第9章 4 第3节 电场 电场强度（Word教参）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）

本讲义聚焦电场及电场强度核心知识点，从电场的提出（法拉第）到基本性质，系统梳理电场强度定义式（E=F/q）、点电荷电场公式（E=kQ/r²）、叠加原理，再到电场线及匀强电场特点，构建从概念到应用的完整学习支架。 资料通过判断正误强化认知、对比表格区分公式本质、例题解析结合实际问题，助力学生形成电场强度矢量性等物理观念，培养模型建构与科学推理等科学思维。课中辅助教师高效授课，课后学生可借练习查漏补缺，提升知识应用能力。

第3节　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．了解点电荷的电场和电场强度的叠加。　4．知道电场线的概念，了解几种典型电场的电场线分布特点。 一、电场 1．提出电场：英国科学家________认为在电荷的周围存在着由它产生的电场。 2．发现电场：存在于__________周围的一种特殊物质，电荷之间的相互作用是通过________产生的。 3．静电场：________电荷产生的电场。 二、电场强度 1．试探电荷与场源电荷 (1)试探电荷：用来研究源电荷电场各点的性质的电荷，其电荷量和体积都________。 (2)场源电荷(源电荷)：激发________的带电体所带的电荷。 2．电场强度 (1)定义：放入电场中某点的试探电荷受到的静电力与它的电荷量________。 (2)定义式：________。 (3)单位：________________。 (4)方向：电场强度是矢量，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________，与负电荷在该点所受静电力的方向________。 三、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：______________，其中k是静电力常量，Q是场源电荷的电荷量。 (2)大小：如果以电荷量为Q的点电荷为中心作一个球面，则球面上各点的电场强度大小________。 　(3)方向：如果以Q为中心作一个球面，当Q为正电荷时，E的方向沿半径________；当Q为负电荷时，E的方向沿半径________。 2．电场强度的叠加 (1)多个电荷的电场强度：如果场源是多个点电荷，则电场中某点的电场强度等于各点电荷单独在该点产生的电场强度的________。 (2)半径为R的均匀带电球体的电场强度：E＝k，式中的r是球心到该点的距离(r>R)，Q为整个球体所带的电荷量。 四、电场线 1．概念：电场线是画在电场中的一条条有______的曲线，曲线上每点的________方向表示该点的电场强度方向。 2．特点 (1)电场线从________或无限远出发，终止于________或负电荷。 (2)同一电场的电场线在电场中________，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)在同一电场中，电场强度较大的地方电场线________，电场强度较小的地方电场线________。 五、匀强电场 1．概念：如果电场中各点的电场强度的大小________、方向________，这个电场叫作匀强电场。 2．特点 (1)电场方向处处相同，电场线是________________； (2)电场强度大小处处相等，电场线间隔________。 判断下列说法是否正确。 (1)根据电场强度的定义式E＝可知，E与F成正比，与q成反比。(　　) (2)电场中某点的电场强度与正电荷受力方向相同，当该点放置负电荷时，电场强度反向。(　　) (3)由E＝知，在以Q为球心、r为半径的球面上，各处电场强度相同。(　　) (4)若空间只有两个点电荷，则该空间某点的电场强度等于这两个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√ [答案自填] 法拉第　电荷　电场　静止　很小　电场　之比　E＝　牛每库(N/C)　相同　相反　E＝k　相等　向外　向内　矢量和　方向　切线　正电荷　无限远不相交　较密　较疏　相等　相同　平行的　相等 知识点一　电场和电场强度 　 1．电场的基本性质是什么？如何去探究电场的这种性质？ 2．在空间中有一电场，把一电荷量为q1的试探电荷放在电场中的A点，该电荷受到的静电力为F1。若把电荷量为2q1的点电荷放在A点，则它受到的静电力为多少？ 若把电荷量为nq1的点电荷放在该点，它受到的静电力为多少？电荷受到的静电力F与试探电荷的电荷量q有何关系？ [提示]　1．电场对放入其中的电荷有力的作用。可在电场中放一试探电荷，通过分析试探电荷的受力研究电场的性质。 2．2F1　nF1　F与q成正比，即F与q的比值为定值。 1．电场强度的大小和方向都是由电场本身决定的，与试探电荷无关。 2．电场强度是矢量，其方向与在该点的正电荷所受静电力的方向相同，与在该点的负电荷所受静电力的方向相反。 3．公式E＝可变形为F＝qE，正电荷所受静电力方向与电场强度方向相同，负电荷所受静电力方向与电场强度方向相反。 　(多选)A为已知电场中的一个固定点，在A点放一电量荷为q的检验电荷，所受电场力为F，A点的电场强度为E，则(　　) A．若在A点换上－q，则A点的电场强度将发生变化 B．若在A点换上电量为2q的检验电荷，则A点的电场强度仍为E C．若A点移去电荷q，则A点的电场强度变为零 D．A点电场强度的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关 [解析]　A点电场强度的大小、方向由电场本身决定，与检验电荷的大小、正负、有无均无关，故B、D正确，A、C错误。 [答案]　BD 　(2025·福建厦门期中)在点电荷Q的电场中，电荷量q＝2．0×10－10 C的点电荷放置在P处，P处与点电荷Q之间的距离r＝0．2 m，测得它受到的静电力F＝3．6×10－5 N，如图所示。(已知静电力常量k＝9．0×109 N·m2/C2)试求： (1)点电荷Q在P处产生的电场强度大小； (2)点电荷Q所带的电荷量。 [解析]　(1)点电荷Q在P处产生的电场强度大小E＝＝ N/C＝1．8×105 N/C。 (2)根据F＝k可得Q＝＝8×10－7 C。 [答案]　(1)1．8×105 N/C　(2)8×10－7 C 知识点二　点电荷的电场及电场强度的叠加 1．两个公式的比较 比较内容 E＝ E＝k 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与q 的意义 q表示试探电荷的电荷量 Q表示场源电荷的电荷量 关系理解 E的大小与F、q的大小无关 E的大小与Q成正比 2．电场强度的叠加 (1)存在两个或两个以上场源点电荷的空间，求解某点电场强度或比较两点电场强度大小时要用电场强度的叠加，满足平行四边形定则。 (2)均匀带电球体之外某点的电场强度也可用E＝k计算，r为球心到该点的距离。 角度1　点电荷的电场 　在电荷量为Q的点电荷激发的电场中，一电荷量为－q的试探电荷在与Q距离为r处的A点受到的静电力为F，则(　　) A．A点的电场强度E＝ B．A点的电场强度E＝ C．若撤去试探电荷，A点的电场强度为零 D．A点的电场强度方向与该试探电荷所受静电力方向相反 [解析]　根据电场强度定义式可知，A点的电场强度E＝，根据点电荷电场强度公式可得，A点的电场强度E＝，故A、B错误；电场强度由电场自身决定，若撤去试探电荷，A点的电场强度保持不变，不为零，故C错误；由于试探电荷带负电，则A点的电场强度方向与该试探电荷所受静电力方向相反，故D正确。 [答案]　D 角度2　电场强度的叠加 　如图，在(a，0)位置放置电荷量为q的正点电荷，在(0，a)位置放置电荷量为q的负点电荷，在距P(a，a)为a的某点处放置正点电荷Q，使得P点的电场强度为零，则Q的位置及电荷量分别为(　　) A．(0，2a)，q　　　 B．(0，2a)，2q C．(2a，0)，q D．(2a，0)，2q [解析]　根据点电荷电场强度公式E＝k可知，两等量异种点电荷在P点的电场强度大小均为E0＝，方向如图所示，两等量异种点电荷在P点的合电场强度E1＝E0＝，方向与两等量异种点电荷的连线平行，点电荷Q在P点的电场强度大小 E2＝k＝，三个点电荷的合电场强度为0，则E2方向如图所示，大小有E1＝E2，解得Q＝2q，由几何关系可知Q的坐标为(0，2a)。 [答案]　B 　【教材经典P17第7题】如图所示，真空中有两个点电荷，Q1为4．0×10－8C、Q2为－1．0×10－8C，分别固定在x轴的坐标为0和6 cm的位置上。 (1)x轴上哪个位置的电场强度为0? (2)x轴上哪些位置的电场强度的方向是沿x轴的正方向的？ [解析]　因为电荷量的大小|Q1|＞|Q2|，所以在Q1左侧的x轴上，Q1产生的电场的电场强度总是大于Q2产生的电场的电场强度，且方向总是指向x轴负半轴，在x＝0和x＝6 cm之间，电场强度总是指向x轴的正方向。因此，只有在Q2右侧的x轴上，才有可能出现电场强度为0的点。 (1)设该点距离原点的距离为x，则k＋k＝0，即4(x－6)2－x2＝0，解得x1＝4 cm(不合题意，舍去)和x2＝12 cm。所以，在x2＝12 cm处电场强度等于0。 (2)在x轴上0＜x＜6 cm和x＞12 cm的地方，电场强度的方向总是沿x轴的正方向的。 [答案]　(1)坐标为12 cm处　(2)坐标为0＜x＜6 cm和x＞12 cm处 知识点三　电场线　匀强电场 1．对电场线的理解 (1)电场线实际上不存在，是假想曲线。 (2)在电场中，电场线某点的切线方向表示该点电场强度的方向；电场线的疏密程度表示电场强度的相对大小，电场强度较大的地方电场线较密，反之较疏。 (3)几种特殊的电场线分布，如图所示。 2．对匀强电场的理解 (1)定义：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匀强电场的电场线是疏密程度相同的平行线，相互之间距离相等，如图所示。 ②在匀强电场中，同一带电体所受静电力处处相同，加速度不变。 (3)获得匀强电场的方法 两块相同、正对放置的平行金属板，若板间距离很小，当它们分别带有等量异种电荷时，板间的电场(除边缘附近)可看成匀强电场。 　(2025·四川眉山市期中)某四个电场中的电场线分布图如图所示，其中 A、B两点的电场强度相同的是(　　) [解析]　电场线疏密程度表示电场强度大小，电场线某点的切线方向表示该点的电场强度方向，电场强度是矢量，要相同，必须大小一样、方向一样。 [答案]　A 　(2025·甘肃天水市合格考模拟)以下关于电场和电场线的说法正确的是(　　) A．电场、电场线都是客观存在的物质，因此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，电场强度不为零，没有电场线的区域内的点电场强度为零 C．同一试探电荷在电场线密集的地方所受静电力小 D．电场线是人们假想的，用以形象表示电场的强弱和方向，客观上并不存在 [解析]　电场是客观存在的一种特殊物质，电场线是为了形象描述电场的强弱和方向而假想的线，电场线实际并不存在，由于空间某位置的电场强度方向一定，可知电场线不能在空间相交，又由于电场线分布的密集程度表示电场强弱，而电场强度不可能无穷大，则电场线不能相切，故A错误，D正确；电场线分布的密集程度表示电场强弱，可知在电场中，电场线通过的点，电场强度不为零，没有电场线的区域内的点电场强度不一定等于零，同一试探电荷在电场线密集的地方所受静电力大，故B、C错误。 [答案]　D 1．(电场和电场强度)【教材经典P16第1题改编】下列说法正确的是(　　) A．若在电场中的P点不放试探电荷，则P点的电场强度为0 B．点电荷的电场强度公式E＝k表明，点电荷周围某点电场强度的大小，与该点到场源电荷距离r的二次方成反比，在r减半的位置上，电场强度变为原来的4倍 C．电场强度公式E＝表明，电场强度的大小与试探电荷的电荷量q成反比，若q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍 D．匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在其中受力都相同 解析：选B。电场强度是电场本身的性质，与试探电荷无关，A错误；该公式为电荷的电场强度的决定式，B正确；电场强度与试探电荷的电荷量无关，试探电荷电荷量减半，它所受的静电力也会减半，C错误；电荷在电场中所受静电力大小除了与该点的电场强度有关，还与该电荷的电荷量有关，D错误。 2．(电场和电场强度)(2025·安徽宿州市期中)真空中，在与所带电荷量为＋q1的点电荷相距r的M点放一个所带电荷量为－q2的试探电荷，此时试探电荷－q2受到的静电力大小为F，方向如图所示。已知静电力常量为k，则(　　) A．M点的电场强度方向与F方向相同 B．M点的电场强度大小为k C．M点的电场强度大小为 D．取走试探电荷－q2，M点电场强度变为零 解析：选C。由于试探电荷带负电，故电场强度方向与静电力方向相反，故A错误；根据点电荷电场强度公式可得M点的场强大小E＝k，故B错误；根据电场强度的定义式可得M点的电场强度大小E＝，故C正确；电场强度是电场本身的性质，与放不放电荷，放什么电荷均无关，故D错误。 3．(电场线的理解)几个点电荷周围电场的分布如图所示，则带负电的是(　　) A．甲、乙　　　　　　 B．丙、丁 C．只有乙 D．甲、丙、丁 解析：选C。电场线是由正电荷或无穷远出发指向无穷远或负电荷，可知甲、丙、丁带正电，乙带负电。 4．(电场的叠加) (2023·重庆卷，T3)真空中固定有两个点电荷，负电荷Q1位于坐标原点处，正电荷Q2位于x轴上，Q2的电荷量大小为Q1的8倍。若这两点电荷在x轴正半轴的x＝x0处产生的合电场强度为0，则Q1、Q2相距(　　) A．x0　　　　　 B．(2－1)x0 C．2x0 D．(2＋1)x0 解析：选B。依题意可知，两点电荷电性相反，且Q2的电荷量较大，根据题意，正电荷Q2位于x轴负半轴，设两点电荷相距L，根据点电荷电场强度公式可得＝，又Q2＝8Q1，解得L＝(2－1)x0。 学科网（北京）股份有限公司 $