第1章 第3节 电场与电场强度（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二物理必修第三册学习笔记（鲁科版）

本讲义聚焦电场的物质性、电场强度的定义及计算、电场线的概念及分布特点，从电荷间非接触作用引入电场，通过试探电荷与场源电荷关系定义电场强度，再结合电场线形象描述电场，构建概念-定量-形象的学习支架。 资料以设问引导（如“F与q有何关系？”）促进科学推理，例题与判断题（如例2辨析E与q无关）强化物理观念，典型电场线分布表格及例题（例5）助力模型建构。课中辅助教师引导探究，课后课时对点练分考点帮助学生查漏补缺，提升应用能力。

第3节　电场与电场强度 [学习目标]　1.知道电场是客观存在的一种特殊物质。2.理解电场强度及其定义式，并能用该公式进行有关计算(难点)。3.知道电场线的概念，了解几种典型电场线分布特点(重点)。 一、电场及电场力 1.万有引力、库仑力、磁极间的磁力，对于相互作用的物体，这些力都是没有直接接触而产生的，这样如何理解力是物体对物体的作用？ 答案　万有引力、库仑力、磁极间的磁力是通过“场”发生作用的。场是物质存在的另一种形式。 2.电场是如何产生的？有什么特性？ 答案　电场存在于电荷的周围，电场对放入其中的电荷有力的作用。 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传递的。静止电荷产生的电场称为静电场。 2.电场力：电场对处在其中的电荷有力的作用，这种力称为电场力。 例1　(多选)关于电场，下列说法正确的是(　　) A.只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场 B.电场不是客观存在的，是人们虚构的 C.电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场最基本的性质是对放在其中的电荷有力的作用 D.电场只能存在于真空中和空气中，不可能存在于物体中 答案　AC 解析　电荷周围存在着电场，电场对放在其中的电荷有力的作用，电荷之间的相互作用是通过电场发生的，A、C正确；电场是一种物质，它与其他物质一样，不依赖于我们的感觉而客观存在，在真空中、物体中都能存在，B、D错误。 二、电场强度 在空间中有一电场，把一带电荷量为q的点电荷放在电场中的A点，该电荷受到的静电力为F。若把带电荷量为2q的点电荷放在A点，则它受到的静电力为多少？若把带电荷量为nq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与电荷量q有何关系？ 答案　2F，nF。F与q成正比，即F与q的比值为定值。 1.试探电荷与场源电荷 (1)试探电荷(检验电荷)：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(源电荷)：激发电场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电场力F与它的电荷量q之比。 (2)定义式：E＝ (3)单位：牛顿每库仑(N/C) (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电场力的方向相同，与负电荷在该点所受电场力的方向相反。 3.电场力 (1)公式：F＝qE。 (2)电场强度E从力的角度描述了电场的性质。 (1)电场强度的方向跟正试探电荷在该点所受的静电力的方向相同。 (　√　) (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。 (　×　) (4)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。 (　×　) 1.在电场中的同一点放入不同试探电荷，电场强度是否相同？为什么？不放电荷呢？ 答案　相同。电场强度的大小和方向都是由电场本身所决定的，与试探电荷无关。不放电荷，此位置电场强度的大小和方向依然不变。 2.由公式E＝得“E与F成正比，与q成反比”正确吗？ 答案　不正确，E＝是比值定义法，E的大小与F、q无关，只与电场本身的性质有关。 例2　(多选)(2024·莆田市第二十五中学高二月考)在电场中的某点A放一电荷量为＋Q的试探电荷，它所受到的电场力大小为F，方向水平向右，则A点的场强大小EA＝，方向水平向右。下列说法正确的是(　　) A.在A点放置一个电荷量为－2Q的试探电荷，A点的场强方向变为水平向左 B.在A点放置一个电荷量为－2Q的试探电荷，它所受的电场力方向水平向左 C.在A点放置一个电荷量为＋2Q的试探电荷，则A点的场强变为2EA D.在A点放置一个电荷量为＋2Q的试探电荷，它所受的电场力大小为2F 答案　BD 解析　电场强度的大小、方向与试探电荷无关，A点的场强大小始终为EA＝，方向为水平向右，故A、C错误；电荷量为－2Q的试探电荷在A点所受电场力的方向与电场强度方向相反，故为水平向左，故B正确；由F＝Eq可知电荷量为＋2Q的试探电荷，在A点所受的电场力大小为2F，故D正确。 例3　如图所示，在一带负电荷的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q1＝－2.0×10－8 C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0×10－6 N，方向如图，则： (1)B处场强多大？方向如何？ (2)如果换成一个q2＝＋4.0×10－7 C 的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？ (3)如果将B处电荷拿走，B处的场强是多大？ 答案　(1)200 N/C　方向与F1方向相反 (2)8.0×10－5 N　200 N/C (3)200 N/C 解析　(1)由场强公式可得EB＝ N/C＝200 N/C，因为B处是负电荷，所以B处场强方向与F1方向相反。 (2)q2在B点所受静电力大小F2＝q2EB＝4.0×10－7×200 N＝8.0×10－5 N，方向与场强方向相同，也就是与F1方向相反。 此时B处场强大小仍为200 N/C，方向与F1方向相反。 (3)某点场强大小与有无试探电荷无关，故将B处电荷拿走，B处场强大小仍为200 N/C。 三、电场线 1.电场线：在电场中绘出一些曲线，曲线上任一点的切线方向与该点电场强度的方向一致，这样的曲线称为电场线。 2.电场线的特点 (1)电场线是为了形象描述电场而假想的线，实际并不存在。 (2)任意两条电场线不相交。 (3)电场线的疏密表示电场的强弱；电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度的方向。 (4)电场线总是从正电荷指向无穷远处，终止于无穷远处或负电荷，即电场线不闭合，在无电荷处不中断。 3.电场真实存在，电场线是假想的线，实际电场中并不存在。 4.几种常见的电场线 电场 电场线 简要描述 点电荷 等量同种 点电荷 (1)由左向右，两点电荷连线上的电场强度先变小后变大。连线中点O电场强度为零 (2)两点电荷连线中点O沿中垂线到无限远，电场强度先变大后变小 (3)关于O点对称的两点电场强度等大反向(选填“等大同向”或“等大反向”) 等量异种 点电荷 (1)由左向右，两点电荷连线上的电场强度先变小后变大 (2)从两点电荷连线中点O沿中垂线到无限远，电场强度逐渐变小 (3)关于O点对称的两点电场强度等大同向(选填“等大同向”或“等大反向”) 例4　某一区域的电场线分布如图所示。A、B、C是电场中的三个点。 (1)哪一点的电场强度最强？哪一点的电场强度最弱？ (2)画出各点电场强度的方向。 (3)把负的点电荷分别放在这三个点，画出它所受静电力的方向。 (4)把正的点电荷从A点静止释放，它在静电力作用下运动的轨迹是否与电场线一致？ 答案　(1)B点　C点　(2)(3)见解析图　(4)不一致 解析　(1)电场线疏密表示电场强弱，B点的电场强度最强，C点的电场强度最弱。 (2)(3)如图所示 (4)不一致。正电荷刚开始运动时初速度为0，加速度方向与A点场强方向一致；开始运动后速度方向与场强方向不一致，则正电荷运动轨迹与电场线不一致。 例5　(多选)(2024·福建连城县第一中学高二月考)用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的电场强弱。左图是等量异种点电荷产生电场的电场线，右图是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D也关于O对称，则下列说法正确的是(　　) A.B、C两点电场强度大小相等，方向相反 B.A、D两点电场强度大小和方向都相同 C.从E到F过程中电场强度先增大后减小 D.从B到C过程中电场强度先增大后减小 答案　BC 解析　根据等量异种电荷形成电场的对称性，结合电场线的疏密程度表示电场强度的大小及电场线的切线方向表示电场强度的方向，可以看出B、C两点电场强度大小相等，方向相同，故A错误；A、D两点电场强度大小和方向都相同，故B正确；从E到F过程中电场强度先增大后减小，故C正确；从B到C过程中电场强度先减小后增大，故D错误。 变式　如图，G、H两点关于两点电荷连线轴对称，G、I关于O点中心对称，下列说法正确的是(　　) A.G、H 两点电场强度相同 B.H、I 两点电场强度相同 C.G、I 两点电场强度相同 D.G点电场强度大于H点电场强度 答案　C 课时对点练 [分值：65分] [1~7题，每题5分] 考点一　电场及电场力　电场强度 1.(2024·福清市高中联合体高二期中)有关电场强度的理解，下述说法正确的是(　　) A.由E＝可知，电场中某点的电场强度E与检验电荷Q成反比，与检验电荷Q所受的电场力F成正比 B.电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关 C.E＝是电场强度的定义式，对所有电场都适用，F是试探电荷所受的力，q是产生电场的电荷所带的电荷量 D.正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以电场中某一点电场强度的方向与放入该点的试探电荷的正负有关 答案　B 解析　E＝是电场强度的定义式，电场强度与场源电荷和距场源电荷的距离有关，与试探电荷和电场力无关，故A、D错误；电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关，故B正确；电场强度E可以根据定义式E＝来测量，对所有电场都适用，F是试探电荷所受的电场力，q是试探电荷所带的电荷量，故C错误。 2.在一电场中的a、b、c、d四个点分别引入试探电荷时，电荷所受的静电力F跟引入的试探电荷的电荷量之间的关系如图所示，下列说法正确的是(　　) A.该电场是匀强电场 B.这四点的场强大小关系是Ed>Eb>Ea>Ec C.这四点的场强大小关系是Eb>Ea>Ec>Ed D.无法比较这四点场强的大小 答案　B 解析　对于电场中给定的位置，放入电荷量不同的试探电荷，它们受到的静电力不同，但是静电力F与试探电荷的电荷量q的比值(即场强E)是不变的量，因为F＝qE，所以F跟q的关系图线是一条过原点的直线，该直线斜率的绝对值表示场强的大小，由此可得Ed>Eb>Ea>Ec，故选项B正确，A、C、D错误。 考点二　电场线 3.(来自教材)下列说法正确的是(　　) A.在同一静电场中，电场线可以相交 B.在同一静电场中，电场线越密的地方，电场强度越大 C.正电荷仅受电场力的作用从静止开始运动，其轨迹必定与电场线重合 D.静电场中某点电场强度的方向，就是放在该点的电荷所受电场力的方向 答案　B 解析　在同一静电场中，电场线不可以相交，因为电场线的切线方向表示电场强度的方向，若两电场线相交，交点处电场线的切线方向有两个，而电场中某一点的电场强度方向是唯一确定的，选项A错误；电场线的疏密表示电场的强弱，同一静电场中，电场线越密的地方，电场强度越大，选项B正确；正电荷在静电场中从静止开始运动，只有电场线是直线时，其运动轨迹才与电场线重合，选项C错误；静电场中某点电场强度的方向就是放在该点的正电荷所受电场力的方向，与放在该点的负电荷所受电场力的方向相反，选项D错误。 4.(2024·厦门市湖滨中学高二期中)如图所示为某一点电荷产生电场的电场线，A、B、C点的场强大小分别为2E、E、E，则(　　) A.该点电荷为正电荷 B.该点电荷在A点的左侧 C.B、C两点场强相同 D.电子在A点所受电场力方向向左 答案　B 解析　根据点电荷电场线的分布情况，可以判断出此点电荷为负电荷，靠近点电荷的位置电场强度大，点电荷应在A左侧，故A错误，B正确；电场强度为矢量，B、C两点场强大小相等，方向不同，故C错误；电子带负电受电场力方向应与电场强度方向相反，故D错误。 5.(2024·漳州市东山县高二期中)如图所示为电场中某条电场线的示意图，则下列说法中正确的是(　　) A.若把电子放入图中的C点，它将会一直沿图中箭头1的逆方向移动 B.电场线上每点的切线方向表示电场中该点的电场强度方向 C.正电荷在电场中沿着电场线移动，负电荷则逆着电场线移动 D.电场中电场线较密的地方电场强度较小，电场线较疏的地方电场强度较大 答案　B 解析　电场线上每点的切线方向表示电场中该点的电场强度方向，故B正确；由题图可知，电场线为曲线，则电场方向一直改变，电荷在电场中不能沿电场线移动，把电子放入题图中的C点，也不会一直沿图中箭头1的逆方向移动，故A、C错误；电场中电场线较密的地方电场强度较大，电场线较疏的地方电场强度较小，故D错误。 6.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点所受的电场力小于在N点所受的电场力 D.将电子从M点由静止释放，电子将沿竖直方向向上运动 答案　C 解析　M点电场线没有画出，不是没有电场线，电场强度也不为0，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，电场力越大，故在N点所受电场力大，C正确；电子为负电荷，逆着电场线方向移动，故D错误。 7.(多选)(来自教材)如图所示，带箭头的直线是某电场的一条电场线。在这条线上有a、b两点，分别用Ea、Eb表示a、b两处的电场强度，下列说法正确的是(　　) A.a、b两处的电场强度方向相同 B.电场线从a指向b，所以Ea>Eb C.因为a、b在一条电场线上，且电场线是直线，所以Ea＝Eb D.a、b附近电场线的分布情况未知，Ea、Eb的大小不能确定 答案　AD 解析　a、b两点所在的电场线是直线，a、b两处的电场强度方向必定相同，选项A正确；a、b在同一条电场线上，但无法判断a、b两处电场线的疏密程度，也无法判断a、b两处电场强度的大小关系，选项B、C错误，D正确。 [8~10题，每题7分] 8.(2024·福州市八县(市、区)一中高二期末联考)有一负电荷自电场中的A点自由释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的v－t图像如图所示，则A、B所在电场区域的电场线分布可能是下图中的(　　) 答案　B 解析　根据v－t图像可知，负电荷从A到B做加速度逐渐增大的加速运动，则从A到B过程场强越来越大，电场线越来越密集，负电荷受到的电场力方向由A指向B，则电场方向由B指向A，故选B。 9.(2024·福建闽侯县第一中学高二月考)A、B两个点电荷在真空中所产生电场的电场线(方向未标出)如图所示。图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，d为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称。则下列说法中正确的是(　　) A.这两点电荷一定是同种电荷 B.这两点电荷一定是不等量异种电荷 C.D、C两点电场强度相等 D.C点的电场强度比D点的电场强度大 答案　D 解析　根据电场线的特点可以判断，这两点电荷是等量异种电荷。故A、B错误；在两等量异种电荷连线的中垂线上，中间点电场强度最大，也可以从电场线的疏密判断，所以C点的电场强度比D点的电场强度大，故D正确，C错误。 10.(2023·三明市建宁县第一中学高二期中)一只蜜蜂给一朵花带上正电荷后，蜜蜂飞走了。另一只蜜蜂带同样数量的正电荷飞近了花朵。图中电场线最能表示蜜蜂和花之间的电场的是(　　) 答案　C 解析　花朵和蜜蜂均带数量相同的正电荷，蜜蜂和花之间的电场与等量正点电荷之间的电场类似，即电场线均由蜜蜂、花指向外部，C正确，A、B、D错误。 11.(9分)(2024·福建福州市高二期中)如图甲，x轴上有一固定的场源点电荷(未画出)及a、b两点，在a点放入带正电的试探电荷，规定电场力的正方向沿x轴正向，得到试探电荷受到的电场力F随其电荷量q变化的图像如图乙中的A图线所示，将该试探电荷放到b点可得图乙中的B图线。则a点处电场强度大小　　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)b点处的电场强度大小；场源点电荷所处位置在　　　　　(选填“a点左侧”“a、b两点之间”或“b点右侧”)某位置；场源点电荷一定是带　　　　　(选填“正电荷”或“负电荷”)。  答案　大于　a、b两点之间　负电荷 解析　在F－q图像中，图线的斜率表示电场中某点的电场强度，由题图乙可知A图线的斜率绝对值大于B图线的斜率绝对值，则a点处电场强度大小大于b点处的电场强度大小。 由题图乙可知，A图线的斜率大于零，说明A处的场强方向沿x轴正向，B图线的斜率小于零，说明B处的场强方向沿x轴负向。根据点电荷电场性质可知场源点电荷所处位置在a、b两点之间，且为负电荷。 学科网（北京）股份有限公司 $