第一章 第三节 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（粤教版）

该高中物理课件聚焦电场、电场强度（定义式E=F/q）、点电荷电场（E=kQ/r²）及叠加等核心知识点，从电荷相互作用切入，通过试探电荷引入电场强度，衔接公式推导与叠加规律，以易错题和例题为支架构建知识脉络。 其亮点在于融合物理观念与科学思维，通过易错题辨析（如E=F/q中q为试探电荷）深化概念理解，例题结合实际问题（如负电荷导体电场计算）培养科学推理，分层对点练强化应用。助力学生构建电场认知体系，提升解题能力，为教师提供系统教学资源与高效练习设计支持。

第 一 章 第 三 节 电场强度　电场强度的叠加 第1课时 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.掌握点电荷的电场特点和电场强度的叠加(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 (1)电场：电荷的周围存在 ，电荷之间的相互作用是通过电场发生的。 (2)电场的性质：对处于其中的其他电荷有力的作用。电场对 的作用力，称为电场力。 (3)场源电荷：产生 的电荷。 (4)静电场： 场源电荷在其周围产生的电场。 电场 电荷 电场 静止 2.电场强度 (1)试探电荷 ①定义：放入电场中探测 性质的电荷。 ②特点：电量应足够 ，体积也应足够 。 (2)电场强度 ①定义：物理学中把放入电场某点处的试探电荷受到的 与它的______之比，叫作电场在该点的电场强度，简称场强，用E表示。 ②定义式：E=。 电场 小 电场力F 小 电量q ③单位：在国际单位制中，场强的单位是 ，符号为 。 ④方向：场强是 量。物理学上规定，电场中某点的场强的方向与正电荷在该点受到的电场力的方向 ，与负电荷在某点受到的电场力的方向 。 ⑤物理意义：电场强度是描述电场的力的性质的物理量。 (3)匀强电场：各点场强的大小和方向都 的电场。 牛顿每库仑 N/C 矢 相同 相反 相同 (1)E=中的q是场源电荷的电荷量。(　　) (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，测出其受到的电场力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点所受电场力大小 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，A处固定一电荷量为Q的正点电荷，P为空间内一点，A、P之间的距离为r，一带正电的点电荷q在P点所受静电力为F。静电力常量为k。 (1)判断P点电场的方向； 答案　与q在P点所受静电力F方向相同 (2)计算F的大小； 答案　q在P点所受静电力大小为F=k (3)根据电场强度的定义，计算P点的电场强度。 答案　点电荷Q在P点产生的电场强度为E==k，方向沿AP的连线由A指向P 1.点电荷的电场强度 (1)表达式： E=_____。 (2)适用条件：真空、静止、 。 梳理与总结 k 点电荷 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)。 向外 向内 3.若Q为均匀带电球体，则球外某点的电场强度E=k，式中的r指的是球心到该点的距离。 (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=知，在以Q为球心、r为半径的球面上，各处场强相同。 (　　) (3)在计算式E=k中，r→0时，电场强度为无穷大。(　　) × × √ 易错辨析 (2024·惠州市高二期末)式①E=和式②E=k分别为场强大小的定义式和点电荷场强大小的表达式。下列说法正确的是 A.式①和式②都只对点电荷产生的场成立 B.式②中E是某电场的场强大小，q是场源电荷电荷量 C.式①中F是放入某电场中的电荷所受的力，q是产生这电场的电荷电荷量 D.式①中的E是式中的电荷q所产生的电场的场强，式②中的E是式中的 电荷q产生的电场的场强 例2 √ 式①对所有电场都立，故A错误； 式②中E是某电场的场强大小，q是场源电荷电荷量，故B正确； 式①中F是放入电场的电荷所受的力，q是放入电场的电荷所带的电荷量，故C错误； 式①中E是电荷q所在电场的场强大小，E与q无关；式②中E是电荷q产生的电场的场强，故D错误。 (2024·广州市番禺区期中)如图所示，Q是真空中固定的点电荷，a、b、c是以Q所在位置为圆心，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两倍 例3 √ 电荷量为-q的试探电荷在a点受到的库仑力方向指向Q，电场强度方向背离Q，则Q带正电，故A错误； 根据公式E=k，知b、c两点电场强度大小相等，但方向不同，故B错误； 根据公式E=k，可知==，故C正确； 场强由电场本身决定，与试探电荷无关，所以a处的试探电荷电荷量变为+2q，该处场强不变，故D错误。 返回 < 三 > 电场强度的叠加 如图所示，真空中，带电量分别为+Q和-Q的点电荷A、B相距为r，静电力常量为k，则： (1)点电荷A、B在其连线的中点O产生的场强分别为多大？方向如何？ 答案　A在O点的场强大小EA=k=4，方向由A指向B。 B在O点的场强大小EB=k=4，方向由A指向B。 (2)电场强度是矢量，则两点电荷连线的中点O处的场强为多大？方向如何？ 答案　规定向右为正方向，E0=EA+EB=8，方向由A指向B。 (3)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的C点的场强为多大？方向如何？ 答案　对于互成角度的电场强度的叠加，合成时遵循平行四边形定则。 如图所示，设点电荷A、B在C点产生电场的场强大小分别为EA'和EB'， 则EA'=EB'==， 由平行四边形定则知C点的场强方向水平向右， 大小为EC=EA'=。 (2024·汕尾市高二检测)如图所示，A、B、C是半径为r的圆周上等间距的三个点，在这些点上各固定一个点电荷，A点处的电荷量为-q，B、C两点处的电荷量均为+q，静电力常量为k，则圆心O处 A.场强大小为，方向沿OA方向 B.场强大小为，方向沿AO方向 C.场强大小为，方向沿OA方向 D.场强大小为，方向沿AO方向 例4 √ 由点电荷的场强公式可知，三点电荷在O点产生的场强大小均为E=k，电场强度是矢量，求合场强应用平行四边形定则，如图所示，A、B、C三个点电荷的合场强大小为E'=，方向由O指向A。 电场叠加问题的解题方法 1.根据点电荷电场强度公式，确定每个场源电荷在某点产生的电场强度。 2.电场强度是矢量，合成时遵循矢量运算法则(平行四边形定则或三角形定则)，与力的合成一样，常用的方法有图解法、正交分解法等。 总结提升 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 答案 A D A CD D (1)负电　(2)　(3) 题号 7 8 9 10 11 答案 A ABD D (1)12 cm　(2) (0，6 cm)和(12 cm，+∞) C 考点一　电场　电场强度 1.下列关于电场和电场强度的说法正确的是 A.电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场最基本的特征是对处在其 中的电荷有力的作用 B.电场是人为设想出来的，实际上并不存在 C.某点的电场强度方向为试探电荷在该点受到的电场力的方向 D.公式E=只适用于点电荷产生的电场 基础对点练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 电场的基本性质是对放入电荷有电场力的作用，而电荷间不接触也能发生作用，是通过电场发生的，所以只要有电荷存在，电荷周围就一定存在电场，故A正确，B错误； 某点的电场强度方向为正试探电荷在该点受到的电场力的方向，故C错误； 公式E=，适用于所有电场，故D错误。 2.下列关于点电荷的场强公式E=k的几种不同的理解，正确的是 A.以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强相同 B.当r→0时，E→∞；当r→∞时，E→0 C.点电荷Q产生的电场中，各点的场强方向一定是背离点电荷Q的 D.在点电荷Q产生的电场中，某点的场强大小与Q成正比，与r2成反比 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强大小相等，方向不同，故A错误； 当r→0时，带电体已不能看成点电荷，点电荷的场强公式E=k不再适用，故B错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 点电荷Q产生的电场中，各点的场强方向与点电荷的性质有关，正点电荷产生的电场中，各点的场强方向是背离点电荷Q的，负点电荷产生的电场中，各点的场强方向是指向点电荷Q的，故C错误； 在点电荷Q产生的电场中，场强公式E=k为决定式，所以某点的场强大小与Q成正比，与r2成反比，故D正确。 3.把试探电荷q放在某电场中的A点，测得它受到的电场力大小为F；再把它放到B点，测得它所受的电场力大小为nF。再把另一电荷量为nq的试探电荷放到C点，测得它受到的电场力大小也为F。则 A.EA∶EB=1∶n B.EA∶EC=1∶n C.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 D.正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点 场强方向与放入试探电荷的正、负有关 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 根据电场强度的定义式有E=，根据题意有EA=，EB=，EC=，EA∶EB=1∶n，EA∶EC=n∶1，A正确，B错误； 电场强度与试探电荷无关，若q减半，该处的电场强度不变，故C错误； 电场强度由电场本身性质决定，与试探电荷的有无和正、负无关，所以正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，但场强方向与放入试探电荷正、负无关，故D错误。 4.(多选)(2024·潮州市高二期末)如图所示，图甲中AB是一个点电荷电场中的一条电场线，图乙是放在电场线上a、b处的试探电荷的电荷量q与所受电场力F大小之间的函数关系图线，则下列情况中可能正确的是 A.场源是正电荷，位于B点 B.场源是负电荷，位于B点 C.场源是正电荷，位于A点 D.场源是负电荷，位于A点 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 根据F-q图像中斜率表示电场强度，由题图乙可知，a处的电场强度大于b处电场强度，由E=可知，场源电荷位于A点，由题意不能确定电场方向，则场源电荷可能是正电荷，也可能是负电荷，故选C、D。 考点二　电场强度的叠加 5.(2024·广东省学业水平考试)如图所示，M、N和P三点共线且MN=NP，N点处固定有一个点电荷，带电量为+q。若想让P点处电场强度E为0，可在M点处固定一个点电荷，其带电量为 A.+2q B.-2q C.+4q D.-4q 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 根据题意可知，N点处固定的点电荷在P点的场强大小为E1=，方向向右，设在M点处固定的点电荷的电荷量为Q，其在P点的场强大小为E2= ，要使P点场强为0，则有E1和E2大小相等，方向相反，解得Q=-4q，故选D。 6.如图所示，直角三角形ABC的∠B为直角，∠A=30°，直角边BC=a。分别在A、B两点固定两个点电荷，已知固定在A点的点电荷的电荷量为+Q，静电力常量为k，若在C点放置一带正电的试探电荷，它受到的电场力平行于AB指向右方。 (1)判断固定在B点的点电荷的电性； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 答案　负电 C点处正试探电荷受到的电场力平行于AB指向右方，根据电荷间相互作用规律和力的合成可知，固定在B点的点电荷带负电。 (2)求固定在A点的点电荷在C点产生的电场强度的大小E1； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 答案　 根据几何关系可知AC=2a 根据点电荷电场强度公式可知， 固定在A点的点电荷在C点产生的电场强度的大小E1=， 解得E1= (3)求C点的电场强度大小E。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 答案　 根据题意可知，C点的电场强度方向平行于AB向右， 矢量合成图如图所示，根据几何关系可知 cos 30°=，解得E=。 7.(2024·江门市广雅中学高二期中)如图所示，在xOy直角坐标系中，A、B两点的坐标分别为(-1，0)和(1，0)，C点在y轴上，A、B、C为等边三角形的顶点，在A、B点分别固定电荷量为+Q和-Q的点电荷。已知A、B连线中点处的电场强度大小为E，则C点的电场强度大小为 A.E B.E C.E D.E 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 √ 能力综合练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 设等边三角形的边长为L，A、B连线中点处的电场强度大小为E=2= ，C点的电场强度大小为EC=2·cos 60°==E，故选A。 8.(多选)(2024·东莞市万江中学月考)如图甲所示，真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2 m和0.7 m。在A点放一个带正电的试探电荷，在B点放一个带负电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到静电力的方向都跟x轴正方向相同，静电力的大小F跟试探电荷电荷量q的关系分别如图乙中直线a、b所示。下列说法正确的是 A.B点的电场强度大小为2.5×104 N/C B.A点的电场强度的方向沿x轴正方向 C.点电荷Q是正电荷 D.点电荷Q的位置坐标为0.3 m √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 根据电场强度的定义式可知B点的电场强度大小为EB== N/C= 2.5×104 N/C，故A正确； 正电荷受到的静电力方向与电场强度相同，故A点的电场强度的方向沿x轴正方向，故B正确； 负电荷受到的静电力方向与电场强度相反，故B点的电场强度的方向沿x轴负方向，根据点电荷电场强度分布，可知点电荷Q是负电荷，且放置于A、B两点之间的某位置，故C错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 A点的电场强度大小为EA== N/C=4×105 N/C，设点电荷Q的位置坐标为x0，可得EA=k，EB=k，解得x0=0.3 m，故D正确。 9.(2024·河源市高二期末)如图所示，四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q，分别固定在正方形的四个顶点上，正方形边长为a，静电力常量为k，则正方形两条对角线交点处的电场强度 A.大小为，方向竖直向上 B.大小为，方向竖直向下 C.大小为，方向竖直向上 D.大小为，方向竖直向下 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 四个点电荷的电荷量绝对值相等，对角线的两个点电荷都是一对等量异种点电荷，在对角线交点处的电场强度的方向指向负电荷，且大小相等，如图，则合场强的方向竖直向下，由点电荷场强公式可得，一条对角线上一对等量异 种点电荷在两条对角线交点处的合场强大小为E=2=，则正方形两条对角线交点处的电场强度大小为E合=，方向竖直向下，故选D。 10.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0和6 cm的位置上。 (1)x轴上哪个位置的电场强度为0？ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 答案　12 cm 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？ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 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。正电荷Q1和负电荷Q2在Q1、Q2之间产生的电场强度方向均沿x轴正方向，所以合电场也是沿x轴正方向，所以x轴上电场强度方向沿x轴正方向的位置区域是(0，6 cm)和(12 cm，+∞)。 11.(2024·汕头市潮南区龙岭中英文学校期中)如图所示，在侧面为正三角形的正四棱锥P-ABCD的A、B、C、D四个顶点各放置一个电荷量大小为q的正点电荷，在底面ABCD的中心O点处放置一个负点电荷，结果P点的电场强度恰好为零。O点处的点电荷的电荷量大小为 A.q B.2q C.q D.2q 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 √ 11 尖子生选练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 △APC和△BPD均为等腰直角三角形，故A、C处两点电荷在P点产生的合电场强度大小(设为E1)与B、D处两点电荷在P点产生的合电场强度大小相等，且方向均垂直底面向上，设正四棱锥的棱长为a，则有E1=， 因此A、B、C、D四个顶点处的点电荷产生的电场在P点的合电场强度大小E=2E1=2，方向均垂直底面向上，可得底面ABCD的中心O点处的点电荷产生的电场在P点的电场强度大小为E、方向垂直底面向下，设底面ABCD的中心O点处的点电荷的电荷量为Q，因为P、O两点间的距离r=a，所以E=2，解得Q=q，C正确。 11 返回 本课结束 第 一 章 第 三 节 $