1.3 静电场 电场强度和电场线(Word学生用书)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第三册（教科版)

该高中物理导学案聚焦静电场、电场强度和电场线核心知识点，通过情境思辨判断电场线性质，结合探究问题分析检验电荷受力与电荷量关系，衔接电荷间相互作用知识，以比值法定义场强、理想模型法构建电场线，形成递进式学习支架。 资料以科学思维为统领，通过对比E=F/q与E=kQ/r²深化概念理解，典型例题结合素养训练，引导学生用类比法、矢量叠加法分析问题，培养物理观念和科学探究能力，助力学生自主建构知识体系，提升解决实际问题的能力。

3.静电场　电场强度和电场线 物理观念：知道电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质，知道电场强度的定义及物理意义，知道电场线的概念及特点。 科学思维：通过电荷在电场中所受静电力研究静电场的性质，领略理想模型法、比值法、类比法等物理学研究方法。 科学探究：了解如何用电场线描述电场，体会形象描述电场强度的方法。 科学态度与责任：认识电场，激发探索求知未知世界的兴趣和献身科学的精神。 知识点一　静电场 1．电场 （1）电荷在它周围空间产生　　　，电荷之间的　　　　　　　是通过电场发生的。 （2）静止电荷周围产生的电场称为静电场。 （3）电场是　　　　存在的一种形式。 2．电场力：电场对　　　　的作用力。 知识点二　电场强度 1.检验电荷：为了研究电场，而引入的电荷量和　　　　都充分小的点电荷。 2.场源电荷：激发电场的带电体所带的电荷。 3.电场强度 （1）定义：检验电荷所受　 　　与　 　　的比值，简称场强。 （2）定义式：E=。 （3）单位：牛每库，符号N/C。 （4）方向：电场强度是矢量，它的方向就是位于该点的　　　　　　　的方向。 4.点电荷的电场 （1）公式：E=　　　　。（Q为场源电荷） （2）方向：当Q为正电荷时，E的方向沿Q与该点的连线向外；当Q为负电荷时，E的方向沿着Q与该点的连线向里。 知识点三　电场线 1.电场线 （1）画在电场中的一条条有方向的曲线，它每一点　　　的方向都与该点的　　　方向一致。 （2）电场线的　　　反映了不同位置场强的大小。 2.电场线的特点 （1）静电场中，电场线起始于　　　　　，终止于　　　　　或　　　　　处；或起始于　　　　　处，终止于　　　　　。 （2）任意两条电场线不能　　　　。 3.匀强电场 （1）定义：各点场强的　　　和　　　都相同的电场。 （2）电场线是　　　　　且　　　　　的。 　根据图示情境判断正误。 （1）电场线可以描述电场的强弱和电场的方向。（　　） （2）两条电场线之间的空白处电场强度为零。（　　） （3）电场线不是实际存在的，但电场是实际存在的。（　　） （4）电场线是直线时不可以相交，电场线是曲线时可以相交。（　　） 要点一　电场　电场强度 在空间中有一电场，把一带电荷量为q的试探电荷放在电场中的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？ 1.电场的性质 （1）唯一性：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、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关。电场中不同的地方，电场强度一般是不同的。 （2）矢量性：电场强度描述了电场的强弱，是矢量，其方向与在该点的正电荷所受静电力的方向相同，与在该点的负电荷所受静电力的方向相反。 2.E=与E=k的比较 公式 E= E=k 本质区别 定义式 决定式 适用范围 一切电场 真空中点电 荷的电场 Q或q 的意义 q表示引入电场的（试探、检验）电荷的电荷量 Q表示产生电场的点电荷（场源电荷）的电荷量 关系 E用F与q的比值来表示，但E的大小与F、q的大小无关 E不仅用Q、r来表示，且E∝Q，E∝ （2026•成都教科院实验中学10月月考）一点电荷周围的电场线分布如图所示，A、B分别为其中两条电场线上的两点。下列说法正确的是（　　） A．A点的电场强度小于B点的电场强度 B．该点电荷带负电 C．A点的电场强度大于B点的电场强度 D．A、B两点的电场强度方向相同 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.静电场中某点的电场强度（　　） A．其方向跟电荷在该点所受的静电力的方向一致 B．跟电荷在该点所受的静电力的大小成正比 C．跟放于该点的电荷的电荷量成反比 D．跟放于该点的电荷的电荷量及所受静电力的大小无关 2.〔多选〕真空中距点电荷（电荷量为Q）为r的A点处，放一个带电荷量为q（q≪Q）的点电荷，q受到的电场力大小为F，则A点的场强为（　　） A．　 B．　 　C．k　 D．k 要点二　点电荷的电场　电场强度的叠加 　（1）如图甲所示，在正点电荷Q产生的电场中，P点到Q的距离为r，则Q在P点产生的电场强度是多大？方向如何？　 　 （2）如果再有一正点电荷Q′=Q，放在如图乙所示的位置，P点的电场强度多大？ 1.点电荷的电场 （1）点电荷的电场强度公式E=k，正点电荷的电场强度方向沿半径向外，负点电荷的电场强度方向沿半径向内。 （2）在点电荷的电场中没有电场强度大小、方向都相同的点。 2.电场的叠加：电场强度是矢量，合成时遵循矢量运算法则，常用的方法有图解法、解析法、正交分解法等；对于同一直线上电场强度的合成，可先规定正方向，进而把矢量运算转化成代数运算。 在真空中O点放一个点电荷Q=＋1.0×10－9 C，直线MN通过O点，OM的距离r=30 cm，M点放一个试探电荷q=－1.0×10－10 C，如图所示。求： （1）q在M点受到的作用力； （2）M点的电场强度； （3）拿走q后M点的电场强度； （4）M、N两点的电场强度哪点大？ 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上且到坐标原点的距离相等，G、H两点坐标如图所示。M、N两点各固定一负点电荷，一电荷量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处电场强度的大小和方向分别为（　　） A．，沿y轴正向　 B．，沿y轴负向 C．，沿y轴正向　 D．，沿y轴负向 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.如图所示，A、B、C三点的连线构成一个等腰直角三角形，∠A是直角。在B点放置一个电荷量为＋Q的点电荷，测得A点的电场强度大小为E。若保留B点的电荷，再在C点放置一个电荷量为－Q的点电荷，则A点的电场强度大小等于（　　） A．0　 B．E C．E　 D．2E 2.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°。电荷量相等、符号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，则O点电场强度的大小变为E2。则E2与E1之比为（　　） A．1∶2　 B．2∶1 C．2∶　 D．4 要点三　电场线　等量电荷的电场 1.电场线的特点 （1）电场线上每一点的切线方向和该点的电场强度方向一致。 （2）电场线从正电荷（或无限远处）出发，终止于无限远处（或负电荷）。 （3）在同一幅图中，电场线密集的地方电场强度大，电场线稀疏的地方电场强度小。 （4）电场线在电场中不相交。 （5）电场线是人为画的，是为了形象地描述电场而假想的一些线，不是客观存在的。 2.几种常见的电场的电场线 （1）单一点电荷的电场线 ①点电荷的电场线呈辐射状，正电荷的电场线向外至无限远，负电荷则相反，如图甲、乙所示。 ②以点电荷为球心的球面上，电场线疏密相同，但方向不同，说明电场强度大小相等，但方向不同。 ③同一条电场线上，电场强度方向相同，但大小不等。实际上，点电荷形成的电场中，任意两点的电场强度都不同。 （2）等量异种点电荷与等量同种点电荷的电场线比较 等量异种点电荷 等量同种 （正）点电荷 电场线 分布图 连线上的电场强度大小 O点最小，从O点沿连线向两边逐渐变大 O点为零，从O点沿连线向两边逐渐变大 中垂线上的电场强度大小 O点最大，从O点沿中垂线向两边逐渐变小 O点为零，从O点沿中垂线向两边先变大后变小 关于O点对称的点A与A′、B与B′的电场强度 等大同向 等大反向 在如图所示的电场中，a、b两点的电场强度相同的是（　　） 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 〔多选〕用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点电场强度的强弱，图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是电场中的一些点：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两点电场强度大小相等，方向相同 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点电场强度最强 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 要点回眸 1.〔多选〕下列选项中的图像是电场中某点的电场强度E及试探电荷所受电场力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（　　） 2.如图，在点电荷Q产生的电场中，虚线是以点电荷所在处为圆心的同心圆。则关于虚线上A、B、C三点的场强EA、EB、EC的关系判断正确的是（　　） A．EA＞EC B．EB＜EC C．EA和EB方向相同 D．EB和EC方向相同 3.真空中两点电荷A、B形成的电场中的一簇电场线如图所示，已知该电场线关于虚线对称，O点为A、B电荷连线的中点，a、b为其连线的中垂线上对称的两点，则下列说法正确的是（　　） A．A、B可能是带等量异种的正、负电荷 B．A、B可能是带不等量的正电荷 C．a、b两点处无电场线，故其电场强度可能为零 D．同一试探电荷在a、b两点处所受电场力大小相等，方向一定相反 4.（2026•成都外国语学校11月月考）两个带电小球放置在足够宽广的真空环境中，a带正电、b带负电，且qa＞qb，两电荷附近的电场分布如图所示。若从足够远处观察这两个电荷，可以把两电荷视作一个点，则在足够远处观察到的电场分布正确的是（　　） 5.如图所示，以O为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f。等量正、负点电荷分别放置在a、d两处时，在圆心O处产生的电场强度大小为E。现改变a处点电荷的位置，关于O点的电场强度变化，下列叙述正确的是（　　） A．移至c处，O处的电场强度大小不变，方向沿Oe B．移至b处，O处的电场强度大小减半，方向沿Od C．移至e处，O处的电场强度大小减半，方向沿Oc D．移至f处，O处的电场强度大小不变，方向沿Oe 完成课后作业　第一章　3. 答案 3.静电场　电场强度和电场线 【基础知识落实】 知识点一 1.（1）电场　相互作用力　（3）物质　2.电荷 知识点二 1.体积　3.（1）电场力　电荷量　（2）　（4）正电荷受电场力　4.（1） 知识点三 1.（1）切线　场强　（2）疏密 2.（1）正电荷　负电荷　无穷远　无穷远　负电荷　（2）相交 3.（1）大小　方向　（2）相互平行　均匀分布 情境思辨 （1）√　（2）×　（3）√　（4）× 【核心要点突破】 要点一　 知识精研 【探究】　提示：2F；nF；F与q成正比，即F与q的比值为定值。 【典例 1】　C　由图示可知，根据电场线的方向可知该点电荷带正电，故B错误；A处的电场线比B处的电场线密集，因此A点的电场强度大于B点的电场强度，方向不同，故A、D错误，C正确。 素养训练 1.D　电场强度的方向与正电荷所受静电力方向相同，与负电荷所受静电力方向相反，故A错误；电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定，与放入电场中的电荷以及电荷所受的静电力无关，故B、C错误，D正确。 2.BD　E=中q指的是试探电荷，E=中Q指的是场源电荷，故B、D正确。 要点二　 知识精研 【探究】　提示：（1）试探电荷q在P点受到的静电力为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。 （2）如图所示，P点的电场强度为Q、Q′单独在P点产生的电场强度的矢量和，则E==。 【典例 2】　（1）1.0×10－8 N，沿MO指向Q （2）100 N/C，沿OM连线背离Q （3）100 N/C，沿OM连线背离Q （4）M点 解析：（1）电荷q在电场中M点所受到的作用力是电荷Q通过它的电场对q的作用力，根据库仑定律得FM=k=9.0×109× N=1.0×10－8 N 因为Q为正电荷，q为负电荷，库仑力是吸引力，所以力的方向沿MO指向Q。 （2）方法一：M点的电场强度EM== N/C=100 N/C，其方向沿OM连线背离Q，因为它的方向与正电荷所受静电力的方向相同。 方法二：将FM=k代入EM=得 EM==9.0×109× N/C=100 N/C。 （3）电场强度是反映电场力的性质的物理量，它是由形成电场的场源电荷Q决定的，与检验电荷q是否存在无关。从M点拿走检验电荷q，该处电场强度大小为100 N/C，方向沿OM连线背离Q。 （4）根据公式E=k知，M点电场强度较大。 【典例 3】　B　根据对称性，M、N两处的负电荷在G、H处产生的电场强度大小相等，等于在O点的正点电荷产生的电场强度E1=，正点电荷放在G处时，它在H处产生的电场强度E2=，所以，H处的合电场强度E=E1－E2=，方向沿y轴负方向，B正确。 素养训练 1.C　正电荷Q在A点产生的电场强度为E，沿BA方向，负电荷Q在A点产生的电场强度也为E，方向沿AC方向，根据电场强度的叠加可知E合==E，故C正确，A、B、D错误。 2.A　设两电荷带电荷量大小均为q，则O点的电场强度E1=，若将N点处的点电荷移至P点，则O点电场强度的大小为E2=cos 60°=，则=。故选A。 要点三　 【典例 4】　C　根据公式E=k可知，A选项中电场强度大小相同，但方向不同，B选项中电场强度的大小不同，方向相同，故A、B错误；在匀强电场中，各处的电场强度处处相同，C正确；电场线密的地方电场强度大，由题D图可知b点电场强度大于a点的电场强度，D错误。 【典例 5】　AC　根据等量异种点电荷电场的分布情况可知，B、C两点对称分布，电场强度大小相等，方向相同，选项A正确；根据对称性可知，A、D两处电场线疏密程度相同，A、D两点电场强度大小相同，方向相同，选项B错误；E、O、F三点中，O点电场强度最强，选项C正确；B、O、C三点比较，O点电场强度最小，选项D错误。 【教学效果检测】 1.AD　电场中某点的电场强度与试探电荷无关，A正确，B错误；由F=qE可知，F－q图线为过原点的倾斜直线，D正确，C错误。 2.A　离点电荷越近的位置场强越大，即EA=EB＞EC，选项A正确，B错误；A、C两点的场强方向相同，与B点的场强方向不同，选项C、D错误。 3.D　根据电场线的特点，从正电荷出发到负电荷或无限远终止可以判断，A、B是两个等量同种电荷，选项A、B错误；电场线只是形象描述电场的假想曲线，a、b两点处无电场线，其电场强度也不为零，选项C错误；在a、b两点处电场强度大小相等、方向相反，同一试探电荷在a、b两点所受电场力大小相等，方向一定相反，选项D正确。 4.A　在足够远处观察两带电小球形成的电场，可以忽略两小球所占空间的大小和形状，由于a带正电、b带负电，且qa＞qb，即相当于qa－qb的正点电荷产生的电场。故选A。 5.C　由题意可得，正、负点电荷在O处产生的电场强度的大小都为，当a处的点电荷未移动时，其电场强度的方向均沿Od；当a处点电荷移至c处时，两点电荷在O处的电场强度方向的夹角为120°，合电场强度大小为，方向沿Oe，选项A错误；同理，当a处点电荷移至b处时，O处的合电场强度大小为，方向沿Oe与Od的角平分线斜向上，选项B错误；同理，当a处点电荷移至e处时，O处的合电场强度大小为，方向沿Oc，选项C正确；同理，当a处点电荷移至f处时，O处的合场强大小为，方向沿Oc与Od的角平分线斜向下，选项D错误。 8 / 8 学科网（北京）股份有限公司 $