9.3 电场 电场强度 导学案 -2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word版含答案）

9.3电场 电场强度
【学习目标】
（1）知道电荷间的相互作用是通过电场发生的。
知道常见的几种电场，理解电场线及特点。
【学习重点】
理解电场强度、掌握电场强度的矢量性。
【学习难点】
会进行点电荷的叠加与计算。
【学习过程】
自主预习探新知
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发生的，静止场源电荷在其周围产生的电场，即静电场。
2．基本性质：对放入其中的电荷有作用力。
二、电场强度
1．试探电荷：电量和体积足够小的电荷，放入电场后不影响原电场的分布。
2．电场强度
（1）定义：放入电场中某点处的试探电荷受到的电场力F跟它的电量q之比，简称场强，用字母E表示。
（2）公式：E＝。
（3）单位：牛顿每库仑，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。
三、点电荷的电场
1．点电荷的电场
（1）公式：E＝k。
（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。
2．电场的叠加原理：如果空间中同时存在多个点电荷，这时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。
四、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限远出发，终止于无限远或负电荷。
（5）匀强电场的电场线是间隔距离相等的平行直线。
点电荷的电场线
（1）点电荷的电场线呈辐射状，正电荷的电场线向外至无限远，负电荷则相反，如图所示
甲 乙
（2）以点电荷为球心的球面上，电场线疏密相同，但方向不同，说明电场强度大小相等，但方向不同。
（3）同一条电场线上，电场强度方向相同，但大小不等。实际上，点电荷形成的电场中，任意两点的电场强度都不同。
等量异种点电荷与等量同种点电荷的电场线比较
等量异种点电荷 等量同种（正）点电荷
电场线分布图
连线上的场强大小 O点最小，从O点沿连线向两边逐渐变大 O点为零，从O点沿连线向两边逐渐变大
中垂线上的场强大小 O点最大，从O点沿中垂线向两边逐渐变小 O点为零，从O点沿中垂线向两边先变大后变小
关于O点对称的点A与A′、B与B′的场强 等大同向 等大反向
巩固练习
一、单选题
1．如图所示，带箭头的直线是一个负点电荷电场中的一条电场线，电场线上有A、B两点，用、分别表示两处的电场强度大小，则（　　）
A． B． C． D．无法确定
2．如图所示，正电荷q只在静电力作用下由P向Q做加速运动，而且所受静电力越来越大，那么可以判定，它所在的电场是图中（　　）
A． B． C． D．
3．图为某静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是（　　）
A．这个电场可能是负点电荷形成的
B．C点处的电场强度为零，因为那里没有电场线
C．点电荷q在A点受到的静电力比在B点受到的静电力大
D．负电荷在B点受到的静电力的方向与电场强度的方向相同
4．如图所示，在粗糙水平面上间隔一定距离放置两个带电的物体A、B，带电荷量分别为Q和-q（设两电荷间只有库仑力），开始时，A、B均处于静止状态，在物体B上施加一水平向右的恒力F，使物体A、B向右运动。在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．力F、库仑力及摩擦力对物体A所做的功之和等于物体A的动能增量
B．力F做的功与摩擦力对物体B做的功之和等于物体B的动能增量
C．力F做的功加上摩擦力对物体B做的功等于物体B的动能增量
D．力F做的功及摩擦力对物体A和B做功的代数和等于物体A和B的动能增量及电势能增量之和
5．关于电场强度定义式和点电荷电场强度公式，下列说法正确的是（　　）
A．和都只对点电荷产生的电场才成立
B．中的E是式中q所产生的电扬的场强大小
C．中的E是某电场的场强，式中Q是放入此电场中的点电荷
D．在某一电场中，根据，当q变为两倍，q所受到的电场力F也变为两倍
6．如图所示，电荷量为q的负点电荷与均匀带电薄板相距2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中A点的电场强度为0，则B点的电场强度（　　）
A．大小为，方向沿AB向左 B．大小为，方向沿AB向右
C．大小为，方向沿AB向左 D．大小为，方向沿AB向右
二、解答题
7．如图所示，轻质绝缘细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角。已知小球所带电荷量，匀强电场的场强，取重力加速度。求：
（1）小球带何种电性的电荷？
（2）小球所受电场力的大小；
（3）小球的质量。
8．如图所示，在两个等量异号点电荷产生的电场中有A、B、C三点，都在两个电荷的连线上，B处于两点电荷连线的中点，，均等于两点电荷距离的。若某正电荷先后放在A、B、C三点，该电荷在A、B、C三点所受的电场力大小、方向关系如何？
9．如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球，静止在图示位置，左端固定着另一个带正电的小球，已知球的质量为，带电荷量为，静止时张角，和在同一条水平线上，整个装置处于真空中（、可视为质点，重力加速度为）。求：
（1）此时小球受到的电场力为多大；
（2）小球所在处的电场强度为多大？方向如何？
10．如下图所示，Q1带正电、Q2带负电，且Q1的电量大于Q2，则在两点电荷连线上的三个点A、B、C中，哪个点的合场强可能为0
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．D
3．C
4．D
5．D
6．D
7．（1）带正电；（2）；（3）
8．大小关系满足，方向均水平向右
9．（1）；（2），方向向右
10．C
2 / 2