第4讲 电场线 讲义 -2025-2026学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

本高中物理讲义通过结构化目标体系构建电场线知识框架，从电场的物质性出发，按“概念构建-特点分析-分布应用”逻辑链梳理，以问题引导和典型电场分布归纳呈现脉络，突出电场线理解这一重难点。 练习设计分层递进，自我诊断题检测基础，精讲精练通过电场线与运动轨迹分析、匀强电场力电综合等题型深化科学思维，结合实验探究过程培养科学探究能力，助力教师精准教学与学生自主提升。

人教版（2019）必修三第九章静电场及其应用讲义二次备课 第4讲 电场线 教学目标： 一、物理观念 1.理解电场是一种客观存在的物质，电荷之间的相互作用通过电场来实现，深化对物质存在形式多样性的认识，形成正确的物质观。 2.明确电场线是为了形象描述电场而引入的虚拟工具，认识到电场线的疏密反映电场强度的大小，电场线上某点的切线方向表示该点电场强度的方向，从而构建起电场线与电场强度之间的联系，形成清晰的电场概念。 3.熟知常见电场（如点电荷电场、等量同种电荷电场、等量异种电荷电场、匀强电场等）的电场线分布特点，并能运用这些特点对电场的性质进行定性分析，解释相关的物理现象。 二、科学思维 1.通过对电场线概念的构建以及对其特点的分析，培养抽象思维能力，学会用虚拟的图线来描述抽象的物理概念，体会这种将抽象问题具体化、形象化的科学思维方法。 2.在研究不同电场的电场线分布时，运用归纳与演绎的思维方法，从具体的电场线分布实例中归纳出一般规律，再运用这些规律去演绎推理其他类似电场的情况，提升逻辑推理能力。 3.基于电场线的特点，运用类比思维，将电场线与生活中熟悉的线进行类比，加深对电场线概念的理解，同时培养知识迁移的能力。 4.借助电场线对电场强度的定性分析，尝试将电场问题进行模型化处理，构建简单的电场模型，提高模型建构的科学思维素养，为解决更复杂的物理问题奠定基础。 三、科学探究 1.经历探究电场线特点的实验过程，学会提出问题、作出假设、设计实验方案、进行实验操作、收集实验数据、分析与论证实验结果等科学探究的基本方法，提升科学探究能力。 2.在实验探究过程中，培养观察能力，能够敏锐地观察到电场线在不同条件下的变化情况，并能准确记录实验现象和数据。同时，学会运用图像处理数据的方法，从实验数据中提取有价值的信息，得出关于电场线特点的结论。 3.针对电场线分布的某些现象，能够与同学、老师进行交流与合作，分享各自的观点和想法，共同探讨问题的解决方案，培养团队协作精神和交流合作能力。在交流过程中，能够倾听他人的意见，反思自己的探究过程，不断优化实验方案和结论。 四、科学态度与责任 1.在学习电场线的过程中，培养严谨认真、实事求是的科学态度，尊重实验事实和数据，不主观臆造电场线的分布情况。对于与预期不符的实验结果，能够以科学的态度进行深入分析，寻找原因，培养勇于探索、追求真理的精神。 2.认识到电场线这一科学概念的提出是人类对电场认识不断深化的结果，了解科学发展的历程充满了曲折和艰辛，培养对科学的敬畏之心和对科学研究的兴趣。同时，体会到科学研究需要不断创新和突破，激发自身的创新意识。 3.关注电场线知识在实际生活和生产中的应用，认识到物理学与社会发展的紧密联系，增强将所学物理知识应用于实际、服务社会的责任感，培养科学服务于人类的意识。 重难点： 本讲的重点与难点是电场线的理解。 自主学习（带着问题研读教材）： 问1、什么是电场线？电场线有哪些特点？电场线一定是电荷的运动轨迹吗？ 问2、熟记几种常见电场的电场线分布情况，并知道其中电场强度分布规律！ 问3、 什么是匀强电场？匀强电场有哪些特点？ 自我诊断找差距： 1.以下关于电场和电场线的说法中正确的是(　　) A.电场线不仅能在空间相交,也能相切 B.在电场中,凡是电场线通过的点,场强均不为零,不画电场线的区域场强为零 C.同一试探电荷在电场线密集的地方所受静电力大 D.电场线可以表示电场的强弱和方向,是客观存在的物质 2.如图所示，MN是电场中的一条电场线，一电子仅在电场力作用下从a点运动到b点，速度不断增大，下列结论正确的是 ( ) A.该电场是匀强电场 B.该电场线的方向由N指向 M C.电子在a处的加速度小于在b处的加速度 D.因为电子从a到b的轨迹跟 MN重合，所以电场线实际上就是带电粒子在电场中的运动轨迹 3.(多选题)如图所示,水平放置的两块带等量异种电荷的平行金属板M、N,它们之间的电场线是间隔相等的平行线,P、Q是电场中的两点。下列说法正确的是(　　) A.M板带正电、N板带负电 B.P、Q两点的电场强度大小关系为EP>EQ C.M板带负电、N板带正电 D.P、Q两点的电场强度大小关系为EP=EQ 4.某电场的电场线分布如图所示，A、B、C、D是电场中的四个点，则关于该电场，下列说法正确的是 ( ) A.该电场可能是某带正电的点电荷形成的 B.由图可知四点中 B 点的电场强度最大 C. B、D两点的电场强度方向相同 D.某电荷仅受电场力时能沿电场线从B点运动到D点 5.某电场的电场线分布如图所示，虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则 ( ) A.粒子一定带负电 B.粒子一定是从a点运动到b点 C.粒子在 c点的加速度大小一定大于在b点的加速度大小 D.粒子在c点的速度大小一定大于在a点的速度大小 6.(多选)某点电荷周围的电场线分布如图所示，a、b是电场中的两点.下列说法正确的是 ( ) A.该点电荷带负电 B. a、b两点电场强度方向相同 C. a点电场强度大小小于b点电场强度大小 D.某试探电荷在a 点受静电力方向一定与该点电场强度方向相同 7.在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点.其中a、b两点电场强度相同的是 ( ) A.甲图中，与点电荷等距离的a、b两点 B.乙图中，两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距离的a、b两点 C.丙图中，两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距离的a、b两点 D.丁图中，与无穷大金属板等距离的关于垂线对称的a、b两点 8.如图为真空中两点电荷A、B形成的电场中的电场线，该电场线关于虚线对称，O点为A、B两点电荷连线的中点，a、b为其连线的中垂线上关于 O点对称的两点，则下列说法正确的是 ( ) A. A、B可能带等量异种电荷 B. A、B可能带不等量的正电荷 C. a、b两点处无电场线，故其电场强度为零 D.同一试探电荷在a、b两点处所受静电力大小相等，方向相反 诊断报告 我做错的题目有：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 我有待掌握的教材考点有：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 我的疑难问题有：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 精讲精练补短板： 一、题型剖析 　１. 电场线与运动轨迹问题 例1.(多选)如图所示，A、B两个点电荷固定在空间，实线为两点电荷电场中的部分电场线，弯曲虚线为一个带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b为轨迹上两点，下列说法正确的是( ) A. A、B带同种电荷 B. A、B带电荷量的绝对值不相等 C. a点电场强度比b点电场强度大 D.运动的带电粒子带负电 例2.光滑绝缘的水平面上有平行于水平面的a、b两电场,其中a为匀强电场,方向与y轴平行,b为非匀强电场,关于y轴左右对称,三个电荷用绝缘轻杆连接成正三角形,构成带电系统C,其电荷量及分布如图所示。若将带电系统C分别置于a、b两电场中,使三角形的平面均与电场方向平行,然后由静止释放,则下列说法正确的是(　　) A.带电系统C在a、b两电场中均能保持静止 B.带电系统C在a电场中静止,在b电场中沿y轴负方向运动 C.带电系统C在a电场中静止,在b电场中沿y轴正方向运动 D.带电系统C在a、b两电场中均沿y轴负方向运动 2.与匀强电场相关的力电综合问题 例3.如图所示，质量为1.2kg，电荷量为 的物块放在倾角为θ=37°的斜面(斜面固定)底部，在与斜面成θ=37°角斜向上的匀强电场 E = 的作用下由静止沿斜面向上运动，物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，物块运动1.5s时撤去匀强电场，斜面足够长，物块可视为点电荷，重力加速度 cos 37°=0.8,不计空气阻力.求: (1)撤去匀强电场瞬间，物块的速度大小； (2)物块沿斜面上升的最大距离. 3.电场线特征的应用 例4.如图所示，将等量异种电荷分别固定在正方体ABCD-EFGH 的顶点A、C上. O点是正方体的中心,AC、BD 交于J 点.则 ( ) A. J点电场强度为零 B. O点电场强度为零 C. G点与 E 点电场强度方向相同 D. G点与 E 点电场强度大小相等 例5 .(多选)如图所示，在两等量同种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、c 关于 MN对称，b是两电荷连线的中点，d位于两电荷的连线上，e、f位于MN上，以下判断正确的是 ( ) A. b点场强大小大于 d点场强大小 B. b点场强大小小于 d点场强大小 C.正试探电荷在a、c两点所受静电力相同 D. f点场强大小可能大于e点场强大小 二、巩固练 A组　夯实基础 1.下列关于电场线的说法中错误的是 ( ) A.电场线是为了表示电场的强弱和方向而人为引入的假想曲线 B.电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大 C.正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动 D.静电场的电场线是不闭合的 2.将质量为m的正点电荷q 在电场中从静止开始释放，在它运动的过程中，如果不计重力，下列说法正确的是 ( ) A.该点电荷运动轨迹必定和电场线重合 B.该点电荷的速度方向必定与所在电场线的切线方向一致 C.该点电荷的加速度方向必定与所在电场线的切线方向垂直 D.该点电荷所受静电力的方向必定与所在电场线的切线方向一致 3.(多选题)如图所示为某一点电荷产生电场的电场线,A、B、C为电场中的三点,其中B、C两点的场强大小相等,则　(　　) A.该点电荷为负电荷 B.B、C两点场强相同 C.试探电荷在A点受到的电场力小于在B点受到的电场力 D.电子在A点所受电场力方向向右 4.如图所示是一对不等量异种点电荷的电场线分布图,图中两点电荷连线长度为2r,左侧点电荷带电荷量为+2q,右侧点电荷带电荷量为-q,P、Q两点关于两电荷连线对称。静电力常量为k。由图可知(　　) A.P、Q两点的电场强度相同 B.M点的电场强度小于N点的电场强度 C.若将一正试探电荷由M点静止释放,它将沿电场线运动到P点 D.两点电荷连线的中点处的电场强度大小为 5.如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条电场线上有 A、B两点,用EA、EB 表示A、B 两点的场强，则下列说法正确的是 ( ) A.点电荷在A 点受到的电场力方向由A 指向 B B.因为电场线从A指向B，所以 C. A、B在一条电场线上，且电场线是直线，所以 D. A、B两点的场强方向相同 6.如图所示,实线表示电场线,虚线表示带电粒子运动的轨迹。带电粒子只受电场力的作用,运动过程中动能逐渐减小,它运动到b处时的速度方向与受力方向可能的是(　　) 7.如图所示，在水平向右、大小为E 的匀强电场中，在O 点固定一电荷量为Q的正点电荷，A、B、C、D为以O 为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直，静电力常量为k，则 ( ) A. A点的电场强度大小为 B. B点的电场强度大小为 C. D点的电场强度大小不可能为0 D. A、C两点的电场强度相同 8.如图所示,倾角为θ的光滑绝缘斜面固定在水平面上。为了使质量为m、带电荷量为+q(q>0)的小球静止在斜面上,可加一平行于纸面、方向可调的匀强电场,重力加速度为g,下列说法正确的是(　　) A.电场强度的最小值为E= B.电场强度的最小值为E= C.若电场强度E=,则电场强度方向一定竖直向上 D.若电场强度E=,则电场强度方向不一定竖直向上 B组　素养提升 9. 在一个点电荷的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，x轴上A、B两点的坐标如图甲所示。在A、B两点分别多次放置正试探电荷，规定沿x轴正方向的静电力方向为正方向，试探电荷受到的静电力与试探电荷的电荷量的关系如图乙所示，下列说法正确的是 ( ) A. A 点的电场强度大小为3 N/C B.该点电荷是负电荷 C.该点电荷恰好位于x轴原点 D. B点的电场强度大小是A点电场强度大小的 10.如图甲所示，x轴上x=-1m和x=1m处分别固定A、B两点电荷,取电场强度沿x轴正方向为正，x轴上x>lm区域的电场强度分布如图乙所示，放入其中的电荷仅受电场力作用，由此可知 ( ) A. A、B两点电荷电性相同 B. A、B两点电荷电荷量大小之比为9：1 C.在x轴上x=-2m处的电场强度为零 D.将一正点电荷从x=3m处由静止释放，仅在电场力作用下还能回到x=3m处 11.(多选)如图所示，带正电荷的金属滑块质量为m、电荷量为q，与绝缘水平面间的动摩擦因数为μ(μ<1).水平面上方有水平向右的匀强电场，电场强度为 (g为重力加速度).如果在A 点给滑块一个向左的大小为v的初速度，滑块运动到 B 点时速度恰好为零，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是 ( ) A.滑块运动到 B 点后将保持静止 B.滑块运动到 B 点后将返回并向 A 点运动，来回所用时间不相同 C.滑块运动到 B 点后将返回并向 A 点运动，到A点时速度大小仍为v D.滑块回到A点时速度大小为 12.(多选题)电场线能直观地反映电场的分布情况。如图甲所示是等量异号点电荷形成电场的电场线,图乙是电场中的一些点,O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上关于O对称的两点,B、C和A、D是两电荷连线所在直线上关于O对称的两组点,则(　　) A.A、D两点的电场强度相同 B.E、F两点的电场强度不同 C.B、O、C三点中,O点的电场强度最大 D.电子从E点沿直线向O点运动过程中,所受静电力逐渐增大 13.如图所示,倾角为θ的光滑绝缘斜面上存在两个带电荷量完全相同的小球a、b,其中小球a与一端固定的绝缘轻质弹簧相连,整个系统处于沿斜面向上的匀强电场E中,当a、b在相距L处静止时弹簧恰好处于原长。已知重力加速度为g,下列说法正确的是(　　) A.a、b均带负电荷 B.小球a的质量等于小球b的质量 C.若两球带电荷量均为q,则两小球总质量M总= D.若仅增大电场强度E,要使a、b再次静止,则二者间距比原来大 14.A、B两小球质量相等,A球不带电,B球带正电,光滑的绝缘斜面倾角为θ,图甲中,A、B两球用轻质绝缘弹簧相连,图乙中,A、B两球用轻质绝缘杆相连,两个装置均处于平行于斜面向上的匀强电场E中,此时A、B两球组成的系统均处于静止状态,轻弹簧、轻杆均与斜面平行,重力加速度大小为g,当撤去匀强电场E的瞬间(　　) 　 A.两图中A、B两球的加速度大小均为g sin θ B.两图中A球的加速度大小均为零 C.图乙中轻杆的作用力一定不为零 D.图甲、乙中B球的加速度大小之比为2∶1 15.用一根绝缘细线吊着质量m=0.1 kg、电荷量q= 的小球(可视为点电荷)，小球静止在如图所示的匀强电场中，匀强电场的电场强度方向和细线与竖直方向的夹角均为60°，取重力加速度 求： (1)细线上的拉力大小； (2)该匀强电场的电场强度大小. 教学反思： 第4讲 电场线参考答案 自主学习（带着问题研读教材）： 问1、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 。电场的特点：在同一幅图中，电场线的疏密程度表示电场强度的相对大小；电场线上每一点的切线方向表示该点的电场强度方向，并且这些电场线都是分布在空间中的；电场线是从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷的；电场线在电场中不可相交，这表明了电场中电场强度的唯一性。电场中实际上并不存在电场线，但电场线是形象描述电场的有效工具。 问2、略 。 问3、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。匀强电场中的电场线是间隔相等的平行直线 。 自我诊断找差距： 1.C 2.B 3.CD 4.B 5.C 6.AC 7.B 8.D 精讲精练补短板： 一、题型剖析 　１. 电场线与运动轨迹问题 例1.BD 例2..B 2. 与匀强电场相关的力电综合问题 例3.(1)7m/s (2)7.7m 3.电场线特征的应用 例4.D 例5 .BD 二、巩固练 A组　夯实基础 1.C 2.D 3.AD 4.D 5.D 6.B 7.A 8.D B组　素养提升 9.D 10.B 11.BD 12.AD 13.C 14.D 15.(1)1N (2) - 4 - 学科网（北京）股份有限公司 $$