专题1.2 电场强度-2019-2020学年高二物理同步题型学案（人教版选修3-1）

2019-2020学年高二物理同步题型学案（人教版选修3-1） 专题1.2电场强度 【学习目标】 1．理解静电场的存在、静电场的性质和研究静电场的方法. 2．理解场强的定义及它所描写的电场力的性质，并能结合电场线认识一些具体静电场的分布；能够熟练地运用电场强度计算电场力. 3．理解并能熟练地运用点电荷的场强和场强的叠加原理，弄清正、负两种电荷所产生电场的异同，以此为根据认识电荷系统激发的场. 【知识要点】 一、电场 1．电场的产生：电荷在其周围产生电场，电场是电荷周围存在的一种特殊物质。 2．基本性质：电场对放入其中的电荷产生力的作用。 3．电场和磁场统称为电磁场，电磁场是一种客观存在的特殊物质，也有能量、动量。 二、电场强度 1．试探电荷与场源电荷 (1)试探电荷：如图所示， 带电小球q是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的，称为试探电荷，或检验电荷。 (2)场源电荷：被检验的电场是电荷Q所激发的，电荷Q称为场源电荷，或源电荷。 2．电场强度 (1)定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫作该点的电场强度。 (2)定义式：E＝。 (3)单位：牛/库(N/C)，伏/米(V/m)。1 N/C＝1 V/m。 (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相同。 (5)物理意义：电场强度是描述电场的力的性质的物理量，与试探电荷受到的静电力大小无关。 三、点电荷的电场　电场强度的叠加 1．点电荷的电场如图所示， 场源电荷Q与试探电荷q相距为r，则它们的库仑力F＝k＝qk，所以电荷q处的电场强度E＝＝k。 (1)公式：E＝k。 (2)方向：若Q为正电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线背离Q；若Q为负电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线指向Q。 2．电场强度的叠加 (1)电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。这种关系叫作电场强度的叠加。 例如，图中P点的电场强度，等于电荷＋Q1在该点产生的电场强度E1与电荷－Q2在该点产生的电场强度E2的矢量和。 (2)如图所示，均匀带电球体(或球壳)外某点的电场强度：E＝k，式中r是球心到该点的距离(r≫R)，Q为整个球体所带的电荷量。 (3)电场强度是矢量，电场强度的叠加本质是矢量叠加，所以应该用平行四边形定则。 四、电场线　匀强电场 1．电场线 (1)定义：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。 (2)特点： ①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，是不闭合曲线。 ②电场线在电场中不相交，因为电场中任意一点的电场强度方向具有唯一性。 ③在同一幅图中，电场线的疏密反映了电场强度的相对大小，电场线越密的地方电场强度越大。 ④电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线。 2．匀强电场 (1)定义：电场强度的大小相等、方向相同的电场。 (2)电场线特点：匀强电场的电场线是间隔相等的平行线。 (3)实例：两块等大、靠近、正对的平行金属板，带等量异种电荷时，它们之间的电场除边缘附近外就是匀强电场。 【题型分类】 题型一、对电场强度的理解 【例1】在真空中的O点放一个电荷量Q＝＋1.0×10－9 C的点电荷，直线MN通过O点，O、M的距离r＝30 cm，M点放一个电荷量q＝－1.0×10－10 C的试探电荷，如图所示。(静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2) (1)求试探电荷在M点受到的作用力； (2)求M点的场强； (3)求拿走试探电荷后M点的场强； (4)拿走试探电荷后，M、N两点的场强哪个大？ 【题后反思】 1.理解电场强度的物理意义、区分电场强度的定义式和决定式是分析理解有关电场强度问题的关键. 2.电场中某点的场强由电场本身决定，与试探电荷的有无、电荷量、电性及所受的电场力无 关. 【同类练习】 1．下列说法正确的是(　　) A．由E＝知，若q减半，则该处场强变为原来的2倍 B．由E＝知，E与Q成正比，而与r2成反比 C．由E＝知，在以Q为球心、r为半径的球面上，各处场强大小相同，但方向不同 D．电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向 2.关于电场强度，下列说法正确的是(　　) A．在以点电荷为球心、r为半径的球面上，各点的电场强度都相同 B．正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大 C．若放入正电荷时，电场中某点的电场强度方向向右，则放入负电荷时，该点的电场强度方向仍向右 D．电荷所受到的静电力很大，说明该点的电场强度很大 题型二、电场强度的叠加 【例2】直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图，M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰