1.导学案 第九章 静电场及其应用 3. 第1课时 电场 电场强度的叠加（配套word）-【满分思维】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）教师用书

该高中物理导学案聚焦“电场 电场强度的叠加”，核心知识点涵盖电场概念、电场强度定义式、点电荷电场强度及叠加原理。课堂导入通过情境引领，结合试探电荷在不同位置受力差异的问题链，衔接库仑定律，构建从电场性质认知到定量计算再到叠加应用的学习支架。 资料特色在于以情境问题链驱动科学探究，辨析明理环节强化对电场强度定义式与决定式的科学思维辨析，典例精研结合高考真题，培养学生物理观念和科学推理能力，课堂检测分层设计，助力学生高效掌握重点，提升解决实际问题的能力。

3.电场　电场强度 第1课时　电场　电场强度的叠加 学习目标 学后评价 1.知道电场的概念及电场的基本性质。 优秀□　　良好□ 2.理解电场强度及其定义式,并能用该公式进行有关计算。 优秀□　　良好□ 3.会推导点电荷电场强度的计算式并能进行有关的计算。 优秀□　　良好□ 4.知道电场强度的叠加原理,会应用该原理进行简单计算。 优秀□　　良好□ 学习任务一　电场　电场强度 【情境引领】 把同一试探电荷放在电场中的不同位置,由图可知,该试探电荷在不同点所受的静电力的大小和方向不相同,这说明各点的电场的强弱和方向不相同。 问题1.用什么物理量表征电场的强弱?如何定义这个物理量? 提示:电场强度,可以通过试探电荷受力来定义。 问题2.同一位置,放不同的试探电荷,试探电荷受力越大,则该位置电场强度越大吗? 提示:E与F无关,E与试探电荷q无关。 【新知导学】 1.电场 (1)电场:存在于电荷周围的一种特殊物质,电荷之间的相互作用是通过电场产生的。 (2)场像分子、原子等实物粒子一样具有能量,场是物质存在的一种形式。 (3)静止电荷产生的电场叫作静电场。它的基本性质是对放入电场的电荷有力的作用。 2.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,所受的静电力跟它的电荷量之比,叫作该点的电场强度。 ②定义式:E=(适用于一切电场)。 ③单位:牛每库,符号是N/C。 ④方向的规定: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的静电力的方向相反。 ⑤电场强度反映了电场的力的性质,但与试探电荷受到的静电力大小无关(选填“有关”或“无关”)。 ⑥电场中某点的电场强度E是唯一的,是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)决定的,与是否放入试探电荷无关(选填“有关”或“无关”)。 【辨析明理】 1.判断下列说法的正误 (1)E=中的q是场源电荷。 (　　) (2)若在电场中某点放置负试探电荷,则该点的电场强度方向与放置正试探电荷时相反。 (　　) (3)若在电场中的某点不放试探电荷,则该点的电场强度为0。 (　　) 提示:(1)×　(2)×　(3)× 2.根据电场强度的定义式E=,能否认为E与F成正比,与q成反比? 提示:不能,E的大小与F、q的大小无关。 【典例精研】 [典例1](2025·福州高二检测)在真空中O点放一个点电荷Q=+2.0×10-9 C,直线MN通过O点,OM的距离r=20 cm,在M点放一个点电荷q=+2.0×10-10 C(k=9.0×109 N·m2/C2),如图所示,求: (1)点电荷q在M点受到的库仑力大小; (2)M点的电场强度; (3)拿走q后M点的电场强度大小。 【解析】(1)根据库仑定律可得,点电荷q在M点受到的库仑力大小F=k 代入数据即得F=9.0×10-8 N (2)根据电场强度的定义,可得M点的电场强度E= 代入数据解得E=450 N/C 方向由O点指向M点; (3)电场强度是由电场本身的性质决定的,与试探电荷无关,故拿走q后M点的电场强度大小不变,仍为450 N/C。 答案:(1)9.0×10-8 N (2)450 N/C,方向由O点指向M点 (3)450 N/C 【对点训练】 (2025·毕节高二检测)在静电场中有a、b两点,试探电荷在两点的静电力F与电荷量q满足如图所示的关系,请问a、b两点的电场强度大小之比等于 (　　) A.1∶1 B.2∶1 C.3∶1 D.4∶1 【解析】选D。设F-q图像的横坐标单位长度电荷量为q0,纵坐标单位长度的力大小为F0,根据E=,可知F-q图像斜率表示电场强度,由图可知Ea==4,Eb==,可得=4∶1,故选D。 学习任务二　点电荷的电场　电场强度的叠加 【情境引领】 如图,可视为点电荷的带电体A在它周围的空间会产生电场,A带电荷量为Q,距离A为r的某处一带正电的点电荷q受力如图所示。 问题1.判断q所在处电场的方向。 提示:与F方向相同。 问题2.计算q所受库仑力F的大小。 提示:F=k。 问题3.根据电场强度的定义,计算q所在位置的电场强度。 提示:E==k。 【新知导学】 1.点电荷的电场强度 (1)表达式:E = k。 (2)适用条件:真空、静止、点电荷。 (3)方向: ①当Q为正电荷时,电场强度E的方向沿半径向外(如图甲); ②当Q为负电荷时,电场强度E的方向沿半径向内(如图乙)。 2.电场强度的叠加原理 在几个点电荷共同形成的电场中,电场中任意一点的总电场强度等于各个点电荷在该点各自产生的电场强度的矢量和。 说明:一个半径为R的均匀带电球体(或球壳)在外部产生的电场,与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同(如图)。 【辨析明理】 1.判断下列说法的正误 (1)公式E=与E=中q与Q含义不同。 (　　) (2)根据公式E=k可知,电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量Q成正比,与r2成反比。 (　　) (3)由E=知,在以Q为球心、r为半径的球面上,各处场强相同。 (　　) 提示:(1)√　(2)√　(3)× 2.由E=k可知,在离点电荷很近的地方,r接近于0,电场强度是否为无穷大? 提示:E=k适用于真空中的点电荷,当r接近于0时,Q不能看作点电荷,此时公式已经不能用来求电场强度了。 【典例精研】 角度1　点电荷的电场 [典例2](2025·宿州高二检测)真空中,在与带电荷量为+q1的点电荷相距r的M点放一个带电荷量为-q2的试探电荷,此时试探电荷-q2受到的电场力大小为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,故电场强度方向与电场力方向相反,故A错误;根据点电荷电场强度公式可得M点的电场强度大小为E=k,故B错误;根据电场强度的定义式可得M点的电场强度大小为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。 【归纳总结】 E=与E=k的比较 项目 E=(定义式) E=k(决定式) 意义及用途 给出了一种量度电场强弱的方法 指明了点电荷电场强度大小的决定因素 适用范围 一切电场 真空中静止点电荷的电场 E与各量关系 E的大小与F、q的大小无关 E∝Q,E∝ Q或q的意义 q是试探电荷的电荷量,Q是场源电荷的电荷量 角度2　电场强度的叠加 [典例3]如图所示,真空中,电荷量分别为+Q和-Q的点电荷A、B相距r,静电力常量为k,求: (1)两点电荷连线的中点O处的电场强度大小和方向。 (2)在两点电荷连线的中垂线上,距A、B两点都为r的O'点的电场强度大小和方向。 【解析】(1)如图甲所示,A、B两点电荷在O点产生的电场强度方向相同,均为A→B。A、B两点电荷分别在O点处的电场强度大小EA=EB==。 O点处的电场强度大小为EO=EA+EB=,方向为A→B。 (2)如图乙所示,EA'=EB'=,由矢量图结合几何关系可知, O'点的电场强度大小EO'=EA'=EB'=,方向平行于AB向右。 答案:(1)　方向为A→B (2)　方向平行于AB向右 课堂小结 情境实践 答案:①力　②E=　③正　④N/C 如图所示,等边三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷+q、-q、-q,已知三角形边长为L,静电力常量为k,则该三角形中心O点处的电场强度大小、方向如何? 课堂检测·自我诊断 1.关于电场强度,下列说法正确的是 (　　) A.电场看不见,摸不着,因此电场实际不存在 B.电荷间的相互作用是通过电场发生的 C.根据电场强度的定义式E=可知,E与F成正比,E与q成反比 D.由公式E=可知,放入电场中某点的检验电荷电荷量Q越大,则该点的电场强度越大 【解析】选B。电场看不见,摸不着,但电场实际存在,故A错误;每个电荷在周围空间会产生电场,对放入其中的电荷有力的作用,反之亦然,故电荷间的相互作用是通过电场发生的,故B正确;E=为电场强度的定义式,E与F、q无关,与电场的本身属性有关,故C错误;E=是点电荷产生的电场强度的决定式,E与场源电荷Q成正比,与r2成反比,与检验电荷无关,所以放入电场中某点的检验电荷电荷量Q越大,该点的电场强度不变,故D错误。 2.在同一电场中的A、B、C三点分别引入试探电荷时,测得的试探电荷的电荷量和它所受静电力的函数图像如图所示,则此三点的电场强度大小EA、EB、EC的关系是 (　　) A.EA>EB>EC B.EB>EA>EC C.EC>EA>EB D.EA>EC>EB 【解析】选C。根据F=qE可知,F-q图像的斜率大小表示电场强度大小,则C的斜率绝对值最大,B的斜率最小,此三点的电场强度大小EA、EB、EC的关系是EC>EA>EB,故选项C正确。 3.如图所示,三角形PMN,∠MPN=45°,∠MNP=60°,将一点电荷固定在M点,P点的电场强度大小为E1,N点的电场强度大小为E2,则E1和E2的比值为 (　　) A. B. C. D. 【解析】选B。根据正弦定理可得=,解得=,根据点电荷电场强度的公式可得E1=k,E2=k,则E1和E2的比值为==,故选B。 4.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】选B。(a,0)和(0,a)两点处的电荷量为q的点电荷在P点产生的电场强度的矢量和为E=,方向如图所示 [由点(a,a)指向点(0,2a)],由距P点为a的某点处放置正点电荷Q,使得P点电场强度为零可知,此正电荷位于(0,2a)点,且电荷量Q满足=,解得Q=2q,B正确。 - 8 - 学科网（北京）股份有限公司 $