第1章 第3节 电场与电场强度（课件PPT）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第三册（鲁科版）

电场与电场强度 (强基课——逐点理清物理观念) 第 3 节 课标要求 层级达标 1.知道电场是一种物质。 2.了解电场强度，体会用物理量之比定义新物理量的方法。 3.会用电场线描述电场。 学考 层级 1.形成初步的电场的观念，并能够运用电场的定义解释相关的自然现象。 2.理解电场强度的定义，体会用物理量之比定义新物理量的方法。 3.通过电场线描述电场，加深对电场强度的认识。 选考 层级 通过静电场的实验探究，能够运用点电荷、试探电荷分析静电场问题。 逐点清(一)　电场及电场力　电场强度 逐点清(二)　电场线　 01 02 CONTENTS 目录 课时跟踪检测 03 逐点清(一)　 电场及电场力　电场强度 1.静电场 (1)电荷之间的相互作用是通过______传递的。 (2)__________ 产生的电场称为静电场。 (3)电场是__________的一种形式。 2.电场力 电场对处在其中的_____的作用力。 多维度理解 电场 静止电荷 物质存在 电荷 3.场源电荷和试探电荷 电场最明显的特征就是对置入其中的电荷有___的作用，激发电场的电荷被称为_________或源电荷，检验电场是否存在或强弱分布的电荷称为_________或_________。 4.电场强度 (1)定义：放入电场中某点的试探电荷受到的_________与它的_________之比，称为该点的电场强度，简称场强，用字母E表示。 场源电荷 试探电荷 检验电荷 电场力F 电荷量q 力 (2)公式：______。 (3)方向：与_______在该点所受电场力的方向相同。 (4)单位：牛顿每库仑，符号：______。 (5)物理意义：描述电场的力的性质的物理量，反映了电场的_____。 E= 正电荷 N/C 强弱 [微点拨]　电场强度的三个性质 性质 理解 矢量性 电场强度既有大小，又有方向。电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同 唯一性 电场中某点的电场强度是唯一的，由电场本身决定，与放在该点的试探电荷的电荷量q及其所受电场力F无关 叠加性 若在某一空间中有多个电荷，则该点的电场强度等于所有电荷在该点的电场强度的矢量和 1.电场中有一点P，下列说法正确的是 (　　) A.若放在P点的试探电荷的电荷量加倍，则P点的场强加倍 B.若P点没有试探电荷，则P点的场强为零 C.P点的场强越小，则同一电荷在P点受到的电场力越小 D.P点的场强方向就是试探电荷在该点的受力方向 全方位练明 √ 解析：若放在P点的试探电荷的电荷量加倍，则P点试探电荷受到的电场力会加倍，而此处的电场强度不变，即使不放试探电荷，电场强度仍保持不变，故A、B错误；电场力由电场强度与电荷量决定，P点的场强越小，则同一电荷在P点受到的电场力一定越小，故C正确；P点的场强方向为放在该点的正电荷所受电场力的方向，故D错误。 2.场源电荷Q=2×10-4 C，是正点电荷，检验电荷q=-2×10-5 C，是负点电荷，它们相距r=2 m，且都在真空中，如图所示。(k=9.0×109 N·m2/C2)求： (1)q受的静电力； 解析：(1)根据库仑定律得，q所受的静电力为F=k=9×109× N=9 N，方向由B指向A。 答案：(1)9 N　方向由B指向A　 (2)q所在的B点的场强EB； 解析：(2)根据电场强度的定义式知，B点的场强EB== N/C=4.5×105 N/C，方向由A指向B。 答案：(2)4.5×105 N/C　方向由A指向B (3)拿走q后，B点的场强EB'。 解析：(3)将检验电荷q拿走后，B点的场强不变，大小为4.5×105 N/C，方向由A指向B。 答案：(3)4.5×105 N/C　方向由A指向B 逐点清(二)　电场线 1.电场线 用来形象直观地描述电场的曲线，曲线上任一点的__________与该点电场强度的方向一致。 2.电场线的特点 (1)电场线是为了形象地描述电场而______的线，实际并不存在。 (2)任意两条电场线________。 (3)电场线的___________表示电场的强弱；电场线上某点的_________表示该点电场强度的方向。 多维度理解 假想 不相交 切线方向 疏密程度 切线方向 (4)电场线总是从_______或无穷远出发，终止于无穷远或_______。即电场线不闭合，在无电荷处不中断。 (5)电场线不表示电荷在电场中运动的______。 正电荷 负电荷 轨迹 [微点拨] 1.点电荷的场强分布 (1)离点电荷越近，电场线越密集，电场强度越大。 (2)点电荷形成的电场中，不存在场强相同的点。 (3)若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直。在此球面上电场强度大小处处相等，方向各不相同。 2.等量点电荷的场强分布 比较项目 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 场强大小 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 全方位练明 1.判断下列说法是否正确。 (1)在相邻两条电场线之间没画电场线的地方也有电场。( ) (2)同一电场中两条电场线可以相交。( ) (3)电场线既可以描述电场强度的方向，也可以形象地描述电场强弱。( ) √ × √ 2.(2025·陕晋宁青高考)某同学绘制了四幅静电场的电场线分布图，其中可能正确的是 (　　) √ 解析：静电场中电场线不相交、不闭合，故B可能正确，A、C错误；若电场线相互平行，应等间距，故D错误。 3.下列各电场中，A、B两点电场强度相同的是 (　　) √ 解析：A选项中，A、B两点电场强度大小相等，方向不同；B选项中，A、B两点电场强度方向相同，大小不等；C选项中，A、B两点电场强度大小、方向均相同；D选项中，A、B两点电场强度大小、方向均不相同。故选C。 4.某静电场的电场线如图所示，a、b是该电场中的两点。下列说法正确的是 (　　) A.该电场可能是负点电荷产生的 B.a点的电场强度大于b点的电场强度 C.负电荷在a点的加速度小于其在b点的加速度 D.正电荷在a点受到的静电力小于其在b点受到的静电力 √ 解析：点电荷产生的电场，其电场线是直线，而不是曲线，A错误；电场线越密的位置，电场强度越大，由题图可知，a点的电场强度大于b点的电场强度，根据F=qE可知，电荷在电场强度越大的位置受到的静电力越大，根据牛顿第二定律，产生的加速度也越大，因此，负电荷在a点的加速度大于其在b点的加速度，正电荷在a点受到的静电力大于其在b点受到的静电力，B正确，C、D错误。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1.我们不能直接用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱，因为对于电荷量不同的试探电荷，即使是在电场的同一点，所受的静电力也不同。那么我们是用什么方法来定义电场强度的 (　　) A.假设法 B.类比法 C.控制变量法 D.比值定义法 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：研究发现，不同的电荷在电场中同一点所受静电力不同，而静电力大小与试探电荷电荷量的比值保持不变，用此比值来定义电场强度大小，以正电荷在该点受力方向为该点电场强度方向，用的是比值定义法。故选D。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 2.关于电场力和电场强度，下列说法正确的是 (　　) A.一点电荷分别处于电场中的不同位置处两点，点电荷受到的电场力大，则该处场强小 B.在电场中某点如果没有试探电荷，则电场力为零，但电场强度不一定为零 C.电场中某点场强为零，但试探电荷在该点受到的电场力不为零 D.一试探电荷在以一个点电荷为球心、半径为r的球面上各点所受电场力相同 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：一点电荷分别处于电场中的不同位置处两点，根据场强的定义式E=，可知电荷受到的电场力大，则场强大，故A错误；在电场中某点没有试探电荷时，电场力为零，但电场强度不一定为零，电场强度与试探电荷无关，由电场本身决定，故B正确；电场中某点场强为零，由电场力公式F=qE，可知试探电荷在该点受到的电场力也一定为零，故C错误；一试探电荷在以一个点电荷为球心、半径为r的球面上各点所受电场力大小相等，但方向不同，所以电场力不同，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 3.(2025·广西高考)用带电玻璃棒接触验电器的金属球，移走玻璃棒，验电器内的两片金属箔张开，稳定后如图所示。图中a、b、c、d四点电场强度最强的是 (　　) A.a点 B.b点 C.c点 D.d点 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析： b、c两点分别在金属外壳内部和金属杆的内部，则这两点的电场强度均为零；在金属箔最下端电荷分布比金属球上更密集，且d点距离金属箔的下端较近，可知d点的电场强度比a点大，则电场强度最大的点在d点。故选D。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 4.点电荷甲、乙分别固定在A、B两点，当把试探电荷引入A、B连线之间的某处C时，该试探电荷所受的电场力为零，由此可知甲、乙两点电荷 (　　) A.一定都是正电荷 B.一定是异种电荷 C.一定都是负电荷 D.在C处的合场强必然为零 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：两个电荷如果是同种电荷，则两电荷之间某点场强为零，如果是非等量的异种电荷，会在带电量小的电荷的外侧的某点场强为零，因此甲乙两点电荷可以都是正电荷也可以都是负电荷，不可以是异种电荷，A、B、C错误；由电场强度的定义式E=可知，电场力为零，即此处合场强为零，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 5.如图，电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点，受到的静电力为F。若把该点电荷换为电荷量为2q的负点电荷，则A点的电场强度E为 (　　) A.，方向与F相反 B.，方向与F相反 C.，方向与F相同　 D.，方向与F相同 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：由题可知电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点，受到的静电力为F，则该点的电场强度大小为E=，方向与正电荷受力方向相同，即与F的方向相同；而电场强度本身是反映电场性质的物理量，只由电场本身决定，与试探电荷无关，所以不会因为试探电荷的改变而改变。故选C。 6.下面四幅图均表示两个点电荷在真空中的空间分布情况。甲、乙两图中的电荷是等量异种点电荷；丙、丁两图中的电荷是等量同种点电荷；O点均表示两个点电荷连线的中点；a和b两点关于O点对称。那么a、b两点的电场强度相同的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A.甲、乙 B.丙、丁 C.甲、丙 D.乙、丁 √ 解析：根据等量点电荷的电场线分布图可知，甲、乙两图中，a和b两点场强大小相同，且方向相同；丙、丁两图中，a和b两点场强大小相同，方向相反，故A正确，B、C、D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 7.如图所示，在两个点电荷q1、q2形成的电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下，以一定的初速度从A点运动至B点，运动轨迹如图中实线所示，虚线为电场线。下列说法正确的是 (　　) A.该粒子带正电 B.q1的电量大于q2的电量 C.A点的场强大于B点的场强 D.该粒子从A点到B点动能先减小后增大 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：根据电场线方向可知q1带正电，粒子运动受到的合外力指向运动轨迹凹侧，可知粒子带负电，故A错误；根据“电场线疏密表示电场强度大小”可知，q1附近电场强度较大，则q1的电量大于q2的电量，A点的场强小于B点的场强，故B正确，C错误；粒子运动的速度沿轨迹切线方向，粒子从A点到B点的过程中，电场力先做正功再做负功，则粒子的动能先增大后减小，故D错误。故选B。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 8.(双选)如图所示，两个带等量负电荷的小球A、B(可视为点电荷)，被固定在光滑的绝缘水平面上，P、N是小球A、B连线的中垂线上的两点，且PO=ON。现将一个电荷量很小的带正电的小球C(可视为质点)由P点静止释放，在小球C向N点运动的过程中，下列关于小球C的说法可能正确的是 (　　) A.速度先增大，再减小 B.速度一直增大 C.加速度先增大再减小，过O点后，加速度先减小再增大 D.加速度先减小再增大 √ √ 解析：两个带等量负点电荷连线的中垂线上，O点以上部分电场方向由N指向O，并且从无穷远处到O点电场强度先增大后减小，O点以下部分电场方向由P指向O，并且从无穷远处到O点电场强度先增大后减小，所以带正电的小球C从P点释放后，从P到O过程中电场力做正功，速度增大，从O到N过程中电场力做负功，速度减小，A正确，B错误；由于P和N点的位置与点电荷连线的中垂线上电场强度最大点的位置关系不明，所以加速度变化不是一定的，如果P和N点与O点的 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 距离大于中垂线上最大场强点与O点的距离，小球C的加速度先增大再减小，过O点后，加速度先增大再减小；如果P和N点与O点的距离小于最大场强点与O点的距离，则加速度先减小，过O点后再增大，C错误，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 9.如图所示，在竖直放置的半圆形光滑绝缘细管的圆心O处放一点电荷，将质量为m、电荷量为q的小球从管的水平直径的端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力。若小球所带电荷量很小，不影响O点处的点电荷产生的电场，则放于圆心处的电荷在AB弧中点处产生的电场强度大小为 (　　) A.E= B.E= C.E= D.E= √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：设半圆形细管的半径为R，小球到达B点时的速度大小为v。小球从A滑到B的过程，电场力始终与速度方向垂直，不做功，由机械能守恒定律得mgR=mv2，小球经过B点时，对管壁恰好无压力，可知电场力竖直向上，由牛顿第二定律得Eq-mg=m，联立解得E=，又点电荷在距离点电荷为R处的位置产生的场强大小相等，故D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 10.(12分)把一个电荷量为q=-10-6 C的试探电荷，依次放在正点电荷Q周围的A、B两处，如图所示，受到的电场力大小分别是FA=5×10-3 N，FB=3×10-3 N。 (1)画出该试探电荷在A、B两处所受静电力方向；(3分) 答案：见解析 　 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：(1)试探电荷在A、B两处所受静电力方向沿试探电荷与点电荷Q的连线指向Q，如图中FA、FB所示。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (2)求出A、B两处的电场强度；(4分) 答案：见解析 解析： (2)A、B两处的电场强度的大小分别为 EA== N/C=5×103 N/C EB== N/C=3×103 N/C 电场强度的方向与负试探电荷的受力方向相反，因此A、B两处电场强度的方向分别沿两点与点电荷Q的连线背离Q，如图中EA、EB所示。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (3)若在A、B两处分别放上另一个电荷量为q'=+10-5 C的电荷，该电荷受到的电场力为多大?(5分) 答案：见解析 解析： (3)当在A、B两处放上电荷q'时，它受到的电场力分别为FA'=EAq'=5×103×10-5 N=5×10-2 N，FB'=EBq'=3×103×10-5 N=3×10-2 N。方向与电场强度的方向相同。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 11.(14分)在真空中O点放一个点电荷Q=+1.0×10-9 C，直线MN通过O点，OM的距离r=30 cm，M点放一个试探电荷q=-1.0×10-10 C，如图所示。求： (1)q在M点受到的作用力；(3分) 答案： (1)1.0×10-8 N，沿MO指向Q 　 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：根据题意，Q是场源电荷，q为试探电荷，为了方便，只用电荷量的绝对值计算。静电力和电场强度的方向可通过电荷的正、负判断。 (1)电荷q在电场中M点所受到的作用力是电荷Q通过它的电场对q的静电力，根据库仑定律得FM=k=9.0×109× N=1.0×10-8 N 因为Q为正电荷，q为负电荷，静电力是吸引力， 所以力的方向沿MO指向Q。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (2)M点的电场强度；(3分) 答案：(2)100 N/C，沿OM连线背离Q 　 解析：(2)M点的电场强度EM== N/C=100 N/C，因为它的方向与正电荷所受静电力的方向相同，其方向沿OM连线背离Q。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (3)拿走q后M点的电场强度；(4分) 答案： (3)100 N/C，沿OM连线背离Q　 　 解析：(3)电场强度是反映电场的性质的物理量，它是由形成电场的场源电荷Q决定的，与检验电荷q是否存在无关。从M点拿走检验电荷q，该处电场强度大小仍为100 N/C，方向沿OM连线背离Q。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (4)M、N两点的电场强度哪点大?(4分) 答案： (4)M点 　 解析：(4)M点到O点处的点电荷的距离近，所以M点的电场强度较大。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $