9.3.1电场 电场强度 导学案-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理导学案聚焦电场及电场强度，引导学生理解电场的物质性、电场强度的定义与矢量性，推导点电荷电场强度公式并掌握叠加原理。通过“两电荷不直接接触如何相互作用”的问题导入，衔接库仑定律，以问题链为支架帮助学生从受力分析过渡到电场概念的建立。 资料以“导学-知识整理-例题”三层设计为特色，通过探究问题（如试探电荷受力方向与电场强弱描述）培养科学探究能力，辨析题（如E=F/q中q的性质）强化科学思维中的科学论证，助力学生构建物质观念与相互作用观念，分层练习提升理解深度与应用能力。

9.3 电场　电场强度（第1课时） [学习目标]　 1.知道电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质； 2.理解电场强度的定义及物理意义，知道它的矢量性； 3.会推导点电荷电场强度的计算式并能进行有关的计算； 4.知道电场强度的叠加原理，会应用该原理进行简单计算。 一、　电场　 【导学】 1．两电荷A、B不直接接触，如图所示，它们之间的相互作用是怎样产生的？ 【知识整理】 2．电场 (1)概念：存在于电荷周围的一种特殊的_____，由电荷产生。_____和实物是物质存在的两种不同形式。 (2)基本性质：对放入其中的电荷有_____的作用。电荷之间通过_____相互作用。 (3)静电场：_____电荷产生的电场。 二、 电场强度 【导学】 3．回答下列问题： (1)若在带正电的点电荷Q周围的不同位置（如距离Q为r、2r、3r处），分别放入带正电的试探电荷q，试探电荷的受力方向有什么共同特点？若将试探电荷换成带负电的，受力方向又会有怎样的规律？ (2)在带正电的点电荷Q的电场中，取A、B、C三个点（A离Q最近，C离Q最远），用什么物理量可以描述这三个点的电场强弱？这三个点的电场强弱关系是怎样的？能否用直观的方式同时体现电场的强弱和方向？ 【知识整理】 4．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________的点电荷。 ②场源电荷：________________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________跟它的________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：________，符号是________。 ④方向 规定：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的静电力的方向________。 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________（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________（填“有关”或“无关”）。 【例题】 5．判断下列说法： (1)E＝中的q是场源电荷。( ) (2)电场强度的方向跟正检验电荷在该点所受的电场力的方向相同。( ) (3)若在电场中某点放置负检验电荷，则该点的电场强度方向相反。( ) (4)若在电场中的某点不放检验电荷，则该点的电场强度为0。( ) (5)电场强度公式E＝表明，电场强度的大小与检验电荷的电荷量q成反比，若q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍。( ) 6．下列物理量中，属于矢量的是（     ） A．电荷量 B．电场强度 C．功 D．功率 7．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 8．在真空中点放一个点电荷，今在点放一个点电荷的距离，如图所示（）求： (1)在点受到的作用力。 (2)点的场强。 (3)拿走后点的场强。 三、　点电荷的电场　 【导学】 9．如图所示，在点和点各放一个电荷量为的正点电荷，位置到点、的距离均为，且。 (1)点的点电荷在处产生的电场强度为多大？沿什么方向？ (2)点的点电荷在处产生的电场强度为多大？沿什么方向？ (3)处的电场强度为多大？沿什么方向？ 【知识整理】 10．点电荷的电场 (1)点电荷的电场强度 ①表达式：E=_______。 ②适用条件：真空、静止、_______。 (2)点电荷电场的方向 当Q为正电荷时，电场强度E的方向沿半径________（如图甲）； 当Q为负电荷时，电场强度E的方向沿半径________（如图乙）。 【例题】 11．判断下列说法： (1)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。( ) (2)根据E＝可知E与F成正比，与q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。( ) (4)由E＝可知，在离点电荷非常近的地方（r→0），电场强度E可达无穷大。( ) 12．真空中，在点电荷+Q的电场中，与+Q相距为r的M点放一个试探电荷-q，它在电场中受到的静电力是F，方向如图所示。则（　　） A．M点的电场强度方向与F方向相反 B．M点的电场强度大小为 C．M点的电场强度大小为 D．若试探电荷q加倍，M点电场强度大小加倍 13．在xOy平面内第一象限的P点固定一点电荷，P点坐标为（4，3），坐标的单位为米，坐标原点处的电场强度大小为，x轴上电场强度最大的点的电场强度大小为（　　） A． B． C． D． 【知识整理】 14．　电场强度的叠加： 场强是矢量，如果场源是多个________时，电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的________。 15．如图所示，有一边长为的等边三角形abc，a、b两点分别固定着点电荷甲和乙。已知甲的电荷量，乙的电荷量，静电力常量。求： (1)甲、乙两点电荷之间的库仑力大小； (2)c点的电场强度大小和方向。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．（1）电荷之间的相互作用是通过电场产生的，A电荷受到的静电力是由B电荷产生的电场施加的，B电荷受到的静电力是由A电荷产生的电场施加的。 2．(1) 物质 场 (2) 力 电场 (3)静止 3．(1)带正电的试探电荷受力方向均沿Q与q的连线并背离Q；带负电的试探电荷受力方向均沿连线并指向Q (2)用电场强度E描述；EA>EB>EC；电场线可同时体现强弱（疏密）和方向（切线方向） 4． 很小 激发电场 静电力 电荷量 牛每库 N/C 相同 相反 无关 无关 5．(1)错误 (2)正确 (3)错误 (4)错误 (5)错误 【详解】（1）E＝中的q是试探电荷，故错误。 （2）电场中某点电场强度的方向与正电荷在该点受到的电场力方向相同，故正确。 （3）电场中某点电场强度的方向由电场本身的性质决定的，与试探电荷无关，故错误。 （4）电场强度的大小由场源的性质决定的，与试探电荷的有无无关，故错误。 （5）电场强度公式为比值法定义的物理量，电场强度的大小与试探电荷的电荷量q无关，与试探电荷所受的电场力无关，故错误。 6．B 【详解】A．电荷量只有大小，没有方向，是标量，故A错误； B．电场强度既有大小，又有方向，是矢量，故B正确； C．功只有大小，没有方向，是标量，故C错误； D．功率只有大小，没有方向，是标量，故D错误。 故选B。 7．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。 8．(1)；方向从指向 (2)；方向从指向 (3)，方向从指向 【详解】（1）根据库仑定律可知，在点受到的作用力大小为 方向从指向 （2）点的场强大小为 方向从指向 （3）电场强度由电场本身决定，与放入电场中的试探电荷无关。所以拿走后点的场强不变，大小仍为，方向从指向 9．(1)，方向 (2)，方向 (3)，方向与方向成 【详解】（1）A点的点电荷在处产生的电场强度大小为 方向由。 （2）点的点电荷在处产生的电场强度大小为 方向由。 （3）处的电场强度为A点和点的正点电荷单独在点产生的电场强度的矢量和，如图所示 点的电场强度大小为 方向与方向的夹角为 10．(1) 点电荷 (2) 向外 向内 11．(1)错误 (2)错误 (3)错误 (4)错误 【详解】（1）公式是点电荷场强的决定式，只适用于点电荷产生的电场。该结论不能推广至任意电场，例如在匀强电场中，场强与位置无关。（错误） （2）E＝是电场强度的定义式，电场中某点的电场强度是由电场本身决定的，与试探电荷受的电场力F以及试探电荷的电量q均无关。（错误） （3）由E＝知，在以Q为球心、r为半径的球面上，各处场强大小相同，但方向不同。（错误） （4）在离点电荷非常近的地方（r→0），公式E＝已经不再适用。（错误） 12．A 【详解】A．由于试探电荷带负电，故电场强度方向与静电力F方向相反，故A正确； B．根据点电荷电场强度公式可得M点的电场强度大小为，故B错误； C．根据电场强度的定义式可得M点的电场强度大小为，故C错误； D．电场强度是电场本身的性质，与试探电荷无关，故D错误。 故选A。 13．C 【详解】设点电荷的电荷量为Q，则点电荷距O点距离为 O点电场强度大小为 x轴上各点中距P点的最小距离为，x轴上最大的电场强度大小为 联立可得 故选C。 14． 正电荷 负电荷 点电荷 矢量和 【详解】（1）真空中点电荷的电场 ①[1]场强公式：E＝，其中k是静电力常量，Q是场源电荷的电荷量，r是点电荷到电场中该点的距离。 ②[2][3]方向：如果以Q为中心作一个球面，当Q为正电荷时，E的方向沿半径向外；当Q为负电荷时，E的方向沿半径向内。 （2）[4][5]电场强度的叠加： 场强是矢量，如果场源是多个点电荷时，电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。 15．(1) (2)；方向平行于ab向右 【详解】（1）由库仑定律   解得   （2）点电荷甲在c点产生的电场强度   点电荷乙在c点产生的电场强度   合电场强度   方向平行于ab向右   $