第九章 3 第2课时 电场线 匀强电场（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 浙江专版）

该高中物理课件聚焦电场线、常见电场线分布及匀强电场，通过回顾电场强度概念导入，以电场线为学习支架，连接抽象电场与形象描述，帮助学生构建电场认知脉络。 其亮点在于结合表格对比、例题分析与拓展探究，通过模型建构（电场线模型）和科学推理（如等量异种电荷中垂线场强变化分析）培养物理观念与科学思维。学生能深化理解，教师可高效实施教学。

DIJIUZHANG 第九章 第2课时　电场线　匀强电场 1 学习目标 1.知道什么是电场线并掌握电场线的特点。 2.会用电场线描述电场，熟记几种常见的电场线(重点)。 3.知道孤立正负点电荷、等量同种(异种)点电荷电场线的分布特点，掌握两个等量同种(异种)点电荷连线及中垂线上的电场变化规律(重难点)。 4.知道什么是匀强电场以及匀强电场的特点(重点)。 2 一、电场线 二、几种常见的电场线 课时对点练 三、匀强电场 内容索引 3 电场线 一 4 1.物理学家 首先用电场线描述电场。 2.电场线是画在电场中的一条条 的曲线，曲线上每点的________ 表示该点的 方向。电场线是 的，实际电场中并不存在，它是用来形象地描述 强弱与方向特性的一簇曲线。 法拉第 有方向 切线方向 电场强度 假想 电场 3.电场线的特点 (1)电场线从 出发，终止于 。 (2)电场线在电场中 ，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。 (3)电场线的 可以用来比较各点电场强度的大小。电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏。 正电荷或无限远 无限远或负电荷 不相交 疏密 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？ 例1 答案　B点处电场强度最强，C点处电场强度最弱。 (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。 答案　(2)(3)如图所示。 (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　不一致。 返回 几种常见的电场线 二 9 认真观察常见的几种电场线的分布情况，完成下面填空。 电场 电场线 简要描述 正点电荷   以点电荷为球心的球面上各点电场强度大小 ，方向_____ 负点电荷   以点电荷为球心的球面上各点电场强度大小 ，方向_____ 相等 不同 相等 不同 电场 电场线 简要描述 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 后变 。连线中点O电场强度为____ 2.两点电荷连线中点O沿中垂线到无限远，电场强度先变 后变____ 3.关于O点对称的两点电场强度_____ (选填“等大同向”或“等大反向”) 小 大 零 大 小 等大 反向 电场 电场线 简要描述 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 后变____ 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____ 3.关于O点对称的两点电场强度_________ (选填“等大同向”或“等大反向”) 小 大 小 等大同向 (多选)电场线能很直观、方便地比较电场中各点电场强度的强弱。如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点，O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称。则 A.B、C两点电场强度大小和方向都相同 B.A、D两点电场强度大小相等，方向相反 C.E、O、F三点比较，O点电场强度最强 D.B、O、C三点比较，O点电场强度最弱 例2 √ √ √ B、C两点在等量异种点电荷连线上，则B、C两点的电场强度方向均向右，又B、C两点关于O点对称，则B、C两点电场强度大 小相等，所以B、C两点电场强度相同，故A正确； A、D两点关于O点对称，A、D两点电场强度大小相等，由题图可知，方向均向左，所以A、D两点电场强度相同，故B错误； 根据电场线的疏密程度表示电场强度大小，由题图可知B、O、C三点，O点电场线最稀疏，则O点电场强度最小，在中垂线上，O点电场强度最大，所以E、O、F三点比较，O点电场强度最强，故C、D正确。 拓展　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B点电场强度 √ 如图所示，M、N两点固定两个等量的正点电荷(场源电荷)，其连线的中垂线上A、A′两点关于O点对称，在A点由静止释放一个带负电的粒子，不计粒子的重力，粒子的电荷量远小于场源电荷的电荷量，下列说法中正确的是 A.中垂线上从A到O到A′电场强度的大小一定先 减小后增大 B.粒子运动到O点时加速度为零，速度达最大值 C.粒子在从A点到O点运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大 D.粒子越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到速度减小为零 例3 √ 由等量同种电荷周围的电场线的分布可知，O点电场强度为零，从O点沿着中垂线向无穷远处延伸，电场强度先增大后减小，故中垂线上从A到O，电场强度的大小可能先增大再减小，故A错误； 由等量同种电荷周围的电场线的分布可知，O点电场强度为零，从O点沿着中垂线向无穷远处延伸，带负电的粒子，从A到O过程一定加速，从O到A′过程，一定减速，则到O点时加速度为零，速度达最大值，故B正确； 中垂线上从A到O，电场强度的大小可能先增大再减小，则加速度可能先增大再减小，故C错误； 从O到A′过程，电场强度可能先增大后减小，则加速度可能先增大后减小，故D错误。 返回 匀强电场 三 19 1.定义：如果电场中各点的电场强度 、 ，这个电场就叫作匀强电场。 2.特点： (1)匀强电场的电场线是相互 且 的直线； (2)电场线的疏密程度 ，即电场线分布 。 3.举例：两块等大、正对的、带等量异种电荷的平行金属板相互靠近时，它们之间的电场(边缘除外)可以看作匀强电场。 大小相等 方向相同 平行 等距 相同 均匀 (多选)如图所示的四种电场中均有a、b两点，其中a、b两点的电场强度相同的是 A.甲图中与点电荷等距的a、b两点 B.乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点 C.丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点 D.丁图中匀强电场中的a、b两点 例4 √ √ 题图甲中a、b两点电场强度大小相等，但方向不同，A错误； 题图乙为两等量异种点电荷电场线分布图，a、b两点在两点电荷连线的中垂线上且关于两点电荷连线对称，所以电场强度大小相等，方向均垂直中垂线向左，B正确； 题图丙为两等量同种点电荷电场线分布图，a、b两点在两点电荷连线的中垂线上且关于两点电荷连线对称，电场强度大小相等，但方向相反，C错误； 题图丁中两平行板间为匀强电场，电场强度处处相同，D正确。 (2024·浙江省S9联盟高二期中)如图所示，在水平匀强电场中，用一根绝缘的柔软细线悬挂一带电小球，小球静止时悬线与竖直方向夹角为θ，下列判断正确的是 A.小球带负电 B.小球带正电 C.增大匀强电场的电场强度，则θ角减小 D.减小匀强电场的电场强度，则θ角不变 例5 √ 对小球受力分析，如图所示，小球受到竖直向下的重力，绳子的拉力，要使得小球保持静止，则静电力方向只能水平向右。由于电场强度方向与正电荷受力方向相同，可知小球带正电，故A错误，B正确； 根据平衡条件有Eq＝mgtan θ 则增大匀强电场的电场强度，tan θ增大，θ角也增大。减小匀强电场的电场强度，tan θ减小，θ角也减小，故C、D错误。 返回 课时对点练 四 26 考点一　电场线　匀强电场 1.(2024·杭州市检测)关于电场强度和电场线，下列说法正确的是 B.电场强度E的方向和电荷受力方向相同 C.电场线就是带电粒子在电场中的运动轨迹 D.电场线既能描述电场的方向，也能描述电场的强弱 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 基础对点练 √ 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 电场强度的定义式为E＝ ，适用于任何电场，E反映电场本身的性质，与试探电荷及静电力无关，A错误； 物理学上规定正电荷所受静电力的方向与电场强度的方向相同，则负电荷所受静电力的方向与电场强度的方向相反，B错误； 电场线是一种理想化的物理模型，实际上不存在，不是带电粒子的运动轨迹，C错误； 电场线的切线方向是该点电场强度的方向，而电场线的疏密表示电场的强弱，即电场线既能描述电场的方向，也能描述电场的强弱，D正确。 2.如图所示是点电荷Q周围的电场线，图中A到Q的距离小于B到Q的距离。以下判断正确的是 A.Q是正电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度 B.Q是正电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度 C.Q是负电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度 D.Q是负电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 正电荷的电场线向外辐射，电场线密的地方电场强度大，所以A正确。 3.(多选)如图是电场中的一条电场线，在该电场线上有a、b两点，用Ea、Eb分别表示两点电场强度的大小，有 A.a、b两点的电场强度方向相同 B.因为电场线是直线，所以Ea＝Eb C.因为电场线由a指向b，所以Ea>Eb D.不知道a、b附近电场线的分布情况，Ea、Eb的大小不能确定 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 在直线电场线上，箭头所指的方向就是电场强度的方向，所以a、b两点的电场强度方向相同，不知道a、b附近电场线的分布情况，Ea、Eb的大小不能确定，故选A、D。 4.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点所受的静电力小于在N点所受的静电力 D.将电子从M点由静止释放，电子将沿竖直方向向上运动 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 M点电场线没有画出，不是没有电场线，电场 强度也不为零，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； 由静电力公式F＝Eq可知电场强度越大，静电力越大，故负电荷在N点所受静电力大，故C正确； 电子带负电，从M点由静止释放，将逆着电场线方向移动，故D错误。 13 5.(多选)如图所示，空间中存在一方向水平向右的匀强电场，电场强度大小为E，两个带电小球P和Q(均可视为点电荷)用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则下列说法正确的是 A.P带正电，Q带负电 B.P带负电，Q带正电 C.P、Q两球连线中点处的电场强度大小为6E D.P、Q两球连线中点处的电场强度大小为7E 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 13 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 假设小球P带正电，P受到匀强电场的静电力水平向右，小球P处于静止，则Q对P的库仑力水平向左，为斥力，即此时Q带正电，对Q分析，匀强电场对Q的静电力方向水平向右，P对Q的库仑力水平向右，Q不可能在题图中位置静止，假设不 成立；假设小球P带负电，P受到匀强电场的静电力水平向左，小球P处于静止，则Q对P的库仑力水平向右，为引力，即此时Q带正电，对Q分析，匀强电场对Q的静电力方向水平向右，P对Q的库仑力水平向左，Q能够在题图中位置静止，假设成立，即P带负电，Q带正电，A错误，B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 P、Q两球连线中点处的电场强度大小为 考点二　两等量点电荷周围的电场 6.(2024·宁波市镇海区高一期末)用电场线能很直观、方便地比较电场中各点电场强度的强弱。如图是等量异种点电荷形成电场的电场线，A、B为同一电场线上的两点，以下说法正确的是 A.A、B两点电场强度相同 B.两个点电荷连线上的电场强度，连线中点 电场强度最小 C.将一正点电荷从A点无初速度释放一定会沿电场线运动到B点 D.两个点电荷连线的中垂线上各点电场强度方向相同，大小相等 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 电场线的切线方向表示电场强度的方向，因此 A、B两点电场强度方向不同，故A错误； 依据电场线的疏密程度，来体现电场强度强弱， 因此两个点电荷连线上的电场强度，连线中点 电场强度最小，故B正确； 若将一正点电荷从A点无初速度释放，假设正点电荷沿电场线做曲线运动到B点，正点电荷的受力方向沿电场线的切线即轨迹的切线，与正点电荷做曲线运动受力指向轨迹凹侧相矛盾，因此运动轨迹不会沿着电场线从A到B，故C错误； 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 电场线的疏密表示电场强度的大小，因此两个点电荷连线(直线)的中垂线上，从两个点电荷连线中点到无限远，电场强度越来越小，方向不变，故D错误。 13 7.一个负电荷从电场中的A点由静止释放，只受静电力作用，沿电场线运动到B点，它运动的速度—时间图像如图所示。则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是图中的 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力综合练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 由v－t图像可知，电荷从A到B做加速度减小的加速运 动，由“加速”可知电荷受到的静电力方向和运动方 向相同，而所带电荷电性为负，则电场方向由B到A， 由“加速度减小”可知电场强度变小，即电场线变疏，即由A到B电场线变疏，故选B。 8.为了描述空间中某点的电场强度，我们可以描绘一系 列“矢量线段”，其长度表示电场强度的大小、箭头表 示电场强度的方向。如图所示，点O为两个等量异种点 电荷＋Q、－Q之间连线的中点，在两个电荷连线的中垂线上有A、B两点，OA>OB，其中O点处的电场强度EO已画出，若以EO的长度和方向为参考，则下列各图中关于点A、B处的电场强度“矢量线段”描绘可能正确的选项是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 如图所示，先分别画出两个点电荷各自在A、B两 点处的电场强度矢量线段，由于OA>OB，单个点 电荷在A点产生的电场强度大小小于在B点产生的 电场强度大小，且在A点两个分电场强度方向的夹角较大，则合电场强度较小，由等量异种点电荷中垂线上的电场强度特点可知，＋Q和－Q在这3个点产生的电场强度的方向相同，大小关系满足EO>EB>EA，故选B。 9.如图所示是一对不等量异种点电荷的电场线分布图，电荷量大小分别为q和2q，图中两点电荷连线长度为2r，P、Q两点关于两电荷连线对称。由图可知(k为静电力常量) A.P、Q两点的电场强度相同 B.M点的电场强度小于N点的电场强度 C.右边的点电荷带电荷量为－2q 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 电场线的疏密表示电场强度的大小，根据题图 可知，P点电场强度大小等于Q点电场强度大小， 但是两点电场强度的方向不同，则电场强度不相 同，故A错误； 同理，M点的电场线较N点密，可知M点的电场强度大于N点的电场强度，故B错误； 根据电场线的方向和疏密程度可知，右边的点电荷带负电，但是电荷量小于左边的点电荷的电荷量，故C错误； 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10.(2024·衢州市高二质监)内陆盐矿中开采的氯化钠称为岩盐。如图所示，岩盐晶体结构中相邻的四个离子处于正方形的四个顶点，O点为正方形中心，A、B为两边中点，关于这四个离子形成的电场，下列说法正确的是 A.A点电场强度为零 B.O点电场强度不为零 C.A、B两点的电场强度相同 D.A点电场强度方向指向下方的氯离子 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 两等量正离子在O点的合电场强度为0，两等量负离子在O点的合电场强度为0，则四个离子在O点的合电场强度为0，B错误； 将左侧正负离子看成等量异种电荷，右侧正负离子看成等量异种电荷，根据等量异种电荷电场分布特点可知，左侧正负 离子在A点的合电场强度指向下方的氯离子，右侧正负离子在A点的合电场强度指向上方的钠离子，但左侧正负离子在A点的合电场强度大于右侧正负离子在A点的合电场强度，故A点电场强度方向指向下方的氯离子，同理可知，B点电场强度方向指向上方的氯离子，根据对称性可知，A、B两点的电场强度大小相等，方向相反，D正确，A、C错误。 11.(2024·台州市高一期中)如图所示，M、N为两个等量正电荷，固定放置在粗糙的绝缘水平面上，O为两电荷连线的中点，P为该连线的水平中垂线上的一点。将一个带负电荷小物块由P点静止释放，在小物块运动过程中，下列说法正确的是 A.从P到O，加速度可能越来越小，速度越来越大 B.从P到O，加速度可能先变大，后变小再变大 C.从P到O，该电荷经过O点的速度一定最大 D.从P到O，该电荷所受的静电力一定减小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 由两个等量同种正点电荷产生的电场线分布规律可知，连线中点电场强度是零，中垂线上电场强度方向总沿中垂线远离中点O，在中垂线上从O点到无限远处电 13 场线先变密后变疏，即电场强度先变强后变弱。可知带负电荷小物块由P点静止释放，受静电力方向由P指向O，做加速运动，受到的静电力大小可能越来越小，也可能先变大后变小再到零，小球在运动中受到的摩擦力不变，因此加速度可能先减小，当静电力等于摩擦力时加速度为零，此后反向增加，此时速度先增加后减小；加速度也可能先变大后变小再到反向增加，则B正确，A、D错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 该电荷从P到O，受静电力和摩擦力，受静电力方向与摩擦力方向相反，在经过O点时静电力为零，因此小球到达O点前，当静电力与摩擦力大小相 13 等时，小球的速度最大，因此该电荷经过O点的速度不是最大，C错误。 12.如图所示，在电场强度水平向右、大小为E的匀强电场中，在O点固定一电荷量为Q的正点电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直。已知静电力常量为k，则 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 点电荷在D点的电场强度方向与匀强电场方向相反且大小相等时，D点的电场强度大小为零，故C错误； 根据电场强度的叠加，结合点电荷电场特点与匀强电场的方向，可知A、C两点的电场强度大小相等，方向不同，故D错误。 13 13.(多选)如图，光滑绝缘细杆与水平面成θ角固定，杆上套有一带正电的小球，质量为m、带电荷量为q，为使小球静止在杆上，可加一匀强电场。所加电场的电场强度为(g为重力加速度) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ √ 尖子生选练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回 13 BENKEJIESHU 本课结束 A.由电场强度定义式E＝可知，E与F成正比，与q成反比   设两球之间距离为L，则对P球分析有k＝qPE， 对Q球分析有k＝qQE，根据电场强度的叠加，  E′＝k＋k－E，解得E′＝7E，方向水平向左，C错误，D正确。 D.两点电荷连线的中点处的电场强度大小为3k 依据E＝k及电场强度叠加原理，则两点电 荷连线的中点处的电场强度大小为E合＝3k， 故D正确。 A.A点的电场强度大小为 B.B点的电场强度大小为E－k C.D点的电场强度大小不可能为零 D.A、C两点的电场强度相同 正点电荷在A点的电场强度大小E′＝，匀强电场在A点的电场强度大小为E，因方向相互垂直，根据电场强度的叠加，则A点的合电场强度大小为EA＝，故A正确； 点电荷在B点的电场强度的方向与匀强电场方向相同，因此B点的合电场强度大小为EB＝E＋k，故B错误； A.垂直于杆斜向上，大小为 B.竖直向上，大小为 C.平行于杆斜向上，大小为 D.水平向右，大小为 若电场强度方向竖直向上，小球静止，受力平衡，则此时球受竖直向上的静电力和竖直向下的重力，且Eq＝mg，则电场强度大小为E＝，B正确； 若电场强度方向垂直于杆斜向上，大小为k， 带正电的小球受到的静电力方向也垂直于杆斜向上， 在垂直于杆的方向，小球受力平衡，而在沿杆方向， 重力有沿杆向下的分力，没有力与之平衡，则小球将向下滑动，不能保持静止，A错误； 若电场强度方向平行于杆斜向上，此时小球受三个力，重力、沿杆斜向上的静电力和支持力，当三力平衡时，有mgsin θ＝Eq，解得E＝，C正确； 若电场强度方向水平向右，此时小球受三个力，重力、水平向右的静电力和支持力，当三力平衡时，有mgsin θ＝Eqcos θ，解得E＝，D错误。 $