第9章 3.第2课时 电场线 匀强电场（教用word）-【优学精讲】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）

本讲义聚焦电场线和匀强电场核心知识点，先通过实验情境引入电场线概念，系统梳理其切线方向、起止点、不相交及疏密表示场强等特点，再过渡到匀强电场的定义与等间距平行线特征，最后结合等量同种（异种）点电荷电场线分布及连线、中垂线上场强变化规律，构建从概念到应用的学习支架。 该资料以情境问题驱动物理观念形成，如头发屑模拟实验助学生理解电场线假想性，对比表格清晰呈现等量点电荷电场差异培养科学思维。例题与分层练习结合，课中辅助教师引导探究，课后帮助学生通过辨析与应用查漏补缺，强化对电场分布规律的掌握。

第2课时　电场线　匀强电场 学习目标 1.知道什么是电场线，并掌握电场线的特点。 2.知道什么是匀强电场及其特点。 3.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，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　电场线 情境：在实验室，可以用实验模拟电场线；头发屑在蓖麻油中的排列模拟了电场线的形状。 问题：（1）这能否说明电场线是实际存在的线？ 提示：不能。电场线实际不存在，但可以用实验模拟。 （2）电荷周围存在着电场，法拉第采用了什么简洁方法来描述电场？ 提示：法拉第采用了画电场线的方法描述电场。 1.定义：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　。 （2）电场线在电场中　不相交　，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。 （3）电场线的　疏密　程度可以描述电场的强弱，电场强度较大的地方，电场线较　密集　。 【易错辨析】 （1）电场线是为了形象地描述电场而引入的假想线。（　√　） （2）电场线的切线方向表示电场强度的方向。（　√　） （3）负的点电荷的电场线不是直线。（　×　） 　点电荷的电场线（如图所示） （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。 （2）以点电荷为球心的同一球面上，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。离场源电荷越近，电场线越密集，电场强度越大。 （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。 （4）电场线不是电场中实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线。 【例1】　（电场线的理解和应用）如图中画了四个电场的电场线，其中图A和图C中小圆圈表示一个点电荷，图A中虚线是一个圆，图B中几条直线间距相等且互相平行，则在选项图A、B、C、D中M、N两处电场强度相同的是（　　） 答案：B 解析：电场强度为矢量，M、N两处电场强度相同，则电场强度方向、大小都要相同。图A中M、N两处的电场强度大小相同，方向不同；图B中M、N两处的电场强度大小、方向都相同；图C中M、N两处的电场强度方向相同、大小不同；图D中M、N两处的电场强度大小、方向都不相同，故选B。 知识点二　匀强电场 1.定义：各点的电场强度大小　相等　、方向　相同　的电场。 电场线特点：间隔　相等　的平行线。 2.实例：相距　很近　的一对带　等量　异种电荷的平行金属板间的电场。 【例2】　（匀强电场的理解）〔多选〕如图，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EP＞EQ C.M板带负电、N板带正电 D.P、Q两点的电场强度EP＝EQ 答案：CD 解析：电场线从正极板指向负极板，所以M板带负电、N板带正电，故A错误，C正确；两平行板间的电场是匀强电场，所以P、Q两点的电场强度满足EP＝EQ，故B错误，D正确。 两等量点电荷的电场 等量异种点电荷 等量同种（正）点电荷 电场线分布图 连线上电场强度大小 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 【典例1】　用电场线能很直观、很方便地比较空间中各点电场的强弱。如图是等量异种点电荷形成电场的电场线，A、B为同一电场线上的两点，以下说法正确的是（　　） A.A、B两点电场强度相同 B.两个电荷连线（直线）上的电场强度，连线中点电场强度最小 C.将一正点电荷从A点无初速度释放，一定会沿电场线运动到B点 D.两个电荷连线（直线）的中垂线上，各点电场强度方向相同、大小相等 答案：B 解析：电场线上某点的切线方向表示该点电场强度的方向，因此A、B两点电场强度方向不同，故A错误；电场线的疏密体现电场的强弱，因此在两个点电荷的连线（直线）上，连线中点电场强度最小，故B正确；若将一正点电荷从A点无初速度释放，假设正点电荷沿电场线运动到B点，则该电荷做曲线运动，而正点电荷的受力时刻沿电场线的切线即轨迹的切线，与正点电荷做曲线运动受力指向轨迹凹侧相矛盾，因此运动轨迹不会沿着电场线从A到B，故C错误；电场线的疏密体现电场的强弱，因此在两个等量异种点电荷连线（直线）的中垂线上，从两个点电荷连线中点到无穷远，电场强度越来越小，电场线的切线方向表示电场强度的方向，因此中垂线上各点电场强度方向一致，故D错误。 【典例2】　〔多选〕两个带等量正电荷的点电荷，O点为两电荷连线的中点，a点在连线的中垂线上，若在a点由静止释放一个电子，如图所示，仅在静电力作用下，关于电子的运动，下列说法正确的是（　　） A.电子在从a点向O点运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大 B.电子在从a点向O点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大 C.电子运动到O点时，加速度为零，速度最大 D.电子通过O点后，速度越来越小，一直到速度为零，再反向加速，做往复运动 答案：CD 解析：在两等量正点电荷连线中垂线上，O、a间的电场强度方向O→a，电子从a点到O点运动的过程中，静电力方向a→O，故加速度方向a→O，与速度同向，故速度越来越大；但电场线的疏密情况不确定，O、a间的电场强度最大点位置不确定，故电场强度大小变化情况不确定，则电子所受静电力大小变化情况不确定，加速度变化情况无法判断，故A、B错误。越过O点后，电子做减速运动，则电子运动到O点时静电力为零，加速度为零，速度最大，故C正确。根据电场线的对称性可知，通过O点后，电子做减速运动，速度越来越小，一直到速度为零，再反向加速，做往复运动，故D正确。 1.（电场强度与电场线）关于电场强度和电场线，下列说法正确的是（　　） A.在电场中某点放一试探电荷后，该点的电场强度会发生改变 B.电场线越密集的地方，电场强度越大 C.由电场强度的定义式E＝可知，E与q成反比、与F成正比 D.沿着电场线方向，电场强度越来越小 解析：B　由于试探电荷体积小，带电荷量少，所以在电场中某点放一试探电荷后，该点的电场强度不会发生改变，故A错误；电场线的疏密反映电场强度的大小，电场线越密集的地方，电场强度越大，故B正确；该式为电场强度的定义式，采用比值定义法，所以E与q不成反比、与F不成正比，故C错误；沿着电场线方向，电场强度不一定减小，故D错误。 2.（电场线）（2025·湖北武汉高二上期中）如图所示是电场中某区域的电场线分布，a、b是电场中的两点，则（　　） A.a、b两点的电场强度大小不同，方向相同 B.电荷在a点受到的静电力方向必定与电场强度方向一致 C.正电荷在a点静止释放，它在静电力作用下运动的轨迹与电场线一致 D.同一点电荷放在a点受到的静电力比放在b点时受到的静电力大 解析：D　a、b两点的电场强度大小不同，方向不同，故A错误；正电荷在a点受到的静电力方向与电场强度方向相同，负电荷在a点受到的静电力方向与电场强度方向相反，故B错误；由于电场线不是直线，所以电荷在a点静止释放，它在静电力作用下运动的轨迹与电场线不一致，故C错误；由电场线的疏密程度可知，a点的电场强度大于b点的电场强度，则同一点电荷放在a点受到的静电力比放在b点时受到静电力大，故D正确。 3.（等量同种点电荷的电场）如图所示，某区域电场线左右对称分布，M（下方）、N（上方）为对称线上两点。由图可知，下列说法正确的是（　　） A.M点没有电场线则电场强度为零 B.M点电场强度等于N点电场强度 C.负电荷在M点所受的静电力小于在N点所受的静电力 D.将电子从M点由静止释放，电子将沿竖直方向向上运动 解析：C　M点电场线没有画出，不是没有电场线，电场强度也不为零，故A错误；电场线密的地方电场强度大，则N点电场强度大，故B错误；电场线密的地方电场强度大，由静电力公式F＝Eq，可知电场强度越大，静电力越大，故负电荷在N点所受静电力大，C正确；电子带负电，逆着电场线方向移动，故D错误。 4.（等量异种点电荷的电场）如图所示是真空中两点电荷周围的电场分布情况。图中O点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，OM＝ON。下列说法正确的是（　　） A.同一电荷在O、M、N三点所受的电场力相同 B.同一电荷在O、M、N三点所受的电场力方向相同 C.O、M、N三点的电场强度大小关系是EM＝EN＞EO D.把另一自由电荷从M点由静止释放，自由电荷将沿MON做往复运动 解析：B　O、M、N三点的电场强度方向相同，但大小不同，O点电场强度最大，EM＝EN＜EO，同一电荷在三点所受的静电力大小不同，方向相同；把另一自由电荷从M点由静止释放，由于受到水平方向的静电力作用，自由电荷不会沿MON做往复运动。 知识点一　电场线 1.（2025·陕西延安期中）关于电场线的理解，正确的是（　　） A.电场线上每一点的切线方向和该点的电场强度方向不一样 B.在匀强电场中，电场线不平行 C.负的点电荷的电场线不是直线 D.电场线越密的地方，电场强度越大，电场线越疏的地方，电场强度越小 解析：D　电场线上每一点的切线方向和该点的电场强度方向一致，故A错误；在匀强电场中，电场线是等间距的平行线，故B错误；负的点电荷的电场线是从无穷远指向负电荷的直线，故C错误；电场线的疏密表示电场的强弱，电场线越密的地方，电场强度越大，电场线越疏的地方，电场强度越小，故D正确。 2.如图所示是点电荷Q周围的电场线，图中A到Q的距离小于B到Q的距离。以下判断正确的是（　　） A.Q是正电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度 B.Q是正电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度 C.Q是负电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度 D.Q是负电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度 解析：A　负电荷的电场线向内聚拢，正电荷的电场线向外辐射，电场线密的地方电场强度大，所以A正确。 3.（2025·河北唐山期中）如图所示，PQ为某电场中的一条电场线，下列说法正确的是（　　） A.正电荷在P点受到的电场力方向一定沿着电场线方向 B.该电场一定是点电荷产生的电场 C.该电场一定是匀强电场 D.P点的电场强度一定比Q点的大 解析：A　正电荷在电场中受到的电场力方向与电场线切线方向相同，所以正电荷在P点受电场力方向沿电场线方向，故A正确；只有一条电场线，图示电场可能是点电荷产生的电场，也可能是匀强电场，故B、C错误；在电场中电场线疏密表示电场强度的大小，只有一条电场线，无法判断电场强度大小，故D错误。 知识点二　匀强电场 4.（2025·上海长宁高二上阶段练习）下图方框中是常见的几种典型电场的部分电场线，其中描述匀强电场电场线的是（　　） 解析：A　题图A中电场线是平行等间距的直线，是匀强电场的电场线，题图B、C、D中的电场线都不是平行等间距的直线，故都不是匀强电场的电场线，故选A。 5.如图所示是某匀强电场的电场线分布图，A是电场中的一点，下列判断中正确的是（　　） A.A点的电场强度方向向左 B.A点的电场强度方向向右 C.正点电荷在A点所受静电力的方向向左 D.正点电荷在此电场中所受静电力沿电场线方向逐渐减小 解析：B　A点的电场强度方向与电场线方向一致，即沿电场线向右，故A错误，B正确；正点电荷在某点所受静电力方向与该点的电场强度方向相同，所以，正电荷在A点所受静电力方向为向右，故C错误；由于是匀强电场，正点电荷在此电场中所受静电力沿电场线方向大小不变，故D错误。 6.〔多选〕某物理实验小组为了模拟摩擦后毛皮与空心橡胶棒周围的电场线，将相互摩擦过的橡胶棒和毛皮放入带有头发碎屑的蓖麻油里，碎屑按电场强度的方向排列起来，绘制出毛皮与橡胶棒周围的电场线分布如图所示。下列说法正确的是（　　） A.橡胶棒和毛皮所带的电荷量大小相等 B.未画出电场线的地方就没有电场 C.A、B两点电场强度的方向不同 D.A点的电场强度比B点的电场强度大 解析：AC　根据摩擦起电的实质，毛皮失去电子，橡胶棒得到电子，两者所带电荷量大小相等，A正确；电场线是假想的线，电场是客观存在的一种特殊物质，电场线未画出的地方仍有电场，B错误；电场线上某点的切线方向表示该点电场强度的方向，由题图可知A、B两点电场强度方向不同，C正确；电场线越密集的地方，电场强度越大，故A点的电场强度比B点的电场强度小，D错误。 7.两点电荷形成的电场的电场线分布如图所示，A、B是电场线上的两点，下列判断正确的是（　　） A.A、B两点的电场强度大小不等，方向相同 B.A、B两点的电场强度大小相等，方向不同 C.左边点电荷带负电，右边点电荷带正电 D.两点电荷所带电荷量相等 解析：C　电场线的疏密反映电场强度的强弱，电场线越密，电场越强，电场方向为电场线的切线方向，故从图中可以看出A点、B点电场强度大小和方向均不同，故A、B错误；电场线从正电荷指向负电荷，故C正确；等量异种点电荷的电场线是对称的，而该电场线左右不对称，所以两点电荷所带电荷量不相等，故D错误。 8.如图所示，在电场强度水平向右、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。已知静电力常量为k，则（　　） A.A点的电场强度大小为 B.B点的电场强度大小为E－k C.D点的电场强度大小不可能为零 D.A、C两点的电场强度相同 解析：A　正点电荷在A点的电场强度大小E'＝，匀强电场在A点的电场强度大小为E，因方向相互垂直，根据平行四边形定则知，A点的合电场强度大小为EA＝，故A正确；点电荷在B点的电场强度的方向与匀强电场方向相同，因此B点的合电场强度大小为EB＝E＋k，故B错误；点电荷在D点的电场强度方向与匀强电场方向相反且大小相等时，D点的电场强度大小为零，故C错误；根据电场强度的叠加原理，结合点电荷电场特点与匀强电场的方向，可知A、C两点的电场强度大小相等，方向不同，故D错误。 9.（2025·山东济南期中）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两点处所受电场力大小相等，方向相反 解析：D　根据电场线起始于正电荷（或无穷远）终止于无穷远处（或负电荷），且电场线关于虚线对称知，A、B带等量的正电荷，A、B错误；电场线只是形象描述电场的假想曲线，a、b两点处无电场线，但其电场强度并不为零，C错误；由对称性可知，a、b两点处电场强度大小相等，方向相反，则同一试探电荷在a、b两点所受电场力大小相等，方向相反，D正确。 10.〔多选〕电场线能直观、方便地反映电场的分布情况。如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O点对称的两点，B、C和A、D也相对O点对称。则（　　） A.E、F两点电场强度相同 B.A、D两点电场强度不同 C.B、O、C三点，O点电场强度最小 D.从E点向O点运动的电子受到的静电力逐渐减小 解析：AC　等量异种点电荷连线的中垂线上各点的电场强度方向相同，由于E、F是连线中垂线上相对O点对称的两点，则其电场强度大小也相等；根据对称性可知，A、D两点处电场线疏密程度相同，则A、D两点电场强度大小相同，由图看出，A、D两点电场强度方向也相同；由图看出，B、O、C三点比较，O点的电场线最稀疏，电场强度最小；由图可知，电子从E点向O点运动过程中，电场强度逐渐增大，则静电力逐渐增大。故选A、C。 11.（2025·黑龙江大庆高二上阶段练习）如图所示为匀强电场中的一簇电场线，A、B为电场中的两点，若在A点放一负电荷，带电荷量为2.0×10－8 C，受电场力大小FA＝5×10－5 N，方向向左。 （1）求A点电场强度的大小。 （2）若将电荷量是4.0×10－10 C的正电荷放在B点，它受的电场力多大？ 答案：（1）2.5×103 N/C　（2）1×10－6 N 解析：（1）根据电场强度定义式E＝，可得A点电场强度的大小为EA＝＝ N/C＝2.5×103 N/C。 （2）由于该电场为匀强电场，则B点电场强度等于A点电场强度，故EB＝EA，将电荷量是4.0×10－10 C的正电荷放在B点，它受的电场力大小为FB＝q'EB＝4.0×10－10×2.5×103 N＝1×10－6 N。 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $