資源簡介

第1章　第3節　電場與電場強度
選擇題1～11題，每小題8分，共88分。
基礎對點練
題組一　電場、電場力及電場強度
1.(多選)關于電場，下列說法正確的是(　　)
電場的基本性質是對放入其中的電荷有力的作用
電場是電荷周圍空間實際存在的物質
電場只是一個理想模型，實際上并不存在
電荷間的相互作用不是通過電場產生的
2.關于電場力和電場強度，以下說法正確的是(　　)
電場強度的方向總是跟電場力的方向一致
電場強度的大小總是跟電場力的大小成正比
正電荷受到的電場力的方向跟電場強度的方向一致
在同一靜電場中，電荷在某點受到的電場力越大，該點的電場強度越大
3.將一電荷量為q的試探電荷放置在電場中的某點，受到的電場力為F。關于電場中該點的電場強度，下列說法正確的是(　　)
該點的電場強度大小為
若將試探電荷的電荷量加倍，該點的電場強度大小變為
若將試探電荷的電荷量變為－q，該點的電場強度的方向變為反向
若將試探電荷移走，該點的電場強度變為0
4.電場中某點的電場強度為E，電荷量為q的檢驗電荷放在該點受到的電場力為F。下列圖中能正確反映E、F、q三者關系的是(　　)
A B
C D
題組二　電場線
5.(2024·福建泉州五中高二期末)兩個靜止的帶電粒子A、B在電場中的受力方向如圖所示，下列判斷正確的是(　　)
A、B都帶正電
A、B都帶負電
A所在處的電場強度比B所在處的小
A所在處的電場強度比B所在處的大
6.如圖所示，各電場中A、B兩點電場強度相同的是(　　)
A B
C D
7.如圖所示為點電荷A、B所形成的電場的電場線分布圖，O為A、B連線的中點，c、d為AB的垂直平分線上的點，Oa＝Ob，Oc＝Od，則下列說法正確的是(　　)
A一定帶正電荷，B一定帶正電荷
O處的電場強度為零
a、b兩點的電場強度相同
c、d兩點的電場強度相同
8.在M、N兩點放置等量的異種點電荷如圖所示，MN是兩電荷的連線，HG是兩電荷連線的中垂線，O是垂足，下列說法正確的是(　　)
OM中點的電場強度大于ON中點的電場強度
O點的電場強度大小與MN上各點相比是最小的
O點的電場強度大小與HG上各點相比是最小的
將試探電荷沿HG由H移動到G，試探電荷所受電場力先減小后增大
綜合提升練
9.如圖甲，在點電荷Q附近不同位置放置檢驗電荷A、B，描述A、B所帶電荷量q與所受電場力F的兩組數據可能是下圖中(　　)
A B
C D
10.兩個帶電荷量分別為＋q和－q的點電荷放在x軸上，相距L，下列選項所給的圖中，能正確反映兩個點電荷連線上某點的場強大小E與x關系的是(　　)
A B
C D
培優加強練
11.(多選)如圖甲所示，真空中Ox坐標軸上的某點有一個點電荷Q，坐標軸上A、B兩點的坐標分別為0.2 m和0.7 m。在A點放一個帶正電的試探電荷，在B點放一個帶負電的試探電荷，A、B兩點的試探電荷受到電場力的方向都跟x軸正方向相同，電場力的大小F跟試探電荷電荷量q的關系分別如圖乙中直線a、b所示。下列說法正確的是(　　)
B點的電場強度大小為0.25 N/C
A點的電場強度的方向沿x軸正方向
點電荷Q是正電荷
點電荷Q的位置坐標為0.3 m
12.(12分)(2024·北京首師大附中高二期中)真空中有一電場，在電場中的P點放置一電荷量為－2.0×10－9 C的檢驗電荷，它受到的電場力為4.0 ×10－5 N，方向向右。求：
(1)(6分)P點電場強度的大小并判斷電場強度的方向；
(2)(6分)若將檢驗電荷的電荷量變為＋4.0 ×10－9 C，再求電場強度大小和方向。
第3節　電場與電場強度
1.AB　[電場的基本性質是對放入其中的電荷有力的作用，正是這一作用使電場成為傳遞電場力的媒介，故A正確，D錯誤；電場是電荷周圍空間實際存在的物質，B正確，C錯誤。]
2.C　[電場中正電荷所受電場力的方向與電場強度的方向相同，負電荷所受電場力的方向與電場強度的方向相反，故A錯誤，C正確；電場強度的大小與電場力的大小無關，由電場本身的性質決定，故B錯誤；在同一靜電場中，電荷在某點受到的電場力越大，說明電荷所帶的電荷量越多，而此處的電場強度不變，故D錯誤。]
3.A　[將一電荷量為q的試探電荷放置在電場中的某點，受到的電場力為F，根據電場強度定義可知E＝，電場強度只由電場自身決定，與試探電荷的電荷量和受力無關，若將試探電荷的電荷量加倍，該點的電場強度大小仍為；若將試探電荷的電荷量變為－q，該點的電場強度的方向不變；若將試探電荷移走，該點的電場強度仍為，故A正確。]
4.D　[電場中某點的電場強度為E，與F和q無關，電場強度是由場源電荷及該點在電場中的位置來決定，即由電場本身性質決定，故A、B錯誤；由F＝qE知，F與q成正比，故C錯誤，D正確。]
5.D　[根據正電荷在電場中所受電場力與電場強度方向相同，負電荷在電場中所受電場力與電場強度方向相反可知A帶負電，B帶正電，故A、B錯誤；根據電場線的疏密程度可知A所在處的電場強度比B所在處的大，故D正確，C錯誤。]
6.C　[A圖中，A、B兩點電場強度大小相等，方向不同；B圖中，A、B兩點電場強度的方向相同，但大小不等；C圖中是勻強電場，則A、B兩點電場強度大小、方向都相同；D圖中A、B兩點電場強度大小、方向均不相同，故選項C正確。]
7.B　[A、B一定是帶同種電荷，既可能均帶負電荷，也可能均帶正電荷，A錯誤；A、B各自在O處產生的電場強度等值反向，合電場強度為零，B正確；a、b兩點的電場強度大小相等，但方向相反，C錯誤；c、d兩點的電場強度大小相等，但方向相反，D錯誤。]
8.B　[等量異種點電荷電場線分布如圖所示，電場線的疏密表示電場的強弱，由對稱性可知OM中點的電場強度等于ON中點的電場強度；O點的電場強度大小與MN上各點相比是最小的，與HG上各點相比是最大的，故A、C錯誤，B正確；因電場線的疏密表示電場的強弱，沿HG由H到G電場強度先變大再減小，由F＝qE可知，將試探電荷沿HG由H移送到G，試探電荷所受電場力先增大后減小，故D錯誤。]
9.A　[根據題意，由電荷在電場中的受力方向可知，若檢驗電荷A、B的電性相同，則電場力方向相同，電性相反，電場力方向相反，由題意可知，A離場源電荷較近，則A處在的位置電場強度較大，則F－q圖像中位置與原點連線的斜率較大，綜上所述，只有A選項的圖符合題意。]
10.A　[越靠近兩點電荷的地方場強越大，兩點電荷連線的中點處場強最小，但不是零，B、D錯誤；兩點電荷所帶的電荷量大小相等，則兩點電荷連線上關于中點對稱的點場強大小相等，A正確，C錯誤。]
11.BD　[由兩試探電荷受力情況可知，點電荷Q為負電荷，且放置于A、B兩點之間某位置，故B正確，C錯誤；設Q與A點之間的距離為l，則點電荷在A點產生的電場強度為EA＝＝＝ N/C＝4×105 N/C，同理，點電荷在B點產生的電場強度為EB＝＝＝ N/C＝0.25×105 N/C，解得l＝0.1 m，所以點電荷Q的位置坐標為xQ＝xA＋l＝0.2 m＋0.1 m＝0.3 m，故A錯誤，D正確。]
12.(1)2.0×104 N/C　方向向左
(2)2.0×104 N/C　方向向左
解析　(1)P點電場強度的大小為
E＝＝2.0×104 N/C
因檢驗電荷帶負電，P點電場強度的方向為檢驗電荷所受電場力方向的反方向，即向左。
(2)電場強度由電場本身決定，與檢驗電荷無關，所以若將檢驗電荷的電荷量變為＋4.0 ×10－9 C，電場強度與(1)問中相同。第3節　電場與電場強度
學習目標　1.通過對物理學史的了解知道電場是客觀存在的一種特殊物質。2.理解電場強度及其定義式，并能用該公式進行有關計算。3.知道電場線的概念，了解幾種典型電場線分布特點。能用電場線模型分析靜電問題。
知識點一　電場、電場力及電場強度
(1)如圖甲所示，用帶電的梳子靠近從水龍頭流出的細水流，水流的方向為什么會發生改變？
(2)如圖乙所示，兩個電荷通過什么發生相互作用？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.電場：存在于________周圍的一種特殊物質，電荷之間的相互作用是通過________傳遞的。靜止電荷產生的電場稱為____________。
(1)電場是一種看不見、摸不著，但是客觀存在的特殊物質。
(2)電荷周圍一定存在電場，靜止的電荷周圍存在靜電場。
(3)電場是電荷間相互作用的橋梁，電荷不直接接觸就可以發生相互作用。
2.電場力：電場對處在其中的電荷有____________的作用，這種力稱為電場力。
3.電場強度
(1)定義：放入電場中某點的試探電荷受到的____________與它的____________之比。
(2)定義式：E＝________
(3)單位：牛頓每庫侖(N/C)
(4)方向：電場強度是矢量。物理學中規定，電場中某點電場強度的方向與____________在該點所受電場力的方向相同，與____________在該點所受電場力的方向相反。
(5)物理意義：描述電場的________的性質的物理量，反映了電場的________。
【思考】
1.根據電場強度的定義式E＝，只有試探電荷q存在時，電場才存在嗎？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.電場力與電場強度有何區別與聯系？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例1 (多選)若在電場中的某點A放一試探電荷＋q，它所受到的電場力大小為F，方向水平向右。下列說法中正確的是(　　)
A.在A點放一個負試探電荷，A點的電場強度方向為水平向左
B.在A點放一個負試探電荷，它所受的電場力方向水平向左
C.在A點放一個電荷量為＋2q的試探電荷，它所受的電場力仍為F
D.在A點放一個電荷量為＋2q的試探電荷，A點的電場強度為
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
訓練1 將電荷量為q1＝＋2.0×10－8 C的點電荷放在電場中的A點，點電荷q1在A點受到的電場力大小為F1＝4.0×10－4 N，方向水平向右，如圖所示。求：
(1)A點電場強度E的大小；
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)若移走q1，將另一個電荷量為q2＝＋1.0×10－8 C的點電荷放在A點，點電荷q2在A點受到的電場力F2的大小。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
知識點二　電場線
把奎寧的針狀結晶或頭發屑懸浮在蓖麻油里，再放入電場中，這時可以發現碎屑按一定規律排列起來。
(1)你能根據圖中碎屑的排列規律判斷出上述圖甲～丙分別是放入何種電場中形成的嗎？
(2)由此你得到了什么啟示？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.電場線：在電場中繪出一些曲線，曲線上任一點的____________與該點電場強度的方向一致。
2.電場線的特點
(1)電場線是為了形象描述電場而假想的________，實際并不存在。
(2)電場線在電場中沒有交點。
(3)電場線的________表示電場的強弱；電場線上某點的____________表示該點的電場強度的方向。
(4)電場線總是從__________或____________，終止于________或________，即電場線不閉合，在無電荷處不中斷。
3.常見電場的電場線的特點
(1)點電荷的電場特點
項目 正點電荷的電場 負點電荷的電場
電場線 分布圖
電場線 特點 電場線從正點電荷出發到無窮遠處終止，“光芒四射”，呈發散狀 電場線從無窮遠處出發，終止于負點電荷，“萬箭穿心”，呈會聚狀
電場強 度特點 (1)離點電荷越近，電場線越密集，電場強度越大 (2)點電荷形成的電場中，不存在電場強度相同的點 (3)若以點電荷為球心作一個球面，電場線處處與球面垂直，在此球面上電場強度大小相等，方向各不相同
(2)等量同種點電荷和等量異種點電荷的電場比較
項目 等量異種點電荷 等量同種點電荷
電場線 分布圖
電荷連線上的電場強度 沿連線先變小后變大
O點最小，但不為零 O點為零
電荷連線的中垂線上的電場強度 O點最大，向外逐漸減小 O點最小，向外先變大后變小
關于O點對稱位置(A與A′、B與B′、C與C′)的電場強度 等大同向 等大反向
【思考判斷】
(1)在電場中，凡是有電場線通過的點，電場強度不為零，不畫電場線的區域內的點，電場強度為零。(　　)
(2)在同一電場中，同一試探電荷在電場線密集的地方所受電場力大。(　　)
例2 某一區域的電場線分布如圖所示。A、B、C是電場中的三個點。
(1)哪一點的電場強度最大？哪一點的電場強度最小？
(2)畫出各點電場強度的方向。
(3)把負的點電荷分別放在這三個點，畫出它所受電場力的方向。
(4)把正的點電荷從A點靜止釋放，它在電場力作用下運動的軌跡是否與電場線一致？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
電場線的應用
(1)比較電場強度大小：電場強度大處電場線密，電場強度小處電場線疏，根據電場線的疏密可以比較電場強度的大小。
(2)確定電場強度方向：電場線上每點的切線方向就是該點電場強度的方向。
例3 如圖所示，一電子沿等量異種點電荷連線的中垂線由A→O→B勻速飛過，電子重力不計，則電子所受另一個力的大小和方向變化情況是(　　)
A.先變大后變小，方向水平向左
B.先變大后變小，方向水平向右
C.先變小后變大，方向水平向左
D.先變小后變大，方向水平向右
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
訓練2 用電場線能很直觀、很方便地比較電場中各點的強弱。如圖是等量異種點電荷形成電場的電場線，A、B為同一電場線上的兩點，以下說法正確的是(　　)
A.A、B兩點電場強度相同
B.兩個電荷連線(直線)上的電場強度，連線中點電場強度最小
C.將一正點電荷從A點無初速度釋放一定會沿電場線運動到B點
D.兩個電荷連線(直線)的中垂線上各點電場強度方向相同，大小相等
隨堂對點自測
1.(電場及電場強度的理解)下列說法正確的是 (　　)
A.電場是為了研究問題的方便而設想的一種物質，實際上不存在
B.電荷所受的電場力越大，該點的電場強度一定越大
C.以點電荷為球心，r為半徑的球面上各點的場強都相同
D.在電場中某點放入試探電荷q，受電場力F，該點的場強為E＝，取走q后，該點的場強不變
2.(場強及電場線的理解)如圖所示為電場中的一條電場線，在該電場線上有a、b兩點，分別用Ea、Eb表示兩處電場強度的大小，則(　　)
A.a、b兩點的電場強度方向相同
B.因為電場線由a指向b，所以Ea>Eb
C.因為電場線是直線，所以Ea＝Eb
D.a、b兩點的電場強度方向可能不相同
3.(電場線的特點)(多選)某物理實驗小組為了模擬摩擦后毛皮與空心橡膠棒周圍的電場線，將相互摩擦過的橡膠棒和毛皮放入帶有頭發碎屑的蓖麻油里，碎屑按電場強度的方向排列起來，繪制出毛皮與橡膠棒周圍的電場線分布如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.橡膠棒和毛皮所帶的電荷量大小相等
B.未畫出電場線的地方就沒有電場
C.A、B兩點電場強度的方向不同
D.A點的電場強度比B點的電場強度大
第3節　電場與電場強度
知識點一
導學
提示　(1)帶電體吸引輕小物體。(2)電場。
知識梳理
1.電荷　電場　靜電場　2.力　3.(1)電場力F　電荷量q
(2)　(4)正電荷　負電荷　(5)力　強弱
[思考]
1.提示　電場由場源電荷產生，與試探電荷無關。
2.提示　電場強度是描述電場力的性質的物理量，電場力與電場強度的區別與聯系可以通過下表進行對比
　　　物理量 比較內容 電場力 電場強度
區別 物理意義 電荷在電場中所受的力 反映電場的強弱和方向
決定因素 由電場和電荷共同決定 由電場本身決定
大小 F＝qE E＝
方向 正電荷所受電場力方向與E同向，負電荷所受電場力方向與E反向 由電場本身決定，與正電荷所受電場力方向相同
單位 N N/C(或V/m)
聯系 F＝qE(普遍適用)
例1 BD　[由題意知，電場強度方向水平向右，大小為E＝，電場強度由電場本身決定，與試探電荷無關，在A點放一個電荷量為＋2q的試探電荷，A點的電場強度為，在A點放一個負試探電荷，A點的電場強度方向不變，仍水平向右，負試探電荷所受的電場力與電場強度方向相反，它所受的電場力方向水平向左，故B、D正確，A錯誤；根據F＝qE，知在A點放一個電荷量為＋2q的試探電荷，它所受的電場力為2F，故C錯誤。]
訓練1 (1)2.0×104 N/C　(2)2.0×10－4 N
解析　(1)A點電場強度E的大小為
E＝＝＝2.0×104 N/C。
(2)點電荷q2在A點受到的電場力F2的大小為
F2＝q2E＝1.0×10－8 C×2.0×104 N/C＝2.0×10－4 N。
知識點二
導學
提示　(1)圖甲是置于點電荷形成的電場，圖乙是置于異種電荷形成的電場，圖丙是置于兩平行金屬板帶電后形成的電場。
(2)由此可見，我們可以通過假想曲線描述電場的某些特性。
知識梳理
1.切線方向　2.(1)線　(3)疏密　切線方向　(4)正電荷　無窮遠出發　無窮遠　負電荷
[思考判斷]
(1)×　(2)√
例2 (1)電場線疏密表示電場強大，B點處電場強度最強，C點處電場強度最小。
(2)(3)如圖所示。
(4)運動軌跡與電場線不一致。
例3 B　[等量異種點電荷電場分布如圖甲所示，由圖中電場線的分布可以看出，從A到O，電場線由疏到密；從O到B，電場線由密到疏，所以從A→O→B，電場強度應先由小變大，再由大變小，而電場強度方向沿電場線切線方向，為水平向右，如圖乙所示。由于電子處于平衡狀態，所以所受合外力必為零，故另一個力應與電子所受電場力大小相等，方向相反。電子受的電場力與電場強度方向相反，即水平向左，電子從A→O→B過程中，電場力先由小變大，再由大變小，故
另一個力方向應水平向右，其大小應先變大后變小，所以選項B正確。]
訓練2 B　[電場線的切線方向表示電場強度的方向，因此A、B兩點電場強度方向不同，故A錯誤；依據電場線的疏密，來體現電場強度大小，因此兩個電荷連線(直線)上的電場強度，連線中點電場強度最小，故B正確；若將一正點電荷從A點無初速度釋放，假設正點電荷沿電場線運動到B點，則該電荷做曲線運動，而正點電荷的受力時刻沿電場線的切線即軌跡的切線，與正點電荷做曲線運動受力指向軌跡凹側相矛盾，因此運動軌跡不會沿著電場線從A到B，故C錯誤；兩個電荷連線(直線)的中垂線上，從兩個電荷連線中點到無窮遠，電場強度越來越小，電場線的切線方向表示電場強度的方向，因此中垂線上各點電場強度方向一致，故D錯誤。]
隨堂對點自測
1.D　[電場是存在于電荷周圍能傳遞電荷與電荷之間相互作用的媒介，是不同于實物的另一種物質存在的方式，故A錯誤；電場中的場強取決于電場本身，電場強度只由場源電荷的電荷量和位置決定，與電荷受到的電場力的大小無關，故B錯誤；以點電荷為球心的球面各點的電場強度大小相等，方向不同，電場強度不同，故C錯誤；電場強度是由產生電場的源電荷決定的，將電場中某點的試探電荷取走后，不會影響該點的電場強度，故D正確。]
2.A　[a、b兩點所在的電場線是直線，所以a、b兩點電場強度方向必定相同，故A正確，D錯誤；電場線的疏密表示電場強度的大小，題中只有一條電場線，無法判斷電場線的疏密，也就無法判斷a、b兩點電場強度的大小，故B、C錯誤。]
3.AC　[根據摩擦起電的實質，毛皮失去電子，橡膠棒得到電子，兩者所帶電荷量大小相等，A正確；電場線是假想的線，電場是客觀存在的一種特殊物質，電場線未畫出的地方仍有電場，B錯誤；電場線上某點的切線方向表示該點電場強度方向，由題圖可知A、B兩點電場強度方向不同，C正確；根據電場線越密集的地方，電場強度越大可知，A點的電場強度比B點的電場強度小，D錯誤。](共43張PPT)
第3節　電場與電場強度
第1章　靜電力與電場強度
1.通過對物理學史的了解知道電場是客觀存在的一種特殊物質。
2.理解電場強度及其定義式，并能用該公式進行有關計算。
3.知道電場線的概念，了解幾種典型電場線分布特點。能用電場線模型分析靜電問題。
學習目標
目 錄
CONTENTS
知識點
01
隨堂對點自測
02
課后鞏固訓練
03
知識點
1
知識點二　電場線
知識點一　電場、電場力及電場強度
知識點一　電場、電場力及電場強度
(1)如圖甲所示，用帶電的梳子靠近從水龍頭流出的細水流，水流的方向為什么會發生改變？
(2)如圖乙所示，兩個電荷通過什么發生相互作用？
提示　(1)帶電體吸引輕小物體。(2)電場。
1.電場：存在于______周圍的一種特殊物質，電荷之間的相互作用是通過______傳遞的。靜止電荷產生的電場稱為________。
(1)電場是一種看不見、摸不著，但是客觀存在的特殊物質。
(2)電荷周圍一定存在電場，靜止的電荷周圍存在靜電場。
(3)電場是電荷間相互作用的橋梁，電荷不直接接觸就可以發生相互作用。
2.電場力：電場對處在其中的電荷有____的作用，這種力稱為電場力。
電荷
電場
靜電場
力
3.電場強度
(1)定義：放入電場中某點的試探電荷受到的__________與它的__________之比。
電場力F
電荷量q
(3)單位：牛頓每庫侖(N/C)
(4)方向：電場強度是矢量。物理學中規定，電場中某點電場強度的方向與________在該點所受電場力的方向相同，與________在該點所受電場力的方向相反。
(5)物理意義：描述電場的____的性質的物理量，反映了電場的______。
正電荷
負電荷
力
強弱
【思考】
提示　電場由場源電荷產生，與試探電荷無關。
2.電場力與電場強度有何區別與聯系？
提示　電場強度是描述電場力的性質的物理量，電場力與電場強度的區別與聯系可以通過下表進行對比
BD
訓練1 將電荷量為q1＝＋2.0×10－8 C的點電荷放在電場中的A點，點電荷q1在A點受到的電場力大小為F1＝4.0×10－4 N，方向水平向右，如圖所示。求：
(1)A點電場強度E的大小；
(2)若移走q1，將另一個電荷量為q2＝＋1.0×10－8 C
的點電荷放在A點，點電荷q2在A點受到的電場力F2的大小。
答案　(1)2.0×104 N/C　(2)2.0×10－4 N
解析　(1)A點電場強度E的大小為
(2)點電荷q2在A點受到的電場力F2的大小為
F2＝q2E＝1.0×10－8 C×2.0×104 N/C＝2.0×10－4 N。
知識點二　電場線
把奎寧的針狀結晶或頭發屑懸浮在蓖麻油里，再放入電場中，這時可以發現碎屑按一定規律排列起來。
(1)你能根據圖中碎屑的排列規律
判斷出上述圖甲～丙分別是放入
何種電場中形成的嗎？
(2)由此你得到了什么啟示？
提示　(1)圖甲是置于點電荷形成的電場，圖乙是置于異種電荷形成的電場，圖丙是置于兩平行金屬板帶電后形成的電場。
(2)由此可見，我們可以通過假想曲線描述電場的某些特性。
1.電場線：在電場中繪出一些曲線，曲線上任一點的__________與該點電場強度的方向一致。
2.電場線的特點
(1)電場線是為了形象描述電場而假想的____，實際并不存在。
(2)電場線在電場中沒有交點。
(3)電場線的______表示電場的強弱；電場線上某點的__________表示該點的電場強度的方向。
(4)電場線總是從________或____________，終止于________或________，即電場線不閉合，在無電荷處不中斷。
切線方向
線
疏密
切線方向
正電荷
無窮遠出發
無窮遠
負電荷
3.常見電場的電場線的特點
(1)點電荷的電場特點
項目 正點電荷的電場 負點電荷的電場
電場線分布圖
電場線特點 電場線從正點電荷出發到無窮遠處終止，“光芒四射”，呈發散狀 電場線從無窮遠處出發，終止于負點電荷，“萬箭穿心”，呈會聚狀
電場強度特點 (1)離點電荷越近，電場線越密集，電場強度越大 (2)點電荷形成的電場中，不存在電場強度相同的點 (3)若以點電荷為球心作一個球面，電場線處處與球面垂直，在此球面上電場強度大小相等，方向各不相同
(2)等量同種點電荷和等量異種點電荷的電場比較
項目 等量異種點電荷 等量同種點電荷
電場線分布圖
電荷連線上的電場強度 沿連線先變小后變大
O點最小，但不為零 O點為零
電荷連線的中垂線上的電場強度 O點最大，向外逐漸減小 O點最小，向外先變大后變小
關于O點對稱位置(A與A′、B與B′、C與C′)的電場強度 等大同向 等大反向
【思考判斷】
(1)在電場中，凡是有電場線通過的點，電場強度不為零，不畫電場線的區域內的點，電場強度為零。( )
(2)在同一電場中，同一試探電荷在電場線密集的地方所受電場力大。( )
×
√
例2 某一區域的電場線分布如圖所示。A、B、C是電場中的三個點。
(1)哪一點的電場強度最大？哪一點的電場強度最小？
(2)畫出各點電場強度的方向。
(3)把負的點電荷分別放在這三個點，畫出它所受電場力
的方向。
(4)把正的點電荷從A點靜止釋放，它在電場力作用下運動的軌跡是否與電場線一致？
答案　(1)電場線疏密表示電場強大，B點處電場強度最強，C點處電場強度最小。
(2)(3)如圖所示。
(4)運動軌跡與電場線不一致。
電場線的應用
(1)比較電場強度大小：電場強度大處電場線密，電場強度小處電場線疏，根據電場線的疏密可以比較電場強度的大小。
(2)確定電場強度方向：電場線上每點的切線方向就是該點電場強度的方向。　
B
例3 如圖所示，一電子沿等量異種點電荷連線的中垂線由A→O→B勻速飛過，電子重力不計，則電子所受另一個力的大小和方向變化情況是(　　)
A.先變大后變小，方向水平向左
B.先變大后變小，方向水平向右
C.先變小后變大，方向水平向左
D.先變小后變大，方向水平向右
解析　等量異種點電荷電場分布如圖甲所示，由圖中電場線的分布可以看出，從A到O，電場線由疏到密；從O到B，電場線由密到疏，所以從A→O→B，電場強度應先由小變大，再由大變小，而電場強度方向沿電場線切線方向，為水平向右，如圖乙所示。由于電子處于平衡狀態，所以所受合外力必為零，故另一個力應與電子所受電場力大小相等，方向相反。電子受的電場力與電場強度方向相反，即水平向左，電子從A→O→B過程中，電場力先由小變大，再由大變小，故另一個力方向應水平向右，其大小應先變大后變小，所以選項B正確。
B
訓練2 用電場線能很直觀、很方便地比較電場中各點的強弱。如圖是等量異種點電荷形成電場的電場線，A、B為同一電場線上的兩點，以下說法正確的是(　　)
A.A、B兩點電場強度相同
B.兩個電荷連線(直線)上的電場強度，連線中點電場強度最小
C.將一正點電荷從A點無初速度釋放一定會沿電場線運動到B點
D.兩個電荷連線(直線)的中垂線上各點電場強度方向相同，大小相等
解析　電場線的切線方向表示電場強度的方向，因此A、B兩點電場強度方向不同，故A錯誤；依據電場線的疏密，來體現電場強度大小，因此兩個電荷連線(直線)上的電場強度，連線中點電場強度最小，故B正確；若將一正點電荷從A點無初速度釋放，假設正點電荷沿電場線運動到B點，則該電荷做曲線運動，而正點電荷的受力時刻沿電場線的切線即軌跡的切線，與正點電荷做曲線運動受力指向軌跡凹側相矛盾，因此運動軌跡不會沿著電場線從A到B，故C錯誤；兩個電荷連線(直線)的中垂線上，從兩個電荷連線中點到無窮遠，電場強度越來越小，電場線的切線方向表示電場強度的方向，因此中垂線上各點電場強度方向一致，故D錯誤。
隨堂對點自測
2
D
1.(電場及電場強度的理解)下列說法正確的是 (　　)
A.電場是為了研究問題的方便而設想的一種物質，實際上不存在
B.電荷所受的電場力越大，該點的電場強度一定越大
C.以點電荷為球心，r為半徑的球面上各點的場強都相同
D.在電場中某點放入試探電荷q，受電場力F，該點的場強為E＝，取走q后，該點的場強不變
解析　電場是存在于電荷周圍能傳遞電荷與電荷之間相互作用的媒介，是不同于實物的另一種物質存在的方式，故A錯誤；電場中的場強取決于電場本身，電場強度只由場源電荷的電荷量和位置決定，與電荷受到的電場力的大小無關，故B錯誤；以點電荷為球心的球面各點的電場強度大小相等，方向不同，電場強度不同，故C錯誤；電場強度是由產生電場的源電荷決定的，將電場中某點的試探電荷取走后，不會影響該點的電場強度，故D正確。
A
2.(場強及電場線的理解)如圖所示為電場中的一條電場線，在該電場線上有a、b兩點，分別用Ea、Eb表示兩處電場強度的大小，則(　　)
A.a、b兩點的電場強度方向相同
B.因為電場線由a指向b，所以Ea>Eb
C.因為電場線是直線，所以Ea＝Eb
D.a、b兩點的電場強度方向可能不相同
解析　a、b兩點所在的電場線是直線，所以a、b兩點電場強度方向必定相同，故A正確，D錯誤；電場線的疏密表示電場強度的大小，題中只有一條電場線，無法判斷電場線的疏密，也就無法判斷a、b兩點電場強度的大小，故B、C錯誤。
AC
3.(電場線的特點)(多選)某物理實驗小組為了模擬摩擦后毛皮與空心橡膠棒周圍的電場線，將相互摩擦過的橡膠棒和毛皮放入帶有頭發碎屑的蓖麻油里，碎屑按電場強度的方向排列起來，繪制出毛皮與橡膠棒周圍的電場線分布如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.橡膠棒和毛皮所帶的電荷量大小相等
B.未畫出電場線的地方就沒有電場
C.A、B兩點電場強度的方向不同
D.A點的電場強度比B點的電場強度大
解析　根據摩擦起電的實質，毛皮失去電子，橡膠棒得到電子，兩者所帶電荷量大小相等，A正確；電場線是假想的線，電場是客觀存在的一種特殊物質，電場線未畫出的地方仍有電場，B錯誤；電場線上某點的切線方向表示該點電場強度方向，由題圖可知A、B兩點電場強度方向不同，C正確；根據電場線越密集的地方，電場強度越大可知，A點的電場強度比B點的電場強度小，D錯誤。
課后鞏固訓練
3
AB
題組一　電場、電場力及電場強度
1.(多選)關于電場，下列說法正確的是(　　)
A.電場的基本性質是對放入其中的電荷有力的作用
B.電場是電荷周圍空間實際存在的物質
C.電場只是一個理想模型，實際上并不存在
D.電荷間的相互作用不是通過電場產生的
基礎對點練
解析　電場的基本性質是對放入其中的電荷有力的作用，正是這一作用使電場成為傳遞電場力的媒介，故A正確，D錯誤；電場是電荷周圍空間實際存在的物質，B正確，C錯誤。
C
2.關于電場力和電場強度，以下說法正確的是(　　)
A.電場強度的方向總是跟電場力的方向一致
B.電場強度的大小總是跟電場力的大小成正比
C.正電荷受到的電場力的方向跟電場強度的方向一致
D.在同一靜電場中，電荷在某點受到的電場力越大，該點的電場強度越大
解析　電場中正電荷所受電場力的方向與電場強度的方向相同，負電荷所受電場力的方向與電場強度的方向相反，故A錯誤，C正確；電場強度的大小與電場力的大小無關，由電場本身的性質決定，故B錯誤；在同一靜電場中，電荷在某點受到的電場力越大，說明電荷所帶的電荷量越多，而此處的電場強度不變，故D錯誤。
A
3.將一電荷量為q的試探電荷放置在電場中的某點，受到的電場力為F。關于電場中該點的電場強度，下列說法正確的是(　　)
D
4.電場中某點的電場強度為E，電荷量為q的檢驗電荷放在該點受到的電場力為F。下列圖中能正確反映E、F、q三者關系的是(　　)
解析　電場中某點的電場強度為E，與F和q無關，電場強度是由場源電荷及該點在電場中的位置來決定，即由電場本身性質決定，故A、B錯誤；由F＝qE知，F與q成正比，故C錯誤，D正確。
D
題組二　電場線
5.(2024·福建泉州五中高二期末)兩個靜止的帶電粒子A、B在電場中的受力方向如圖所示，下列判斷正確的是(　　)
A.A、B都帶正電
B.A、B都帶負電
C.A所在處的電場強度比B所在處的小
D.A所在處的電場強度比B所在處的大
解析　根據正電荷在電場中所受電場力與電場強度方向相同，負電荷在電場中所受電場力與電場強度方向相反可知A帶負電，B帶正電，故A、B錯誤；根據電場線的疏密程度可知A所在處的電場強度比B所在處的大，故D正確，C錯誤。
C
6.如圖所示，各電場中A、B兩點電場強度相同的是(　　)
解析　A圖中，A、B兩點電場強度大小相等，方向不同；B圖中，A、B兩點電場強度的方向相同，但大小不等；C圖中是勻強電場，則A、B兩點電場強度大小、方向都相同；D圖中A、B兩點電場強度大小、方向均不相同，故選項C正確。
B
7.如圖所示為點電荷A、B所形成的電場的電場線分布圖，O為A、B連線的中點，c、d為AB的垂直平分線上的點，Oa＝Ob，Oc＝Od，則下列說法正確的是(　　)
A.A一定帶正電荷，B一定帶正電荷
B.O處的電場強度為零
C.a、b兩點的電場強度相同
D.c、d兩點的電場強度相同
解析　A、B一定是帶同種電荷，既可能均帶負電荷，也可能均帶正電荷，A錯誤；A、B各自在O處產生的電場強度等值反向，合電場強度為零，B正確；a、b兩點的電場強度大小相等，但方向相反，C錯誤；c、d兩點的電場強度大小相等，但方向相反，D錯誤。
B
8.在M、N兩點放置等量的異種點電荷如圖所示，MN是兩電荷的連線，HG是兩電荷連線的中垂線，O是垂足，下列說法正確的是(　　)
A.OM中點的電場強度大于ON中點的電場強度
B.O點的電場強度大小與MN上各點相比是最小的
C.O點的電場強度大小與HG上各點相比是最小的
D.將試探電荷沿HG由H移動到G，試探電荷所受電場力先減小后增大
解析　等量異種點電荷電場線分布如圖所示，電場線的疏密表示電場的強弱，由對稱性可知OM中點的電場強度等于ON中點的電場強度；O點的電場強度大小與MN上各點相比是最小的，與HG上各點相比是最大的，故A、C錯誤，B正確；因電場線的疏密表示電場的強弱，沿HG由H到G電場強度先變大再減小，由F＝qE可知，將試探電荷沿HG由H移送到G，試探電荷所受電場力先增大后減小，故D錯誤。
A
9.如圖甲，在點電荷Q附近不同位置放置檢驗電荷A、B，描述A、B所帶電荷量q與所受電場力F的兩組數據可能是下圖中(　　)
綜合提升練
解析　根據題意，由電荷在電場中的受力方向可知，若檢驗電荷A、B的電性相同，則電場力方向相同，電性相反，電場力方向相反，由題意可知，A離場源電荷較近，則A處在的位置電場強度較大，則F－q圖像中位置與原點連線的斜率較大，綜上所述，只有A選項的圖符合題意。
A
10.兩個帶電荷量分別為＋q和－q的點電荷放在x軸上，相距L，下列選項所給的圖中，能正確反映兩個點電荷連線上某點的場強大小E與x關系的是(　　)
解析　越靠近兩點電荷的地方場強越大，兩點電荷連線的中點處場強最小，但不是零，B、D錯誤；兩點電荷所帶的電荷量大小相等，則兩點電荷連線上關于中點對稱的點場強大小相等，A正確，C錯誤。
BD
11.(多選)如圖甲所示，真空中Ox坐標軸上的某點有一個點電荷Q，坐標軸上A、B兩點的坐標分別為0.2 m和0.7 m。在A點放一個帶正電的試探電荷，在B點放一個帶負電的試探電荷，A、B兩點的試探電荷受到電場力的方向都跟x軸正方向相同，電場力的大小F跟試探電荷電荷量q的關系分別如圖乙中直線a、b所示。下列說法正確的是(　　)
培優加強練
A.B點的電場強度大小為0.25 N/C
B.A點的電場強度的方向沿x軸正方向
C.點電荷Q是正電荷
D.點電荷Q的位置坐標為0.3 m
12.(2024·北京首師大附中高二期中)真空中有一電場，在電場中的P點放置一電荷量為－2.0×10－9 C的檢驗電荷，它受到的電場力為4.0 ×10－5 N，方向向右。求：
(1)P點電場強度的大小并判斷電場強度的方向；
(2)若將檢驗電荷的電荷量變為＋4.0 ×10－9 C，再求電場強度大小和方向。
答案　(1)2.0×104 N/C　方向向左
(2)2.0×104 N/C　方向向左
因檢驗電荷帶負電，P點電場強度的方向為檢驗電荷所受電場力方向的反方向，即向左。
(2)電場強度由電場本身決定，與檢驗電荷無關，所以若將檢驗電荷的電荷量變為＋4.0 ×10－9 C，電場強度與(1)問中相同。

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