9.3 电场 电场强度-2024-2025学年高二物理同步学案（人教版2019必修第三册）

9.3 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．知道什么是电场线并掌握电场线的特点. 5．知道孤立正负点电荷、等量同种(异种)点电荷电场线的分布特点．知道什么是匀强电场及其特点． 6．掌握两个等量同种(异种)点电荷连线及中垂线上的电场变化规律. 知识点一、电场 电场强度 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，是电荷量和体积都很小的点电荷． (2)场源电荷：激发电场的带电体所带的电荷，也叫源电荷． 2．电场强度 (1)定义：放入电场中某点的试探电荷所受的静电力与它的电荷量之比，叫作该点的电场强度． (2)定义式：E＝. (3)单位：牛每库(N/C)． (4)方向：电场强度是矢量，规定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，与负电荷在该点所受静电力的方向相反． 知识点二、点电荷的电场　电场强度的叠加 1．真空中点电荷的电场 (1)电场强度公式：E＝k. (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的方向沿半径向外；当Q为负电荷时，E的方向沿半径向内． 2．电场强度的叠加 电场强度是矢量，如果场源是多个点电荷时，则电场中某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和． 3．与的比较 公式 本质区别 定义式 决定式 适用范围 一切电场 真空中点电荷的电场 Q或q 的意义 q表示引入电场的(试探、检验)电荷的电荷量 Q表示产生电场的点电荷(场源电荷)的电荷量 关系 E用F与q的比值来表示，但E的大小与F、q的大小无关 E不仅用Q、r来表示，且E∝Q，E∝ 知识点三、电场线 匀强电场 1．英国物理学家法拉第首先用电场线描述电场． 2．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． 3．电场线的特点 (1)电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷． (2)电场线在电场中不相交． (3)在同一电场中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏． 4.匀强电场 (1)．概念：如果电场中各点的电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫作匀强电场． (2)．特点：①电场方向处处相同，电场线是平行直线． ②电场强度大小处处相等，电场线疏密程度相同． 5．几种常见的电场的电场线 (1)单一点电荷的电场线 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，如图甲、乙所示。 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。 (2)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 连线上的电场强度大小 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 中垂线上的电场强度大小 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′的电场强度 等大同向 等大反向 [例题1] 关于电场强度有下列说法，正确的是（　　） A．电场中某点的电场强度在数值上等于单位电荷在该点所受的电场力 B．电场强度的方向总是跟电场力的方向一致 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，电场强度跟电场力成正比，跟放入电场中的电荷的电量成反比 [例题2] 两点电荷形成电场的电场线分布如图所示，A、B是电场线上的两点．关于A、B两点的电场强度，下列判断正确的是（　　） A．大小不相等，方向不同 B．大小相等，方向相同 C．大小相等，方向不同 D．大小不相等，方向相同 [例题3] 一带负电荷的质点，仅在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递增的。关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（　　） A．B． C． D． [例题4] 如图所示，带电物块静置于光滑绝缘斜面（倾角为θ）的底端，物块的质量为m，物块带电量为+q。现加一平行斜面向上的匀强电场，电场作用时间t后撤去，撤去电场后再经时间t物块刚好返回到起点，则（　　） A．撤去电场瞬间和返回到起点瞬间物块的速度大小之比为1：3 B．有电场作用和无电场作用物块的加速度之比为1：2 C．电场强度的大小为 D．电场强度的大小为 [例题5] 有两个带有等量异种电荷的小球，用绝