1.3 电场　电场强度-2021-2022学年高二物理精讲精练（新粤教版必修第三册）

1.3 电场　电场强度 考点精讲 考点1：电场强度的理解 1．公式E＝和E＝k的比较 公式 E＝ E＝k 本质区别 定义式 决定式 意义及用途 给出了一种量度电场强弱的方法 指明了点电荷场强大小的决定因素 适用范围 一切电场 真空中点电荷的电场 Q或q意义 q表示引入电场的检验(或试探)电荷的电荷量 Q表示产生电场的点电荷的电荷量 关系理解 E用F与q的比值来表示，但E的大小与F、q大小无关 E不仅用Q、r来表示，且E∝Q，E∝ 2.计算电场强度的几种方法 方法 适用情况 用定义式E＝求解 常用于涉及试探电荷或带电体的受力情况 用E＝k求解 仅适用于真空中的点电荷产生的电场 【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？ 【分析】(1)电场强度由电场本身决定，而电场力由电场和电荷共同决定。 (2)试探电荷对场源电荷周围的电场分布没有影响。 【解析】　(1)由库仑定律知，静电力F＝＝10－8 N，方向由M指向O。 (2)M点的场强E＝＝100 N/C，方向由O指向M。 (3)M点的场强与试探电荷无关，由场源电荷决定，即E＝100 N/C，方向由O指向M。 (4)根据E＝知，M点离场源电荷近，电场强度大。 【技巧与方法】 1场源电荷产生电场，并决定各点场强的大小和方向，与试探电荷无关。 2E＝是定义式，适用于一切电场；E＝k 只适于真空中点电荷的电场。 3电场力与场强E和试探电荷均有关。 【针对训练】 1．如图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(　　) A．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ED>EA>EB>EC C．A、B、C、D四点的电场强度大小关系是EA>EB>ED>EC D．无法确定这四个点的电场强度大小关系 【解析】B　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，由电场强度的定义式E＝可知，F­q图象的斜率代表电场强度，斜率大的电场强度大，斜率小的电场强度小，故选项B正确，选项ACD错误。 考点2：电场强度的叠加 1．电场强度是矢量，当空间的电场是由多个电荷共同产生时，计算空间某点的电场强度时，应先分析每个电荷单独在该点所产生的场强的大小和方向，再根据平行四边形定则求合场强的大小和方向。 2．比较大的带电体产生的电场，可以把带电体分解为若干小块，每小块看作点电荷，用电场叠加的方法计算。 【例2】　如图所示，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？ (2)在两电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的P点的场强？ 【解析】　(1)如图所示，A、B两点电荷在O点产生的场强方向相同，由A→B。 A、B两点电荷在O点产生的电场强度： EA＝EB＝＝。 故O点的合场强为EO＝2EA＝，方向由A→B。 (2)如图所示，E′A＝E′B＝，由矢量图所形成的等边三角形可知，P点的合场强大小EP＝E′A＝E′B＝，方向与A、B的中垂线垂直，即EP与EO同向。 【技巧与方法】 合场强的求解技巧 1. 电场强度是矢量，合成时遵循矢量运算法则，常用的方法有图解法、解析法、正交分解法等；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。 2. 当两矢量满足大小相等、方向相反、作用在同一直线上时，两矢量合成叠加，合矢量为零，这样的矢量称为“对称矢量”，在电场的叠加中，注意图形的对称性，发现对称矢量可简化计算。 【针对训练】 2．例2中，若点电荷B的电荷量为＋Q，其他条件不变，求O点和P点的场强？ 【解析】　A、B在O点产生的场强等大反向，合场强为零，A、B在P点产生的场强大小均为E′A＝E′B＝，合场强EP＝E′Acos 30°＋E′Bcos 30°＝，方向沿OP向上。 【答案】　0　，方向沿OP向上 考点3：电场线的理解和应用 1．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