2017-2018学年高一物理 电学专题提升 专题03 电场强度的理解及计算

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1、专题03电场强度的理解及计算一：专题概述空间中的电场通常是多个场源产生的电场的叠加，电场强度可以应用平行四边形定则进行矢量计算，这是高考常考的考点之一。虽然电场强度的定义式为，但公式反映了某点场强与场源电荷及该点到场源电荷的距离的关系，体现了电场的来源与本质，高考中常围绕此公式命题。1．电场强度三个表达式的比较　表达式比较　　E＝E＝kE＝公式意义电场强度定义式真空中点电荷电场强度的决定式匀强电场中E与U的关系式适用条件一切电场匀强电场决定因素由电场本身决定，与q无关由场源电荷Q和场源电荷到该点的距离r共同决定由电场本身决定，d为沿电场方向的距离相同点

2、矢量，遵守平行四边形定则单位：1N/C＝1V/m2.电场强度的计算方法除用以上三个表达式计算外，还可以借助下列三种方法求解：(1)电场叠加合成的方法．(2)平衡条件求解法．(3)对称法．二：典例精讲1．对电场强度表达式的理解典例1：(多选)下列关于电场强度的两个表达式E＝和E＝的叙述，正确的是(　　)．A．E＝是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷量B．E＝是电场强度的定义式，F是放入电场中电荷所受的电场力，q是放入电场中电荷的电荷量，它适用于任何电场C．E＝是点电荷场强的计算式，Q是产生电场的电荷的电荷量，它不适用

3、于匀强电场10D．从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式F＝k，式是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，而是点电荷q1产生的电场在q2处场强的大小【答案】BCD2．点电荷电场中电场强度的求解典例2：图中边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷＋q、＋q、－q，则该三角形中心O点处的场强为(　　)．A.，方向由C指向OB.，方向由O指向CC.，方向由C指向OD.，方向由O指向C【答案】B【解析】每个点电荷在O点处的场强大小都是E＝＝，画出矢量叠加的示意图，如图所示，由图可得O点处的合场强为E0＝2E＝，方向由O指向C.B项正确．3．

4、特殊电场中电场强度的求解典例3：下列选项中的各圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各圆环间彼此绝缘．坐标原点O处电场强度最大的是(　　)．10【答案】B4．电场强度与图象问题典例4：一个检验电荷在电场中某点受到的电场力为F，这点的电场强度为E，在下图中能正确反映q、E、F三者关系的是(　　)【答案】D【解析】电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定，与放入该点的检验电荷及其所受电场力无关，A、B错误；检验电荷在该点受到的电场力F＝Eq，F正比于q，C错误，D正确．5．电场强度的求解典例5：如图所示，一个质量为30g、带电量为－1.7×

5、10－8C的半径极小的小球用丝线悬挂在某匀强电场中，电场线与水平面平行．当小球静止时，测得悬线与竖直方向夹角为30°，则匀强电场方向和大小为(g取10m/s2)(　　)．A．水平向右5×106N/C　B．水平向右1×107N/CC．水平向左5×106N/C　D．水平向左1×107N/C【答案】B【解析】分析小球受力，重力mg竖直向下，丝线拉力FT沿丝线方向向上，因为小球处于平衡状态，还应受水平向左的电场力F.小球带负电，所受电场力方向与场强方向相反，所以场强方向水平向右．小球在3个力作用之下处于平衡状态，3个力的合力必为零．10所以F＝mgtan30°

6、，又F＝Eq，Eq＝mgtan30°，则E＝，代入数据得：E＝1×107N/C.三总结提升1．对电场强度的进一步理解(1)电场强度是从力的角度反映电场本身性质的物理量，其大小、方向是由电场本身决定的．(2)E与试探电荷的正、负以及是否放入无关．(3)电场强度的叠加满足平行四边形定则．(4)电场强度的方向①沿电场线的切线方向②与正电荷在电场中的受力方向相同(5)定义式―→E＝决定式―→E＝k匀强电场中E与U关系式―→E＝2．对电场力的进一步理解(1)电荷处在电场中一定受到电场力的作用．(2)电场力的大小由E与q共同决定(F＝Eq)．(3)正电荷所受电场力

7、的方向与电场强度的方向相同，负电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相反．3．分析电场叠加问题的一般步骤电场强度是矢量，叠加时应遵从平行四边形定则，分析电场的叠加问题的一般步骤是：(1)确定分析计算的空间位置；(2)分析该处有几个分电场，先计算出各个分电场在该点的电场强度的大小和方向；(3)依次利用平行四边形定则求出矢量和．四提升专练1.当电场中某点放入正电荷时受到的电场力向右，当放入负电荷时它受到的电场力向左，下列关于电场强度与电场力的关系的说法中，正确的是(　　)A．放入正电荷时，该点的场强方向向右；放入负电荷时，该点的场强方向向左B．只有在该点放入

8、检验电荷时，该点才有场强C．该点场强方向一定向右D．电场强度方向与电场力方向一致10【答案】C