1.3电场与电场强度（重难点专练）物理鲁科版必修第三册

**基本信息** 以“概念辨析-公式应用-图像分析”为逻辑主线，系统构建电场强度专项训练体系，融合物理观念与科学思维，实现从基础到综合的递进突破。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电场、电场力概念辨析|1典例+3题|电场物质性认知、场源/试探电荷区分、电场力规律应用|从电场本质属性出发，通过概念辨析建立物质观念| |电场强度公式应用|1典例+3题|定义式普适性与决定式条件性辨析、场强独立性分析|以比值定义法为核心，推导场强与场源电荷的定量关系| |电场线图像分析|1典例+3题|电场线疏密/方向表征场强、典型电场线分布模型|通过图像工具实现场强分布的可视化，培养科学推理能力|

1.3电场与电场强度（重难点专练） 题型01电场、电场力的基本概念辨析 题型02电场强度定义式与点电荷场强公式应用 题型03 电场线的图像、性质与综合分析 ▌题型01电场、电场力的基本概念辨析 解题必备 1.电场的基本性质 电荷周围客观存在电场，电场是一种特殊物质，看不见摸不着，但真实存在；静止电荷产生静电场，运动电荷产生变化电场。电场最核心性质：对放入其中的电荷有力的作用，该力称为电场力。 2.电场力基础规律 (1)电荷间的相互作用无需直接接触，依靠电场传递； (2)同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引； (3)电场力大小与场强、试探电荷电荷量有关：；正电荷受力方向与场强同向，负电荷受力方向与场强反向。 3.试探电荷与场源电荷区分 场源电荷：产生电场的电荷，决定空间电场分布； 试探电荷：用来探测电场的电荷，要求电荷量极小，自身产生的电场可忽略，不改变原有场源电场分布。 典例精析 例题1、物理学科核心素养包括“物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任”四个方面，下列关于物理观念和科学思维的认识，正确的是（　　） A．电场是一种物理模型，实际并不存在 B．教材中定义的平抛运动是一种匀变速运动 C．在任何情况下，一个系统总的机械能总是守恒的 D．由电场强度的定义式可知，空间中某点的场强E与试探电荷q有关 举一反三 1．下列关于电场的说法正确的是（　　） A．“元电荷”是最小的电荷量，用e表示，，则元电荷就是电子 B．存在电荷量为的带电粒子 C．电场是法拉第首先提出来的，电荷A对电荷B的作用力就是电荷A的电场对B的作用 D．一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和可能增加 2．关于静电场，以下说法正确的是（   ） A．质子或电子就是元电荷 B．公式适用于真空中静止点电荷Q形成的电场 C．利用感应起电获得静电时，电子在带电体与靠近的导体之间发生了转移 D．为了更好地研究带电物体间的相互作用，人们假想带电体周围存在电场及电场线 3．如图所示为静电除尘器装置示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向收尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。则（　　） A．带电尘埃带正电荷 B．电场方向由电晕极指向收尘极 C．带电尘埃在运动过程中加速度变小 D．若电源正负极对调，尘埃将沉积在电晕极 ▌题型02电场强度定义式与点电荷场强公式应用 解题必备 1.电场强度定义式 (1)物理意义：描述电场强弱与方向的物理量； (2)单位：牛每库(N/C)； (3)核心要点：场强由场源电荷、空间位置决定，与试探电荷、电场力无关；不能说与成正比、与成反比； (4)方向规定：正试探电荷受力方向为该点场强方向。 2.点电荷场强决定式 (1)适用条件：真空、点电荷； (2)为静电力常量，；为场源电荷电荷量，为研究点到场源电荷的距离； (3)规律：离场源电荷越近，场强越大；场强大小与距离平方成反比。 3.两个公式区分 (1)：定义式，普遍适用，适用于所有电场； (2)：决定式，仅适用于真空中孤立点电荷的电场。 典例精析 例题2、空间中存在某一未知电场，在该电场中的A、B两点分别放入电荷量为+q、-2q的试探电荷，两试探电荷受到的静电力方向相同、大小分别为F和2F，如图所示。不考虑两试探电荷之间的相互作用力，则A、B两点的电场强度（     ） A．大小相同，方向相反 B．大小相同，方向相同 C．大小不同，方向相反 D．大小不同，方向相同 举一反三 4．如图甲所示，光滑绝缘水平杆左端固定一带正电的点电荷M，其电荷量，带电小球N套在杆上；空间存在一水平非匀强静电场（未画出），将杆沿非匀强电场方向固定，以杆左端为原点，沿杆向右为x轴正方向建立一维坐标系。规定x轴正方向为受力的正方向，点电荷M对小球N的作用力随坐标x的变化关系如图乙中曲线I所示，小球N所受水平方向的合力随坐标x的变化关系如图乙中曲线II所示。已知小球N的电荷量保持不变，静电力常量，则处非匀强静电场的电场强度大小E为（　　） A． B． C． D． 5．某静电除尘装置的原理如图所示，放电极接高压电源负极，集尘极接高压电源正极，两极间形成强电场。尘埃颗粒在放电极附近带上负电，在电场力作用下向集尘极运动。忽略边缘效应和尘埃的重力，下列说法正确的是（　　） A．A点的电场强度与尘埃的带电量成反比 B．图中A点的电场强度大于B点的电场强度 C．图中A处带电尘埃的电场力一定大于B处带电尘埃的电场力 D．在向集尘极运动过程中，带电粉尘的运动轨迹可能与某条弯曲的电场线重合 6．如图所示，一根长为L的粗细均匀的、绝缘带电直杆上均匀分布着电量为Q的电荷，直杆在沿轴线方向距其一端s处产生的电场强度大小为E。已知静电力常量为k，请通过分析判断E的表达式可能正确的是（　　） A． B． C． D． ▌题型03电场线的图像、性质与综合分析 解题必备 1.电场线定义 为形象描述电场假想的曲线，曲线上每一点切线方向为该点场强方向。 2.电场线核心性质 (1)起始于正电荷(或无穷远)，终止于负电荷(或无穷远)；不闭合、不相交； (2)电场线疏密表示场强大小，越密场强越大； (3)电场线垂直于等势面； (4)电场线不穿过导体内部，静电平衡导体内部场强为0。 3.典型电场线分布 (1)正点电荷：辐射向外直线；负点电荷：辐射向内直线； (2)等量异种电荷：两电荷间电场线密集，中垂线电场线平行； (3)等量同种电荷：中点无电场线，两侧电场线向外发散。 典例精析 例题3、手机屏幕的核心可简化为两个平行导体板。当手指靠近时，导体板与指尖间的电场线分布如图所示。下列说法不正确的是（　　 ） A．图中任意两条电场线都不可能相交 B．电场线终止于指尖，故指尖感应出负电荷 C．在A点放入一试探电荷，其体积可以很大 D．同一带电粒子在A点受到的电场力大于在B点受到的电场力 举一反三 7．（多选）如图所示，M、N两点位于某点电荷Q产生的电场中，其中M点的电场强度大小为，N点的电场强度大小为，M点的电场强度方向与MN连线成角，N点的电场强度方向与连线成角．一质子（带正电）以一定的初速度进入该电场中，仅在电场力的作用下沿图中弯曲的虚线轨迹先后经过电场中的M、N两点，下列说法正确的是（　　） A．点电荷Q带负电 B．质子在M点的加速度小于在N点的加速度 C． D．质子在M点的速度大于在N点的速度 8．某电场的电场线分布如图中实线所示，一带电粒子只在静电力作用下沿图中虚线所示的路径运动，先后通过M点和N点。下列说法正确的是（　　） A．粒子带正电 B．粒子在M、N点的加速度大小关系为aM>aN C．M、N点的电场强度大小关系为EM>EN D．粒子在M、N点的速度大小关系为vM<vN 9．（多选）我国长江内生活着一种鱼类，沿着它身体的长度方向分布着电器官，这些器官能在鱼周围产生电场，如图所示的是这种鱼周围的电场线分布示意图，A、B、C为电场中的点，下列说法正确的是（　　） A．A点电场强度小于B点电场强度 B．负离子运动到A点时，其加速度方向向左 C．若图中CA是某离子的运动轨迹，则A点速率大于C点速率 D．图中从A至C的虚线是正离子的运动轨迹 2/2 学科网（北京）股份有限公司 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C．电场是法拉第首先提出来的，电荷A对电荷B的作用力就是电荷A的电场对B的作用，故C正确； D．根据电荷守恒定律可知一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变，不可能增加，故D错误。 故选C。 2．关于静电场，以下说法正确的是（   ） A．质子或电子就是元电荷 B．公式适用于真空中静止点电荷Q形成的电场 C．利用感应起电获得静电时，电子在带电体与靠近的导体之间发生了转移 D．为了更好地研究带电物体间的相互作用，人们假想带电体周围存在电场及电场线 【答案】B 【详解】A．元电荷是最小的电量单位，则质子或电子带元电荷的电量，但不是元电荷，选项A错误； B．公式适用于真空中静止点电荷Q形成的电场，选项B正确； C．利用感应起电获得静电时，电子在靠近的导体上不同的位置发生了转移，选项C错误； D．为了更好地研究带电物体间的相互作用，人们假想带电体周围存在电场线，而带电体周围的电场是客观存在的，选项D错误。 故选B。 3．如图所示为静电除尘器装置示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向收尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。则（　　） A．带电尘埃带正电荷 B．电场方向由电晕极指向收尘极 C．带电尘埃在运动过程中加速度变小 D．若电源正负极对调，尘埃将沉积在电晕极 【答案】C 【详解】A．由图可知，收尘极为正极，则到达收尘极的尘埃带负电荷，故A错误； B．收尘极与电源正极相连，电场方向由收尘极指向电晕极，故B错误； C．由图像可知，除尘器内电场在水平面上的分布类似于负电荷电场，尘埃向收尘极迁移过程中场强越来越小，受到的电场力越来越小，根据牛顿第二定律可知带电尘埃在运动过程中加速度变小，故C正确； D．若电源正负极对调，带电尘埃由于电晕极放电将带上正电荷，仍将沉积在收尘极，故D错误。 故选C。 ▌题型02电场强度定义式与点电荷场强公式应用 解题必备 1.电场强度定义式 (1)物理意义：描述电场强弱与方向的物理量； (2)单位：牛每库(N/C)； (3)核心要点：场强由场源电荷、空间位置决定，与试探电荷、电场力无关；不能说与成正比、与成反比； (4)方向规定：正试探电荷受力方向为该点场强方向。 2.点电荷场强决定式 (1)适用条件：真空、点电荷； (2)为静电力常量，；为场源电荷电荷量，为研究点到场源电荷的距离； (3)规律：离场源电荷越近，场强越大；场强大小与距离平方成反比。 3.两个公式区分 (1)：定义式，普遍适用，适用于所有电场； (2)：决定式，仅适用于真空中孤立点电荷的电场。 典例精析 例题2、空间中存在某一未知电场，在该电场中的A、B两点分别放入电荷量为+q、-2q的试探电荷，两试探电荷受到的静电力方向相同、大小分别为F和2F，如图所示。不考虑两试探电荷之间的相互作用力，则A、B两点的电场强度（     ） A．大小相同，方向相反 B．大小相同，方向相同 C．大小不同，方向相反 D．大小不同，方向相同 【答案】A 【详解】 A点场强大小，B点场强大小 因此A、B两点场强大小相等。A点试探电荷为正电荷，受力向右，因此A点场强方向向右； B点试探电荷为负电荷，受力向右，因此B点场强方向与受力方向相反，即向左。 因此A、B两点场强方向相反。综上，A、B两点电场强度大小相同、方向相反。 故选A。 举一反三 4．如图甲所示，光滑绝缘水平杆左端固定一带正电的点电荷M，其电荷量，带电小球N套在杆上；空间存在一水平非匀强静电场（未画出），将杆沿非匀强电场方向固定，以杆左端为原点，沿杆向右为x轴正方向建立一维坐标系。规定x轴正方向为受力的正方向，点电荷M对小球N的作用力随坐标x的变化关系如图乙中曲线I所示，小球N所受水平方向的合力随坐标x的变化关系如图乙中曲线II所示。已知小球N的电荷量保持不变，静电力常量，则处非匀强静电场的电场强度大小E为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】设带电小球N所带电荷量为。由曲线I可知，带电小球N在处受到点电荷M沿轴正方向的作用力大小为0.018N。根据曲线II可知，带电小球N在处受到的合力沿轴负方向的作用力大小为0.012N，所以带电小球N在处受到非匀强电场的沿轴负方向的作用力大小为0.030N，即， 代入数据，解得 故选D。 5．某静电除尘装置的原理如图所示，放电极接高压电源负极，集尘极接高压电源正极，两极间形成强电场。尘埃颗粒在放电极附近带上负电，在电场力作用下向集尘极运动。忽略边缘效应和尘埃的重力，下列说法正确的是（　　） A．A点的电场强度与尘埃的带电量成反比 B．图中A点的电场强度大于B点的电场强度 C．图中A处带电尘埃的电场力一定大于B处带电尘埃的电场力 D．在向集尘极运动过程中，带电粉尘的运动轨迹可能与某条弯曲的电场线重合 【答案】B 【详解】A．电场中某一点的电场强度与试探电荷的电荷量无关，故A错误； B．根据电场线的疏密程度可知图中A点的电场强度大于B点的电场强度，故B正确； C．不清楚A处带电尘埃的带电量与B处带电尘埃的带电量大小关系，无法比较A处带电尘埃的电场力与B处带电尘埃的电场力的大小，故C错误； D．只有电场线是直线时，运动轨迹才与电场线重合，若电场线是曲线，运动轨迹与电场线不重合，故D错误。 故选B。 6．如图所示，一根长为L的粗细均匀的、绝缘带电直杆上均匀分布着电量为Q的电荷，直杆在沿轴线方向距其一端s处产生的电场强度大小为E。已知静电力常量为k，请通过分析判断E的表达式可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】AB．当时，均匀绝缘带电直杆简化为点电荷，其表达式应为，故A项正确，B项错误； CD． 根据点电荷产生的电场强度公式可知，表达式的分子为静电力常量与电荷量的乘积，分母为距离的平方，由量纲分析可知，C、D项错误。 故选A。 ▌题型03电场线的图像、性质与综合分析 解题必备 1.电场线定义 为形象描述电场假想的曲线，曲线上每一点切线方向为该点场强方向。 2.电场线核心性质 (1)起始于正电荷(或无穷远)，终止于负电荷(或无穷远)；不闭合、不相交； (2)电场线疏密表示场强大小，越密场强越大； (3)电场线垂直于等势面； (4)电场线不穿过导体内部，静电平衡导体内部场强为0。 3.典型电场线分布 (1)正点电荷：辐射向外直线；负点电荷：辐射向内直线； (2)等量异种电荷：两电荷间电场线密集，中垂线电场线平行； (3)等量同种电荷：中点无电场线，两侧电场线向外发散。 典例精析 例题3、手机屏幕的核心可简化为两个平行导体板。当手指靠近时，导体板与指尖间的电场线分布如图所示。下列说法不正确的是（　　 ） A．图中任意两条电场线都不可能相交 B．电场线终止于指尖，故指尖感应出负电荷 C．在A点放入一试探电荷，其体积可以很大 D．同一带电粒子在A点受到的电场力大于在B点受到的电场力 【答案】C 【详解】A．电场中某点的电场强度方向是唯一的，若两条电场线相交，则交点处电场强度方向不唯一，这与电场强度的性质矛盾，所以任意两条电场线都不可能相交，故A正确； B．电场线从正电荷出发，终止于负电荷，电场线终止于指尖，所以指尖感应出负电荷，故B正确； C．试探电荷的体积应足够小，才能等效为点电荷，准确对应电场中某一确定位置的场强，从而准确研究电场的性质，若体积很大，就不能看作试探电荷，故C错误； D．电场线的疏密表示电场强度的大小，A点电场线比B点密，所以A点电场强度大于B点电场强度，根据可知同一带电粒子在A点受到的电场力大于在B点受到的电场力，故D正确。 本题选不正确项，故选C。 举一反三 7．（多选）如图所示，M、N两点位于某点电荷Q产生的电场中，其中M点的电场强度大小为，N点的电场强度大小为，M点的电场强度方向与MN连线成角，N点的电场强度方向与连线成角．一质子（带正电）以一定的初速度进入该电场中，仅在电场力的作用下沿图中弯曲的虚线轨迹先后经过电场中的M、N两点，下列说法正确的是（　　） A．点电荷Q带负电 B．质子在M点的加速度小于在N点的加速度 C． D．质子在M点的速度大于在N点的速度 【答案】AB 【详解】A．M、N两点电场线方向的延长线的交点即为电荷所在位置，而电场线方向指向交点，则点电荷带负电，故A正确； BCD．点电荷所在位置，如图所示 由图可知，M点距离点电荷较远，根据公式 可知M点的电场强度较小，则质子在M点的加速度小于在N点的加速度，从M到N电场力做正功，动能增大，速度增大，故B正确，CD错误。 故选AB。 8．某电场的电场线分布如图中实线所示，一带电粒子只在静电力作用下沿图中虚线所示的路径运动，先后通过M点和N点。下列说法正确的是（　　） A．粒子带正电 B．粒子在M、N点的加速度大小关系为aM>aN C．M、N点的电场强度大小关系为EM>EN D．粒子在M、N点的速度大小关系为vM<vN 【答案】D 【详解】A．虽然静电力的方向确定，但因电场线的方向不确定，故电荷的电性不确定，带电粒子可能带正电，不是一定带正电，故A错误； BC．电场线的疏密表示电场强度大小，M处电场线比N处电场线疏，可知M点的电场强度小于N点的电场强度，又根据牛顿第二定律，可知粒子在M点的加速度较小，故BC错误； D．由电场线和粒子运动的轨迹及粒子运动的速度v和静电力F的方向关系（如图）可知，在粒子从M点运动到N点的过程中，速度v和静电力F的夹角为锐角，静电力做正功，动能增加，所以粒子加速，可知粒子在M、N点的速度大小关系为vM<vN，故D正确； 故选D。 9．（多选）我国长江内生活着一种鱼类，沿着它身体的长度方向分布着电器官，这些器官能在鱼周围产生电场，如图所示的是这种鱼周围的电场线分布示意图，A、B、C为电场中的点，下列说法正确的是（　　） A．A点电场强度小于B点电场强度 B．负离子运动到A点时，其加速度方向向左 C．若图中CA是某离子的运动轨迹，则A点速率大于C点速率 D．图中从A至C的虚线是正离子的运动轨迹 【答案】BCD 【详解】A．根据电场线的疏密程度代表场强大小可知，A点电场强度大于B点电场强度，故A错误； B．负离子在A点所受的电场力向左，由牛顿第二定律，其加速度方向向左，故B正确； C．若图中CA是某离子的运动轨迹，假设离子从C运动到A，则该离子受到的电场力和速度方向夹角为锐角，电场力做正功，则A点速率大于C点速率，故C正确； D．根据曲线运动的合外力必须指向曲线的凹侧，可知图中从A至C的虚线是正离子的运动轨迹，故D正确。 故选BCD。 2/2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $