高中物理 4电场强度（1）导学案 新人教版选修3-1

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1、三、电场强度1（点电荷的电场电场的叠加）［要点导学］本节重点讲述电场及描述电场性质的物理量――电场强度和电场的叠加原理。1．英国物理学家、化学家首先提出场的概念。他指出：电荷的周围存在，带电体间的相互作用是通过它们各自产生的传递的。电场是一种特殊形态的，电场最基本的特征是，这也是检验空间是否存在电场的依据之一。2．为研究电场而放进电场的电荷称为；产生电场的电荷称为。3．电场强度是反映电场本身的力的性质的物理量。电场中某处的电场强度大小定义为放在该处的电荷受到的电场力跟该电荷的电量的。电场强度的大小表示电场的，电场强度的方向就是电场的，且物理学中规定：电场中某点的电场强度的方向

2、跟电荷在该点所受的电场力的方向。电场强度的单位是或。4．E=F/q是电场强度的，适用于电场；仅适用于真空中点电荷的电场。5．如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就互相，形成合电场。这时某点的场强等于各个点电荷存在时在该点产生的场强的。［范例精析］例1　在点电荷Q的电场中的p点，放一点电荷，其电量为＋q。设p点距Q为r，+q受电场力为F，则p点的电场强度为（）A．F/QB．F/qC．kq/r2D．kQ/r2解析依电场强度定义式知：B正确；依点电荷场强计算式知：D正确．拓展E=F/q是电场强度的定义式，适用于一切电场，其中q是试探电荷的电量；E=kQ/r2适用于真空中的点电荷的电

3、场，其中Q是产生电场的电荷的电量。要特别注意以上两式的内在联系。请再看一题：将带电量q=10-8C的检验电荷放入正点电荷Q产生的电场中的P处时，它受到的电场力为4×10－5N，那么一个电子在P和Q连线中点M处受到多大的电场力?例2　在X轴上有两个点电荷，一个带正电Q1，一个带负电Q2。且Q1=2Q2。用E1和E2分别表示两个电荷所产生的场强的大小，则在X轴上：A．E1=E2之点只有一处；该点合场强为0B．E1=E2之点共有两处；一处合场强为0，另一处合场强为2E2C．E1=E2之点共有三处；其中两处合场强为0，另一处合场强为2E2D．E1=E2之点共有三处；其中一处合场强为0

4、，另两处合场强为2E2解析设两电荷连线长为L，E1=E2的点离Q2的距离为X，由点电荷的场强E=知，当点在Q1、Q2连线外侧时，，解得X1=，此处两电场反向合场强为零。当点在连线之间时，，解得X2=(，θrmqQ图1-3-1A此处两电场同向E=2E２。所以本题选项B正确。拓展电场的叠加本质上就是电场强度的叠加，故遵从平行四边形法则。同一直线上的电场叠加问题可转化为求代数和，即同向相加、反向相减。θmgF电图1-3-2　例3　如图1-3-1，A为带正电荷Q的金属板，沿金属板的垂直平分线在距离板r处放一质量为m、电量为q的小球，小球受水平向右的电场力作用而偏转θ角后静止。设小球是

5、用绝缘丝线悬挂于O点，求小球所在处的电场强度。　解析分析小球的受力如图1-3-2所示，由平衡条件得　　　　F电＝mgtanθ由电场强度的定义式得：小球所在处的电场强度E=F/q=mgtanθ/q.由于小球带正电，所以小球所在处的电场强度方向水平向右。．N．M图1-3-3O拓展这里，带电金属板的大小和形状与两带电体之间的距离相比不能忽略的，故不可以认为带电小球所在处的场强为E=kQ/r2。请再看一题：如图1-3-3所示，一均匀的带电圆盘半径为R、带电量为Q。将电荷q放在过圆心且与圆盘垂直的直线上的M点，此时q所受的电场力为F，若将q移至N点，已知ON=MN=R，则q所受的电场力

6、为（）A．F　　B．F／２　　C．F／４　　D．以上结论都不对例4.如图1-3-4所示，相距为2d的A和B两点上固定着等量异种的两个点电荷，电荷量分别为+Q和-Q.在AB连线的中垂线上取一点P，垂足为O，∠PAO=，求:(1)P点的场强的大小和方向；(2)为何值时，场强最大?图1-3-4解析如图1-3-5所示，P点场强是正、负电荷在P点产生场强的矢量和.由得图1-3-5，方向向右。(2)由上式表明当=0方向向右拓展能不能归纳出在通过OP的直线上各点的电场强度的方向？［能力训练］1.下列说法中，正确的是()A.由公式知，电场中某点的场强大小与放在该点的电荷所受电场力的大小成正比

7、，与电荷的电荷量成反比B.由公式知，电场中某点的场强方向，就是置于该点的电荷所受电场力的方向C.在公式中，F是电荷q所受的电场力，E是电荷q产生的电场的场强D.由F=qE可知，电荷q所受电场力的大小，与电荷的电荷量成正比，与电荷所在处的场强大小成正比2.下列关于点电荷的场强公式的几种不同的理解，不正确的是()A.在点电荷Q的电场中，某点的场强大小与Q成正比，与r2成反比B.当r→0时，E→∞；当r→∞时，E→0C.点电荷Q产生的电场中，各点的场强方向一定是背向点电荷QD.以点电荷Q为中心，r为半径的球面