1、第九章静电场及其应用3电场电场强度1.知道电场的概念及电场的基本性质.2.理解电场强度及其定义式，并能用该公式进行有关计算.3.掌握点电荷的电场和电场强度的叠加.4.知道电场线的概念，了解几种典型电场的电场线分布特点.学习目标知识梳理重点探究随堂演练内容索引NEIRONGSUOYIN课时对点练一、电场知识梳理1.电场：存在于 周围的一种特殊物质，电荷之间的相互作用是通过 产生的.2.场像分子、原子等实物粒子一样具有 ，场是 存在的一种形式.电荷电场能量物质1.试探电荷与场源电荷(1)试探电荷：为了便于研究电场各点的性质而引入的电荷，是电荷量和体积都 的点电荷.(2)场源电荷：的带电体所带的电荷
2、，也叫源电荷.二、电场强度很小激发电场2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度2.电场强度(1)定义：放入电场中某点的试探电荷所受的 跟它的 的比值，叫作该点的电场强度.(2)定义式：E .(3)单位：.(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 ，与负电荷在该点所受静电力的方向 .静电力电荷量牛每库(N/C)相同相反2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度202
3、0-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度1.真空中点电荷的电场(1)场强公式：E .(2)方向：如果以电荷量为Q的点电荷为中心作一个球面，当Q为正电荷时，E的方向沿半径 ；当Q为负电荷时，E的方向沿半径 .2.电场强度的叠加场强是 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 在该点产生的电场强度的 .三、点电荷的电场电场强度的叠加向外向内矢单独矢量和2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度1.电
4、场线(1)概念：电场线是画在电场中的一条条 的曲线，曲线上每点的_方向表示该点的电场强度方向.(2)特点电场线从 或无限远出发，终止于 或负电荷.同一电场的电场线在电场中 .在同一电场中，电场强度较大的地方电场线 ，电场强度较小的地方电场线 .四、电场线匀强电场有方向切线正电荷无限远不相交较密较疏2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度2.匀强电场(1)概念：如果电场中各点的电场强度的大小 、方向 ，这个电场就叫作匀强电场.(2)特点：电场方向处处相同，电
5、场线是 .场强大小处处相等，电场线疏密程度 .相等相同平行直线相同2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度1.判断下列说法的正误.(1)根据电场强度的定义式E 可知，E与F成正比，与q成反比.()(2)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，场强反向.()(3)由E 知，在以Q为球心、r为半径的球面上，各处场强相同.()(4)公式E 与E k中q与Q含义不同.()即学即用2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册
6、课件：9.3电场 电场强度2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度(5)若空间中只有两个点电荷，则该空间某点的场强等于这两个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和.()(6)在相邻的两条电场线之间没画电场线的地方也有电场.()2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度2.在静电场中的某一点A放一个试探电荷q11010 C，q受到的静电力为1108 N，方向向左，则A点的场强的大小为_，方向_；如果从A点取走q
7、，A点场强大小为_.100 N/C向右100 N/C2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度解析由题意知，q11010 C，F1108 N，由场强的定义知A点的场强的大小为：场强方向与负电荷在A点所受静电力方向相反，所以A点的场强方向向右；电场强度是反映电场性质的物理量，与有无试探电荷无关，把这个试探电荷取走，A点的电场强度不变，大小仍为100 N/C.2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度2020-20
8、21学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度导学探究(1)电荷A是如何对电荷B产生作用力的？电荷B是如何对电荷A产生作用力的？一、电场电场强度重点探究答案电荷A在周围产生电场，该电场对电荷B有力的作用，电荷B在周围产生电场，该电场对电荷A有力的作用.2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度答案2FnFF与q成正比，即F与q的比值为定值(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.
9、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？2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度(3)如图1，若此电场为正点电荷Q的电场，在距Q的距离为r处放一试探电荷q，求q受到的静电力F与q的比值；该比值与q有关吗？图图12020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度2020-2021学年高二上学期物理人教版（
10、2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度1.电场强度的大小和方向都是由电场本身所决定的，与试探电荷无关.2.电场强度是矢量，其方向与在该点的正电荷所受静电力的方向相同，与在该点的负电荷所受静电力的方向相反.3.公式E 可变形为FqE，正电荷所受静电力方向与该点电场强度方向相同，负电荷所受静电力方向与该点电场强度方向相反.知识深化2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度例(2020河北鸡泽一中期末)关于电场强度，下列说法正确的是A.电场中某点的电场强度
11、在数值上等于单位电荷在该点所受的静电力B.电场强度的方向总是跟静电力的方向一致C.在点电荷Q附近的任意一点，如果没有把试探电荷q放进去，则这一点的电场强度为零D.根据公式E 可知，电场强度的大小跟静电力成正比，跟放入电场中的电荷的电荷量成反比2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度解析根据电场强度的定义E可知，电场强度在数值上等于单位电荷在该点所受的静电力，故A正确；电场强度的方向总是跟正电荷所受的静电力的方向相同，与负电荷所受的静电力的方向相反，故B错误
12、；电场中的场强取决于电场本身，与有无试探电荷无关，如果没有把试探电荷q放进去，则这一点的电场强度不变，故C错误；场强大小取决于电场本身，与放入电场中的电荷的电荷量无关，故D错误.2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度例2如图2所示，在一带负电荷的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q12.0108 C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0106 N，方向如图，则：(1)B处场强多大？方向如何？图图2答案200 N/C方向与F1方向相反因为B处是负电荷
13、，所以B处场强方向与F1方向相反.2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度(2)如果换成一个q24.0107 C 的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？答案8.0105 N200 N/C解析q2在B点所受静电力大小F2q2EB4.0107200 N8.0105 N，方向与场强方向相同，也就是与F1方向相反.此时B处场强大小仍为200 N/C，方向与F1方向相反.2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强
14、度2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度(3)如果将B处电荷拿走，B处的场强是多大？答案200 N/C解析某点场强大小与有无试探电荷无关，故将B处电荷拿走，B处场强大小仍为200 N/C.2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度二、点电荷的电场电场强度的叠加导学探究(1)如图3所示，在正点电荷Q的电场中，P点到Q的距离为r，则Q在P点的电场强度是多大？方向如何？图图3方向沿QP的连线由Q指向P.2020-
15、2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度(2)如果再有一正点电荷QQ，放在如图4所示的位置，P点的电场强度多大？答案如图所示，P点的电场强度为Q、Q单独在P点产生的电场强度的矢量和，图图42020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度知识深化2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度20
16、20-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度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)；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.2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：9.3电场 电场强度例3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：(1)两点电荷连线的中点O的场强大小和方向.图图5解析如图甲所示，A、B两点电荷在O点产生的场强方向相同，均由AB
17、.A、B两点电荷分别在O点的电场强度大小(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.方向平行于AB向右.针对训练1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，电荷量的大小关系为qq，则三角形ABC的几何中心处电场强度的方向A.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图图6又OAOBOC，方向垂直于AB边指向C，选项C正确.导学探究(1)电荷周围存在着电场，法拉第采用了什么简洁方法来描述电场？三、电场线答案法拉第采用了画电场线的方法描述电场.(2)在实验室，可以用实验模拟电场线；头发屑在蓖麻油中排列显示了电场线的形
18、状，这能否说明电场线是实际存在的线？答案电场线实际不存在，但可以用实验模拟.1.电场线的特点(1)电场线总是从正电荷或无穷远处出发，终止于无穷远处或负电荷，因此，电场线有起始点和终止点，不是闭合曲线.(2)同一电场中的电场线永远不会相交.因为电场中每一点的场强只有一个方向，如果电场线在电场中某点相交，则交点处相对两条电场线就有两个切线方向，该点处的场强就有两个方向，这是不可能的.(3)在同一电场里，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.(4)电场线是为了形象描述电场而假想的曲线，实际不存在.知识深化2.点电荷的电场线正点电荷的电场线从正点电荷出发终止于无限远处，负点电荷的电
19、场线由无限远处出发终止于负电荷，如图7所示，其特点有：图图7(1)点电荷形成的电场中，不存在电场强度相同的点，离场源电荷越近，电场线越密集，电场强度越强.(2)若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直.在此球面上电场强度大小处处相等，方向各不相同.3.匀强电场的电场线匀强电场的电场线是间隔相等的平行线，场中各点场强大小相等、方向相同.例4如图8所示是电场中某区域的电场线分布，a、b是电场中的两点，则A.a点的电场强度较大B.同一点电荷放在a点受到的静电力比放在b点时受到的静电力小C.正电荷在a点由静止释放，它在静电力作用下运动的轨迹与电场线一致D.电荷在a点受到静电力方向必定与电场方向
20、一致图图8解析a点处的电场线比b点处的密，因此a点的电场强度比b点的大，同一点电荷在a点受到的静电力也大，故A正确，B错误；正电荷在a点由静止释放时，静电力方向始终沿电场方向，而速度方向则在不断变化，因此其运动的轨迹不沿电场线，故C错误；若是负电荷，则在a点受静电力方向和电场方向相反，因此在a点受到静电力方向不一定和电场方向相同，故D错误.针对训练2下列各电场中，A、B两点电场强度相同的是解析A图中，A、B两点电场强度大小相等，方向不同；B图中，A、B两点电场强度的方向相同，但大小不等；C图中是匀强电场，则A、B两点电场强度大小、方向相同；D图中，A、B两点电场强度大小、方向均不相同，故选C.
21、1.(电场强度的概念)电场中有一点P，下列说法正确的是A.若放在P点的电荷的电荷量减半，则P点场强减半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点所受的静电力越大D.P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向1234随堂演练解析电场强度是由电场本身决定的，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，选项A、B错误.电荷量一定时，由FEq可知，P点场强越大，同一电荷在P点所受的静电力越大，C正确.若试探电荷是正电荷，它在该点的受力方向就是P点的场强方向，若试探电荷是负电荷，它在该点的受力方向的反方向是P点场强的方向，D错误.12342.(点电荷的电场)下
22、列关于点电荷的场强公式Ek 的几种不同的理解，正确的是A.以点电荷Q为中心，r为半径的球面上，各处的场强相同B.当r0时，E；当r时，E0C.在点电荷Q产生的电场中，各点的场强方向一定是背向点电荷QD.在点电荷Q产生的电场中，某点的场强大小与Q成正比，与r2成反比1234解析以点电荷Q为中心，r为半径的球面上，各处的场强大小相等、方向不同，场强是矢量，所以场强不同，故A错误.当r0时，点电荷的场强公式Ek 已经不适用，当r时，E0，故B错误.在点电荷Q产生的电场中，各点的场强方向与点电荷Q的性质有关，正点电荷产生的电场中，各点的场强方向是背向点电荷Q，负点电荷产生的电场中，各点的场强方向是指向
23、点电荷Q，故C错误.在点电荷Q产生的电场中，场强为Ek ，某点的场强大小与Q成正比，与r2成反比，故D正确.12343.(电场线)一负电荷从电场中A点由静止释放，只受静电力作用，沿电场线运动到B点，它运动的速度时间图像如图9所示.则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是1234图图9解析由vt图像可知，负电荷做加速度增大的加速运动，负电荷受到的静电力方向逆着电场线方向，且电场强度增大，电场线变密集，故C对.123412344.(电场强度的叠加)如图10所示，以O为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f.等量正、负点电荷分别放置在a、d两处时，在圆心O处产生的电场强度大小为E.现改变a
24、处点电荷的位置，关于O点的电场强度变化，下列叙述正确的是A.移至c处，O处的电场强度大小不变，方向沿OeB.移至b处，O处的电场强度大小减半，方向沿OdC.移至e处，O处的电场强度大小减半，方向沿OcD.移至f处，O处的电场强度大小不变，方向沿Oe图图1012341234考点一电场、电场强度1.(多选)(2020巴蜀中学期中)在电场中的某点A放一电荷量为q的试探电荷，它所受到的静电力大小为F，方向水平向右，则A点的场强大小EA ，方向水平向右.下列说法正确的是A.在A点放置一个电荷量为q的试探电荷，A点的场强方向变为水平向左B.在A点放置一个电荷量为2q的试探电荷，则A点的场强变为C.在A点放
25、置一个电荷量为q的试探电荷，它所受的静电力方向水平向左D.在A点放置一个电荷量为2q的试探电荷，它所受的静电力大小为2F基础对点练课时对点练123456789 10111213解析电场强度的方向与正试探电荷所受的静电力方向相同，所以A点的电场强度方向水平向右.电场强度是反映电场本身的性质，与试探电荷的正负和带电荷量大小无关，故A、B错误；在A点，正电荷的受力方向和负电荷的受力方向相反，故负电荷所受的静电力方向为水平向左，故C正确；A点的场强一定，则由FqE知在A点放置一个电荷量为2q的试探电荷，则它所受的静电力大小变为2F，故D正确.123456789 101112132.一个带电荷量为q的试
26、探电荷在电场中某点受到的静电力为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123456789 10111213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静电力无关，A、B错误；试探电荷在该点受到的静电力FEq，F正比于q，C错误，D正确.3.如图1所示是在一个电场中A、B、C、D四点分别引入试探电荷时，测得的试探电荷的电荷量跟它所受静电力的函数关系图像，那么下列叙述正确的是123456789 10111213图图1A.A、B、C、D四点的电场强度大小相等B.A、B、C、D四点的电场强度大小关系是EDEAEBECC.A、B、C、D四点的电场
27、强度大小关系是EAEBEDECD.无法确定这四个点的电场强度大小关系解析题图中给出了A、B、C、D四个位置上试探电荷所受静电力大小与其电荷量的变化关系，Fq图像的斜率的绝对值表示电场强度大小，斜率绝对值大的电场强度大，斜率绝对值小的电场强度小，故B正确，A、C、D错误.123456789 10111213考点二电场线4.某电场的电场线分布如图2所示，下列说法正确的是123456789 10111213A.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图图2解析电场线的疏密表示电场强
28、度的大小，由题图可知EdEc，EbEd，故选项C正确，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，即a点和b点的电场强度的方向不同，故选项D错误.123456789 101112135.(多选)如图3所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用EA、EB表示A、B两处的电场强度，则A.A、B两处的电场强度方向相同B.因为A、B在一条电场线上，且 电场线是直线，所以EAEBC.电场线从A指向B，所以EAEBD.不知A、B附近电场线的分布情况，EA、EB的大小不能
29、确定123456789 10111213图图3解析电场线的切线方向即电场强度方向，所以A正确；电场线的疏密程度表示电场强度大小，只有一条电场线的情况下不能判断电场强度大小，所以B、C错误，D正确.123456789 10111213考点三点电荷的电场电场强度的叠加6.在真空中有一点电荷形成的电场，离该点电荷距离为r0的一点，引入一电荷量为q的试探电荷，所受静电力为F，则离该点电荷为r处的电场强度大小为123456789 10111213解析根据点电荷电场强度公式E 可得：真空中同一点电荷产生的电场强度大小与距离r的平方成反比，123456789 101112137.(2019山西大学附属中学高
30、二上月考)如图4所示，图甲中A、B是一条电场线，图乙是放在电场线上a、b处的试探电荷的电荷量与所受的静电力大小的关系图像，由此可判断A.电场方向一定由A指向BB.若场源电荷为正电荷，位置在A侧C.若场源电荷为负电荷，位置在B侧D.若场源电荷为正电荷，位置在B侧123456789 10111213图图4解析由电场强度的定义式E 得知，Fq图像的斜率表示电场强度，123456789 10111213图线a的斜率大于b的斜率，说明a处场强大于b处的场强，若该电场是由点电荷产生的，说明a距离场源电荷较近，即场源电荷位置在A侧，由于试探电荷的电性未知，电场线的方向不能确定，故场源电荷可能是正电荷，也可能
31、是负电荷，故A、C、D错误，B正确.8.如图5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点的电场强度大小为EA，方向与AB连线成60角，B点的电场强度大小为EB，方向与AB连线成30角.关于A、B两点电场强度大小EA、EB的关系，以下结论正确的是123456789 10111213图图5即EA3EB，故D正确.123456789 101112139.(2019安顺市高二上月考)如图6，真空中a、b、c、d四点共线且等距.先在a点固定一点电荷Q，测得b点场强大小为E，若再将另一等量异种点电荷Q放在d点，则A.b点的场强比c点的大 B.c点的场强大小为 EC.b点的场强方向向左
32、D.c点的场强方向向左123456789 10111213图图6解析设abbccdL，点电荷Q在b点产生的场强大小为E，123456789 10111213方向水平向右，故B正确.10.如图7所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q0)的固定点电荷.已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)能力综合练123456789 10111213图图7解析已知a处点电荷q和带电圆盘均在b处产生电场，123456789 10111213方向与E2相同，11.如图8
33、所示，等边三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷q、q、q，已知三角形边长为 L，静电力常量为k，则该三角形中心O点处的场强大小、方向如何？123456789 10111213图图8解析O点是三角形的中心，123456789 10111213根据对称性和几何知识可知，再与q在O处产生的场强合成，12.如图9所示，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为相互垂直且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(不计重力，静电力常量为k)：(1)匀强电场场强E的大小、方向如何？123456789 10111213图
34、图9解析对试探电荷进行受力分析如图所示，123456789 10111213正电荷所受静电力方向与场强方向相同，故匀强电场方向沿db方向.123456789 10111213(2)试探电荷q放在点c时，受力Fc的大小、方向如何？方向与ac方向成45角斜向下.123456789 10111213(3)试探电荷q放在点b时，受力Fb的大小、方向如何？123456789 10111213拓展提升练图图1013.如图10所示，正方形线框由边长为L的粗细均匀的绝缘棒组成，O是线框的中心，线框上均匀分布着正电荷，现在线框上侧中点A处取下足够短的带电荷量为q的一小段，将其沿OA连线延长线向上移动 的距离到B点处，若线框的其他部分的带电荷量与电荷分布保持不变，则此时O点的电场强度大小为123456789 10111213解析线框上其他部分的电荷在O点产生的合场强大小等效为与A点关于O点对称的电荷量为q的电荷在O点产生的场强大小，本课结束
