【2021新版】人教版高中物理选修3-1导学案1.3电场强度

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第三节
电场强度
课前预习
【学习目标】
1．知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是客观存在的一种特殊的形态．
2．理解电场强度的概念及其定义，会根据电场强度的定义进行有关的计算．
3．知道场强的叠加原理，并能应用这一原理进行简单的计算．
4．
知道电场线的定义和特点，会用电场线描述电场强度的大小、方向．
【知识储备】
1．库仑定律内容及表达式
2．矢量叠加法则——平行四边形定则
【自主预习】
1．英国物理学家、化学家
首先提出场的概念．他指出：电荷的周围存在
，带电体间的相互作用是通过它们各自产生的
传递的．电场是一种特殊形态的
，电场最基本的特征是
，这也是检验空间是否存在电场的依据之一．
2．为研究电场而放进电场的电荷称为
；产生电场的电荷称为
．
3．电场强度是反映电场本身的力的性质的物理量．电场中某处的电场强度大小定义为放在该处的电荷受到的电场力跟该电荷的电量的
．电场强度的大小表示电场的
，电场强度的方向就是电场的
，且物理学中规定：电场中某点的电场强度的方向跟
电荷在该点所受的电场力的方向
．电场强度的单位是
或
．
4．E=F/q是电场强度的
，适用于
电场；
仅适用于真空中点电荷的电场．
5．如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就互相
，形成合电场．这时某点的场强等于各个点电荷
存在时在该点产生的场强的
．
6．如果在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的　　方向都跟该点的　　方向一致，这样的曲线就叫做电场线．电场线起始于　电荷，终止于　电荷；电场线不　　也不　　；任意两条电场线不　　；电场线密集的地方电场　，电场线稀疏的地方电场　．
7．在电场的某一区域内，如果各点的场强　　　　　都相同，这个区域的电场就叫做匀强电场．匀强电场中的电场线是　
　分布的　　直线．
【巩固训练】
一、单选题
1．电场强度单位的是（　　）
A．J
B．N/C
C．m/s
D．V
2．下列说法正确的是（　　）
A．电场和电场线一样，是人为设想出来的，其实并不存在
B．根据，当两点电荷间的距离趋近于零时，电场力将趋向无穷大
C．从公式来看，场强大小E与F成正比，与q成反比
D．当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体才可以看成点电荷
3．电场强度是矢量。电场中某点的电场方向（　　）
A．与正电荷在该点所受的静电力的方向相同
B．与负电荷在该点所受的静电力的方向相同
C．与正电荷在该点所受的静电力的方向垂直
D．与负电荷在该点所受的静电力的方向垂直
4．垂直电场方向射入的粒子流，分离成如图所示的三束，关于三束粒子流带电情况的判断，下列说法正确的是
A．a带正电，b带负电，c不带电
B．a带负电，b带正电，c不带电
C．a带正电，c带负电，b不带电
D．a带负电，c带正电，b不带电
5．由电场强度的定义式E=可知，在国际单位制中，电场强度的单位应是（　　）
A．牛/库
B．库/牛
C．特斯拉
D．伏特
6．在电场中的某点放入电荷量为+q的试探电荷时，测得该点的电场强度为E;若在该点放入电荷量为-2q的试探电荷，此时测得该点的场强：（　　）
A．大小为2E，方向和原来的相反
B．大小为E，方向和原来的相同
C．大小为2E，方向和原来的相同
D．大小为E，方向和原来的相反
7．电荷均匀分布的带电球体在球体外部产生的电场强度与位于球心处等电荷量的点电荷产生的电场强度相等。已知地球所带的电荷量约为，地球的半径约为6000
km，静电力常量，若将地球视为一个均匀带电球体，则地球表面附近的电场强度大小约为（　　）
A．100
N/C
B．200
N/C
C．300
N/C
D．400
N/C
8．下述说法中正确的是（　　）
A．根据，可知电场中某点的场强与电场力成正比
B．根据场强叠加原理，可知合电场的场强一定大于分电场的场强
C．根据，可知电场中某点的场强与形成电场的点电荷的电荷量成正比
D．根据，当两个电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向于无穷大
9．某电场的电场线如图所示，则点A和点B电场强度的大小关系是（　　）
A．EA=EB
B．EAC．EA>EB
D．电荷正负不明无法判断
10．水平放置的两相互靠近且平行的带电金属板，板间的电场可视为匀强电场，如图所示，电场中A、B两点的电场强度分别为EA、EB则（　　）
A．EA>EB
B．EAC．EA、EB的方向相同
D．EA、EB的方向相反
11．如图所示，A、B为匀强电场中某一条电场线上的两点．则A、B两点的电场强度
A．大小不等，方向相同
B．大小不等，方向不同
C．大小相等，方向相同
D．大小相等，方向不同
12．如图，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点。已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零，且＝2。则(　　)
A．q1＝2q2
B．q1＝4q2
C．q1＝－2q2
D．q1＝－4q2
13．在真空中，有两个相距为r的等量同种点电荷，电量都是Q，则在它们连线中点处电场强度的大小为（　　）
A．0
B．
C．
D．
14．关于电场线，下列说法中正确的是
A．电场线可以相交
B．电场线是真实存在的
C．电场线的疏密表示电场的强弱
D．电场线没有方向
15．如图所示，a、b为电场中同一水平电场线上的两点，电场强度分别为、，则（　　）
A．，方向相反
B．，方向相同
C．，方向相反
D．，方向相同
16．如图为某一个匀强电场的一些电场线，将一个正点电荷q置于该电场中，下面说法正确的是（　　）
A．正电荷q所受电场力方向是自上向下
B．正电荷q所受电场力方向是自右向左
C．电场线所表示的电场方向是自左向右
D．电场线所表示的电场方向是自右向左
17．如图所示，M，N为某电场中的两点，下列说法正确的是（　　）
A．该电场是匀强电场
B．该电场一定是点电荷产生的电场
C．M点的电场强度比N点的小
D．在M点放一个负电荷，其电场力的方向与电场方向相反
18．如图所示的电场中,属于匀强电场的是(　　
)
A．
B．
C．
D．
19．如图是某区域的电场线图，A、B是电场中的两个点，由图可知电场强度EA______EB（填“大于”或“小于”）．将一个正电荷先后放在A、B两点，他所受的电场力FA______FB（填“大于”或“小于”）．
20．下列各图中，正确描绘一个负电荷电场线的是
A．B．C．D．
21．带正电的点电荷周围的电场线分布如图所示，M、N为同一电场线上的两点，则M、N两点的电场强度
A．方向不同，大小相等
B．方向不同，大小不相等
C．方向相同，大小相等
D．方向相同，大小不相等
二、多选题
22．关于电场强度，下列说法错误的是（　　）
A．将检验电荷从电场中某点移走时，该点电场强度变为0
B．点电荷电场强度计算式中的Q指源电荷
C．对于公式，电场强度由检验电荷的受力和电量决定
D．虽然电场强度定义为，但某一点的电场强度与检验电荷无关
三、填空题
23．电场线上每一点的________与该点的场强方向一致；正点电荷形成的电场中，电场线始于________延伸到________；负点电荷形成的电场中，电场线起始于________终止于________。
24．在场源电荷Q的电场中，距离场源r处的场点的电场强度E=___________。
25．将试探电荷
q
放到电场中某一点，该点场强为
E，则该试探电荷受到的电场力
F=
___________。
26．一试探电荷q＝＋4×10－9
C，在电场中P点受到的静电力F＝6×10－7
N，则P点的电场强度大小为__________N/C；将试探电荷移走后，P点的电场强度大小为____________N/C；放一电荷量为q′＝1.2×10－6
C的电荷在P点，受到的静电力F′的大小为__________N。
27．如图，电场强度大小A点______B点（填“>”、“=”或“<”），A、B两点电场强度方向______。（填“相同”或者“不同”）
28．电荷的周围存在______，电场的基本性质就是对放入其中的______有______。
29．在如图所示的匀强电场中，一个电荷量Q=+2.0×10-8
C的点电荷所受电场力F＝4.0×10-4
N.沿电场线方向有A、B两点，A、B两点间的距离s=0.10
m.
求：
（1）匀强电场的电场强度E的大小；
（2）该点电荷从A点移至B点的过程中，电场力所做的功W.
参考答案
1．B
【详解】
A．功的国际单位是焦耳，焦耳的符号是J，A错误；
B．电场强度的国际单位是牛顿每库仑，符号是N/C，或伏特每米，符号是V/M，B正确；
C．速度的国际单位是米每秒，符号是m/s，C错误；
D．电压，电势差的单位是伏特，符号是V，D错误；
故选B。
2．D
【详解】
A．电场线是人为设想出来的，其实并不存在，电场是客观存在的，故A错误；
B．当两个点电荷距离趋于0时，两带电体已不能看出点电荷了，该公式
不适用了，故电场力并不是趋于无穷大，故B错误；
C．场强公式
采用比值定义法，E由电场本身的性质决定，与试探电荷无关，所以此场中某点的电场强度E与F无关，故C错误；
D．当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时，可以看成点电荷，故D正确。
故选D。
3．A
【详解】
电场中某点的电场方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同，与负电荷在该点所受的静电力的方向相反。
故选A。
4．B
【解析】
【详解】
根据粒子在电场中的偏转情况可知，a受力向左，b受力向右，c不受电场力；可知a带负电，b带正电，c不带电，故选B.
5．A
【详解】
在国际单位制中，电场强度的单位应是牛/库，A正确。
故选A。
6．B
【详解】
电场中某点电场强度由电场本身决定，与放入电荷无关。
故选B。
7．A
【详解】
根据点电荷的电场强度公式
代入数据，得地球表面附近的电场强度大小，选项A正确。
故选A。
8．C
【详解】
A．电场中某点的电场强度与试探电荷的电荷量以及所受的电场力的大小无关，故A错误；
B．电场强度是矢量，遵从矢量合成法则，所以合场强的大小不一定大于分电场的场强大小，故B错误；
C．公式
是电场强度的决定式，由公式可知点电荷激发的电场中，某点处的场强，与场源电荷的电荷量成正比，故C正确；
D．实际中的带电体，都有一定的大小，所以电荷之间的距离，并不能趋近于零，静电力也不会趋向于无穷大，故D错误。
故选C。
9．A
【详解】
该电场为匀强电场，则各点的场强相同，即
EA=EB
故选A。
10．C
【详解】
匀强电场中场强大小、方向处处相同，C正确。
故选C。
11．C
【解析】
A、B是匀强电场中的两点，电场强度大小相同，方向均水平向右，故C正确．
12．B
【解析】
【详解】
已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零，根据点电荷的电场强度公式得，PR=2RQ，解得：q1=4q2，故B正确，ACD错误。
13．A
【解析】
【详解】
根据可知，两个等量同种点电荷在中点产生的电场强度大小相等，方向相反，则合场强E=0，故A正确，BCD错误。
14．C
【详解】
A．电场线的切线方向就是电场的方向，如果两条电场线相交，则有两个切线方向，而事实上电场中的每一点的电场只有一个方向，故任意两条电场线不相交，A错误；
B．电场线是人们为了形象地描述电场而引入的假想曲线，它不是真实存在的，B错误；
C．电场线的疏密表示电场的强弱，C正确；
D．电场线的方向是正电荷所受电场力的方向，与负电荷所受电场力的方向相反，D错误；
故选C。
15．D
【详解】
因a点的电场线较b点密集，可知a点的电场强度较b点大，即，两点的电场强度方向均水平向右，即方向相同。
故选D。
16．C
【详解】
AB．正电荷q所受电场力方向与电场强度方向一致，即自左向右，故AB错误；
CD．电场线所表示的电场方向是自左向右，故C正确，D错误。
故选C。
17．D
【详解】
A．由图，结合匀强电场的特点可知，该电场一定不是匀强电场，故A错误；
B．点电荷的电场为均匀的、辐射状的电场，由图可知，该电场不是点电荷的电场，故B错误；
C．M、N是同一电场中的两点，由图看出，M处电场线密，N处电场线疏，则M处电场强度大于N处电场强度，故C错误；
D．在M点放一个负电荷，其电场力的方向与电场方向相反，D正确。
故选D。
18．D
【详解】
匀强电场中各点的场强大小和方向均相同，故其电场线为平行的等间距的直线，ABC均错误，D正确；
故选D。
19．＞，＞
【解析】
由图知A点的电场线比B点密，所以A点的电场强度大于B点的电场强度，故EA＞EB；
由电场力公式F=qE知FA＞FB．
故答案为：＞，＞．
20．A
【详解】
负电荷电场线方向指向负电荷，且电荷周围电场线均匀分布，故A正确．
21．D
【详解】
点电荷周围电场强度，故M的电场强度大于N，场强方向相同，故D正确；
故选D。
22．AC
【详解】
ACD．是电场强度的定义式，其由电场自身性质决定，而与检验电荷无关，故D正确，不符合题意，A、C错误，符合题意；
C．为真空中点电荷电场强度的决定式，式中Q为场源电荷，故B正确，不符合题意；
故选AC。
23．切线方向
正电荷
无穷远
无穷远
负电荷
【详解】
[1]电场线上每一点的切线方向与该点的场强方向一致。
[2][3]正点电荷形成的电场中，电场线始于正电荷延伸到无穷远。
[4][5]负点电荷形成的电场中，电场线起始于无穷远终止于负电荷。
24．
【详解】
根据点电荷的电场强度公式可知
25．qE
【详解】
[1]试探电荷受到的电场力
F=Eq
26．1.5×102
1.5×102
1.8×10－4
【详解】
[1]根据电场强度定义式，有
代入数据，得
[2]将试探电荷移走后，P点的电场强度大小仍为1.5×102N/C，因为电场本身决定了电场中各点的电场强度，与该点是否有试探电荷没有关系。
[3]根据公式，有
代入数据，得
F=1.8×10－4N
27．＜
相同
【详解】
[1][2]根据电场线的疏密程度表示场强的大小，电场线上该点的切线方向表示场强的方向。可判断得：A、B两点电场强度方向相同，大小为
28．电场
电荷
力的作用
【详解】
[1]电荷的周围存在电场。
[2][3]电场的基本性质就是对放入其中的电荷有力的作用。
29．（1）2.0×104
N/C（2）4.0×10-5
J
【解析】1）匀强电场的电场强度
E=N/C
=
2.0×104
N/C
（2）电场力所做的功
W
=
Fs
=
4.0×10-4×0.10
J
=
4.0×10-5
J
A
B
E
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