第九章 3 第1课时 电场强度 电场强度的叠加（配套课件PPT）-【步步高】2025-2026学年高二物理必修第三册学习笔记（人教版）

该高中物理课件聚焦“电场强度 电场强度的叠加”，从电荷间相互作用切入电场概念，通过试探电荷定义电场强度，对比点电荷电场公式，结合表格、易错辨析等支架构建知识脉络，帮助学生逐步理解核心内容。 其亮点在于通过定义式与决定式对比表格强化物理观念，以等量异种电荷中垂线上P点电场强度计算等例题培养科学思维，易错辨析环节引导质疑创新。教师可借助结构化资源高效教学，学生能深化对电场物质性的理解并提升科学推理能力。

电场强度　电场强度的叠加 第1课时 第 九 章 　 3 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(重点)。 3.掌握点电荷的电场和电场强度的叠加(难点)。 学习目标 内容索引 课时对点练 一、电场　电场强度 二、点电荷的电场 三、电场强度的叠加 < 一 > 电场　电场强度 1.电场 电荷之间通过 相互作用。电场和磁场已被证明是一种客观存在。场像分子、原子等实物粒子一样具有能量，因而场也是物质存在的一种形式。 静止电荷产生的电场叫作 。它的基本性质是对放入电场的电荷有 的作用。 电场 静电场 力 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 的点电荷。 ②场源电荷： 的带电体所带的电荷，也叫源电荷。 很小 激发电场 (2)电场强度 ①定义：放入电场中某点的试探电荷，所受的 与它的 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 。 静电力 电荷量 牛每库 N/C 相同 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 (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”)。 无关 无关 (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。(　　) (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。(　　) × × × × 易错辨析 　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处电场强度多大？方向如何？ 例1 答案　200 N/C　方向与F1方向相反 由电场强度公式可得EB== N/C=200 N/C， 因为B处是负电荷，所以B处电场强度方向与F1方向相反。 (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处电场强度多大？ 答案　8.0×10-5 N　200 N/C q2在B点所受静电力大小 F2=q2EB=4.0×10-7×200 N=8.0×10-5 N， 方向与电场强度方向相同，也就是与F1方向相反。 此时B处电场强度大小仍为200 N/C，方向与F1方向相反。 (3)如果将B处电荷拿走，B处的电场强度是多大？ 答案　200 N/C 某点电场强度大小与有无试探电荷无关，故将B处电荷拿走，B处电场强度大小仍为200 N/C。 返回 < 二 > 点电荷的电场 如图所示，在电荷量为Q的正点电荷的电场中，P点到Q的距离为r，则Q在P点的电场强度是多大？方向如何？ 答案　正试探电荷q在P点受到的静电力大小为F=k，所以Q在P点产生的电场的电场强度为E==k，方向沿QP的连线由Q指向P。 1.点电荷的电场强度 (1)表达式： 。 (2)适用条件： 。 梳理与总结 E=k 真空、静止、点电荷 2.点电荷电场强度的方向 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)。 注意：如果以Q为圆心、r为半径作一个球面，则球面上各点的电场强度大小相等，但方向不同。 向外 向内 (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)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。(　　) √ × 易错辨析 　(来自教材改编)在一个点电荷Q的电场中，建立如图甲所示的一维坐标系，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.3 m和0.6 m。在A、B两点分别放置试探电荷，其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系，如图乙中直线a、b所示，力的正方向与x轴正方向相同。 例2 答案　40 N/C，方向沿x轴正方向　2.5 N/C，方向沿x轴正方向 (1)求A点和B点的电场强度； 根据电场强度的定义式有EA=，EB= 可知，题图乙中图像斜率的绝对值表示电场强度的大小，斜率的正负表示电场强度的方向，则A点的电场强度为EA= N/C=40 N/C 方向沿x轴正方向，B点的电场强度为 EB= N/C=2.5 N/C，方向沿x轴正方向。 (2)点电荷Q所在位置的坐标是多少？ 答案　x=0.2 m 根据上述可知，点电荷在两点产生的电场强度方向相同，且A点电场强度大于B点电场强度，所以场源点电荷Q必定在A的左侧，令Q所在位置坐标为x，则有EA=k，EB=k 解得x=0.2 m。 E=与E=k的比较 总结提升 返回 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 < 三 > 电场强度的叠加 1.若场源是多个点电荷，则某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。如图所示，P点的电场强度E等于点电荷+Q1和-Q2在该点产生的电场强度 。 E1、E2的矢量和 2.对于较大的不能视为点电荷的带电体的电场强度，可把带电体分成很多小块，只要每块足够小，就可以看成点电荷，用点电荷电场强度叠加的方法计算。 3.均匀带电球体(或球壳)外某点电场强度的计算 如图所示，均匀带电球体(或球壳)外某点的电场强度E=k，式中r是球心到该点的距离(r>R，R为球的半径)，Q为整个球体(或球壳)所带的电荷量。 　(2024·天津市武清区高二期中)如图所示，相距为2d的A、B两点固定着等量异种点电荷，电荷量分别为+Q和-Q。在AB连线的中垂线上取一点P，PO⊥AB，α=60°。已知静电力常量为k。求： (1)O点的电场强度大小和方向； 例3 答案　　方向向右　 +Q和-Q在O点的电场强度方向均向右，所以O点的电场强度方向向右，O点的电场强度大小为E= (2)P点的电场强度大小和方向。 答案　　方向平行A、B连线向右 +Q在P点的电场强度EP1方向沿AP连线向上，-Q在P点的电场强度EP2方向沿PB连线向下。EP1=EP2=，其中l= 则P点的电场强度大小为 EP=2EP1cos α= P点的电场强度方向平行A、B连线向右。 　(来自教材)如图所示，真空中有两个点电荷，Q1=4.0×10-8 C，Q2=-1.0×10-8 C，分别固定在x轴的坐标为0和6 cm的位置上。 答案　12 cm　 针对训练 (1)x轴上哪个位置的电场强度为0？ 设电场强度为0的点到Q2的距离为L。因为Q1的电荷量比Q2的大，所以电场强度为0的位置只能在Q2右边，有= 解得 L=6 cm，所以x轴上x=12 cm处的电场强度为0，只有一处。 (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？ 答案　(0，6 cm)和(12 cm，+∞) 根据点电荷的电场强度公式和电场强度的叠加原理可知x>12 cm的区域电场强度沿x轴正方向。在Q1Q2之间，正电荷Q1和负电荷Q2在该处产生的电场强度方向均沿x轴正方向，所以实际电场也是沿x轴正方向，所以x轴上电场强度方向沿x轴正方向的区域是(0，6 cm)和(12 cm，+∞)。 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？ 例4 答案　　方向沿AO方向 O点是三角形的中心，到三个点电荷的距离均为r==L 三个点电荷在O点产生的电场强度大小均为E0= 根据对称性和几何知识可知，两个点电荷-q在O点的合电场强度大小为E1= 再与+q在O处产生的电场强度合成，得到O点的合电场强度大小为E=E1+E0==，方向沿AO方向。 返回 < 四 > 课时对点练 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D AD C C D D D B 题号 9 10 11 答案 B BD B 考点一　电场　电场强度 1.下列有关电场的说法中不正确的是 A.只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场 B.电场是客观存在的物质，但不是由分子、原子等实物粒子组成的 C.电荷间的相互作用是通过电场而产生的 D.电场只对静止的电荷有力的作用 基础对点练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场，故A正确； 电场是一种特殊物质，是客观存在的物质，不是由分子、原子等实物粒子组成，故B正确； 电荷不相互接触也产生相互作用，这种相互作用是通过电场而产生，电场的最基本性质是对处在其中的电荷有力的作用，故C正确； 电场对运动电荷和静止的电荷都有力的作用，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 2.(多选)如图是电场中某点的电场强度E及所受静电力F与放在该点处的试探电荷所带电荷量q之间的函数关系图像，其中正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 √ √ 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，故该点电场强度是个定值，故A正确，B错误； 根据F=Eq可知，F-q图像是正比例函数图像，故C错误，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 3.若在电场中的某点A放一试探电荷+q，它所受到的静电力大小为F，方向水平向右。下列说法中正确的是 A.若将q移走，则该点的电场强度为零 B.在A点放一个负试探电荷，A点的电场强度方向为水平向左 C.在A点放一个负试探电荷，它所受静电力方向水平向左 D.在A点放一个电荷量为+2q的试探电荷，它所受的静电力仍为F 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 电场中某点的电场强度只由电场本身决定，与试探电荷无关，若将q移走，A点的电场强度保持不变，A错误； 在A点放一个正试探电荷时，受到的静电力水平向右，可知A点的电场强度方向水平向右；在A点放一个负试探电荷，A点的电场强度方向仍水平向右，负试探电荷所受的静电力方向水平向左，B错误，C正确； 在A点放一个电荷量为+2q的试探电荷，由于A点的电场强度不变，则试探电荷所受的静电力为2F，D错误。 考点二　点电荷的电场　电场强度的叠加 4.如图所示，Q是真空中固定的点电荷，a、b、c是以Q所在位置为球心，半径分别为r或2r球面上的三点，电荷量为-q的试探电荷在a点受到的库仑力方向指向Q，则 A.Q带负电 B.b、c两点电场强度相同 C.a、b两点的电场强度大小之比为4∶1 D.将a处试探电荷电荷量变为+2q，该处电场强度变为原来的两倍 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 5.(2025·江西省部分高中学校高二联考)如图所示，A、B、C、D为同一水平面上的四个点，C、D两点分别固定着等量正点电荷，B点固定的点电荷与C、D两点处的点电荷电性相反、电荷量大小相同，A点为BD的中点且AB=AC=AD，则A点的电场强度方向可能沿 A.KA方向 B.JA方向 C.AH方向 D.AG方向 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 B、D两处的点电荷在A点产生的电场强度方向均沿AB方向，C处的点电荷在A点产生的电场强度方向沿CA方向，则根据矢量合成可知，A点的电场强度方向可能沿AG方向，故选D。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 6.(2025·贵州省高二期中)如图所示，真空中带电荷量分别为+Q和-Q的点电荷A、B相距r，静电力常量为k，则两点电荷连线的中点O处的电场强度大小为 A. B. C. D. √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 正电荷A在O点产生的电场强度方向水平向右，负电荷B在O点产生的电场强度方向也是水平向右，根据电场强度的叠加原理可得O处的电场强度大小为EO=k+k=，故选D。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 7.(2024·昆明市高二期中)如图，真空中一条直线上有四点A、B、C、D，AB=BC=CD，只在A点放一电荷量为+Q的点电荷时，B点电场强度为E，若又将等量异种的点电荷放在D点，则 A.C点电场强度为2E，方向水平向右 B.B点电场强度为E，方向水平向左 C.BC线段的中点电场强度为零 D.B、C两点的电场强度相同 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 能力综合练 √ 设AB=BC=CD=r，根据点电荷形成的电场中电场强度的计算公式可得，正电荷在B点产生的电场强度为EB=k=E，则正电荷在C点产生的电场强度大小为EC1=k=E，负电荷在C点产生的电场强度大小为EC2=k=E。根据电场强度的矢量运算可得，两点电荷在C点产生的合电场强度为EC=EC1+EC2=E，方向水平向右，故A错误； 同理可知，B点的电场强度大小为E，方向水平向右，与C点的电场强度相同，故B错误，D正确； BC线段的中点处电场强度为EBC中点=2×k=E，方向水平向右，故C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 8.如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP=60°。电荷量大小相等、电性相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P点，此时O点的电场强度大小为E2，则E1与E2之比为 A.1∶2 B.2∶1 C.2∶ D.4∶ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 依题意，两点电荷在O点产生的电场强度大小均为，当N点处的点电荷移至P点时，O点电场强度如图所示，则合电场强度大小E2==，选项B正确。 9.(2025·山西省高二期中)如图所示，光滑绝缘水平面上固定两电荷量相同的正电荷M、N，O点为两电荷连线的中点，图中的水平虚线为过O点与MN垂直的线，A、B两点为虚线上的点，且∠OBN=2∠OAN=60°，负的试探电荷由A点静止释放，该试探电荷经过A、B两点瞬间加速度大小之比为 A.1∶2 B.1∶ C.1∶3 D.1∶4 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 设M、N的电荷量均为Q，ON的长度为L，根据电场强度叠加可知，在A点，电场强度EA=2×sin 60°= 在B点，电场强度EB=2×sin 30°= 根据a=可知，该试探电荷经过A、B两点瞬间加速度大小之比为1∶。 10.(多选)(2025·渭南市高二期中)如图所示，A、B、C、D是正方形的四个顶点，在A点和C点放有电荷量均为q的正电荷，在B点放了某个未知电荷后，恰好D点的电场强度等于0。关于放在B点的电荷，下列说法正确的是 A.一定是正电荷 B.一定是负电荷 C.电荷量大小为q D.电荷量大小为2q 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 √ √ 设正方形边长为a，A点和C点的正电荷在D点的电场强度大小均为E=，A点和C点的正电荷在D点的合电场强度大小为E1=E=，方向为BD方向；在B点放了某个未知电荷后，恰好D点的电场强度等于0，可知放在B点的电荷在D点的电场强度方向为DB方向，则放在B点的电荷带负电，放在B点的电荷在D点的电场强度大小等于A点和C点在D点的合电场强度大小，则有E2=k=E1，解得q'=2q。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 尖子生选练 11.(2024·贵州卷)如图，A、B、C三个点位于以O为圆心的圆上，直径AB与弦BC间的夹角为30°。A、B两点分别放有电荷量大小为qA、qB的点电荷时，C点的电场强度方向恰好沿圆的切线方向，则等于 A. B. C. D.2 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 根据题意可知两电荷为异种电荷，假设qA为正电荷，qB为负电荷，两电荷在C点的电场强度如图，设圆的半径为r，根据几何知识可得rAC=r，rBC=r，tan 60°=，同时有EA=，EB==，故选B。 本课结束 第 九 章 　 3 $