量，以點電荷Q為中心、r為半徑的球面上各處的場強E大小相等，方向不同，故B選項錯誤；當離場源電荷距離r0時，此時帶電體不能看成點電荷，公式不再成立，故C選項錯誤；當離場源電荷距離r時，根據(jù)公式可得場強E0，故D選項正確.123453.(電場線)(2017如東中學高一期末)如圖所示的電場中，一帶電質(zhì)點從P點沿著電場線方向運動，若只受電場力作用，質(zhì)點加速度逐漸增大的是1234512345解析電場線疏密表示電場強度的大小.A選項中電場強度減小；B選項中電場強度增大；C選項中電場強度不變；4.(

15、電場強度的疊加)(2018煙臺市高二期末)如圖5所示，四個點電荷所帶電荷量的絕對值均為Q，分別固定在正方形的四個頂點上，正方形邊長為a，則正方形兩條對角線交點處的電場強度圖圖512345123455.(場強的計算)(2018濟寧市期末)如圖6所示，把可視為點電荷的帶電小球A用絕緣細桿固定，其電荷量為Q4.0106 C，在距A球r0.30 m處放置試探電荷B，其電荷量為q5.0108 C，靜電力常量k9109 Nm2/C2.求：圖圖6(1)試探電荷B所受庫侖力F的大?。淮鸢?102 N12345(2)試探電荷B所在位置的電場強度E的大小.答案4105 N/C12345課時對點練一、選擇題考點一電

16、場和電場強度1.(多選)下列說法中正確的是A.只要有電荷存在，電荷周圍就一定存在著電場B.電場是一種物質(zhì)，它與其他物質(zhì)一樣，是不依賴我們的感覺而客觀存在的 東西C.電荷間的相互作用是通過電場而產(chǎn)生的，電場最基本的性質(zhì)是對處在它里 面的電荷有力的作用D.場強的定義式E 中，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場的電 荷的電荷量123456789 101112132.(2018聊城市期末)某點電荷電荷量為Q，在其電場中的P點放一電荷量為q的試探電荷，受到的靜電力為F，則C.撤去試探電荷，P點的電場強度變?yōu)榱鉊.把q變?yōu)?q，則P點的電場強度變?yōu)樵瓉淼?倍123456789 101112133.

17、一個試探電荷在電場中某點受到的靜電力為F，這一點的電場強度為E，在下圖中能正確反映q、E、F三者關系的是123456789 10111213解析電場中某點的電場強度由電場本身的性質(zhì)決定，與放入該點的試探電荷及其所受靜電力無關，A、B錯誤；試探電荷在該點受到的靜電力FEq，F(xiàn)正比于q，C錯誤，D正確.123456789 10111213考點二電場線4.(2018無錫市江陰四校高二期中)在如圖所示的各電場中，A、B兩點場強相同的是123456789 10111213解析A選項中，A、B兩點電場強度大小相等但方向不同；B選項中，A、B兩點電場強度方向相同但大小不等；C選項為勻強電場，電場強度處處相同

18、；D選項中，B處電場線密集，故B處電場強度大，且A、B兩點電場強度方向不同.5.如圖1所示是某靜電場的一部分電場線分布情況，下列說法中正確的是A.這個電場可能是負點電荷的電場B.點電荷q在A點處受到的靜電力比在B點處受到的靜電力大C.負電荷在B點處受到的靜電力的方向沿電場線的切線方向D.點電荷q在A點處的瞬時加速度比在B點處的瞬時加速度小 (不計重力)圖圖1123456789 10111213解析負點電荷的電場線是從四周無限遠處不同方向指向負點電荷的直線，故A錯；電場線越密的地方場強越大，由題圖知EAEB，又因FqE，得FAFB，故B正確；由a 知，aF，所以aAaB，故D錯；負電荷在B點受到

19、的靜電力的方向與B點電場強度的方向相反，故C錯.123456789 101112136.A、B是一條電場線上的兩個點，一負點電荷僅在靜電力作用下以一定的初速度從A點沿電場線運動到B點，其vt圖象如圖2所示.則此電場的電場線分布可能是圖圖2123456789 10111213解析負點電荷在靜電力的作用下由A運動到B，由vt圖象知：負點電荷做加速度逐漸增大的減速運動.由Fma得靜電力越來越大，即AB電場強度越來越大，電場線分布越來越密.又由于負電荷所受靜電力方向與速度方向相反，故場強方向為由A到B，故A選項正確.123456789 10111213考點三點電荷的電場電場強度的疊加7.(2018安徽

20、師大附中期末)如圖3所示是某個點電荷電場中的一根電場線，在電場線上的O點由靜止釋放一個自由的負電荷(僅受電場力作用)，它將沿電場線向B點運動.下列判斷中正確的是A.電場線由B指向A，該電荷做加速運動，加速度越來越小B.電場線由B指向A，該電荷做加速運動，其加速度大小的變化不能確定C.電場線由A指向B，該電荷做勻速運動D.電場線由B指向A，該電荷做加速運動，加速度越來越大123456789 10111213圖圖3123456789 10111213解析負電荷由靜止開始從O運動到B，其所受電場力方向從O到B，場強方向與負電荷所受電場力方向相反，故場強方向由B指向A.負電荷從靜止開始，必定做加速運動

21、，由于電場線的分布情況未知，場強如何變化無法確定，電場力和加速度如何變化也無法確定，故B正確，A、C、D錯誤.8.如圖4所示，a、b、c、d四個點在一條直線上，a和b、b和c、c和d間的距離均為R，在a點處固定有一電荷量為Q的正點電荷，在d點處固定有另一個電荷量未知的點電荷，除此之外無其他電荷，已知b點處的場強為零，則c點處場強的大小為(k為靜電力常量)圖圖4123456789 10111213解析據(jù)題可知，b點處的場強為零，說明a處和d處的兩個點電荷在b處產(chǎn)生的場強大小相等、方向相反，則有：123456789 101112139.如圖5所示，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點，O點為半

22、圓弧的圓心，MOP60.電荷量相等、符號相反的兩個點電荷分別置于M、N兩點，這時O點電場強度的大小為E1；若將N點處的點電荷移至P點，則O點的電場強度大小變?yōu)镋2.那么，E1與E2之比為圖圖5123456789 1011121310.AB和CD為圓上兩條相互垂直的直徑，圓心為O.將電荷量分別為q和q的兩點電荷放在圓周上，其位置關于AB對稱且距離等于圓的半徑，如圖6所示.要使圓心處的電場強度為零，可在圓周上再放一個適當?shù)狞c電荷Q，則該點電荷QA.應放在A點，Q2qB.應放在B點，Q2qC.應放在C點，QqD.應放在D點，Qq圖圖6123456789 10111213解析根據(jù)平行四邊形定則，求出q和q在O點產(chǎn)生的合場強，大小等于其中一個點電荷在O點產(chǎn)生的場強的大小，方向水平向右，要使圓心處的電場強度為零，應在C點放一個電荷量Qq的點電荷或在D點放一個電荷量Qq的點電荷，C選項正確.123456789 1011121311.(2018齊齊哈爾市期末)如圖7所示，電荷量為q的點電荷與均勻帶電圓形薄板相距為2d，點電荷到帶電薄板的垂